Цепь тяговая ГОСТ 12996-90

Цепь тяговая ГОСТ 12996-90: технические характеристики, классификация и применение

ГОСТ 12996-90 «Цепи тяговые пластинчатые. Технические условия» является основополагающим нормативным документом, регламентирующим производство, параметры и приемку пластинчатых тяговых цепей, предназначенных для работы в механизмах подъема, транспортирования и привода различных машин. Действие стандарта распространяется на цепи с разрушающей нагрузкой от 63 до 1600 кН. Данный тип цепей характеризуется высокой прочностью, надежностью и способностью работать в условиях ударных нагрузок и абразивного износа, что обусловило их широкое применение в горнодобывающей, металлургической, энергетической и строительной отраслях.

Область применения и назначение

Тяговые пластинчатые цепи по ГОСТ 12996-90 предназначены для преобразования вращательного движения ведущей звездочки в поступательное движение или для передачи усилия. Их ключевое отличие от приводных роликовых цепей — способность работать на значительном растягивающем усилии при сравнительно низких скоростях. Основные сферы применения:

• Конвейеры (скребковые, пластинчатые, элеваторные) в шахтах, на обогатительных фабриках, в литейных цехах.
• Приводы механизмов передвижения кранов, вагонеток, перегружателей.
• Подъемно-транспортное оборудование (лебедки, подъемники).
• Приводы тяжелых технологических машин, например, в прокатных станах.
• Снегопогрузочная и землеройная техника.

Классификация и конструктивное исполнение

Стандарт классифицирует цепи по типу шарнирного соединения и конструктивным особенностям.

1. Типы цепей по виду шарнира:

• Цепи с простым шарниром (тип П). Втулка запрессована в пластины внутреннего звена. Ось свободно вращается во втулке. Конструкция проще, но износ происходит как между осью и втулкой, так и между втулкой и пластиной. Требует регулярной смазки.
• Цепи со сложным шарниром (тип С). Втулка свободно вращается между пластинами внутреннего звена, а ось жестко закреплена в пластинах наружного звена. Износ локализован только в паре «втулка-ось», что увеличивает ресурс и позволяет применять более износостойкие материалы для втулки.

2. Типы цепей по конструкции пластин:

• Цепи с прямой пластиной (исполнение 1). Пластины прямоугольной формы. Наиболее распространенный тип.

Цепи с фигурной пластиной (исполнение 2). Пластины имеют выступы или изгибы, увеличивающие жесткость и площадь опоры для скребков или других присоединяемых элементов.

• Цепи с усиленной пластиной (исполнение 3). Пластины с утолщениями в критических зонах для повышения несущей способности.

3. Типы цепей по способу сборки:

• Разборные (исполнение Р). Ось фиксируется шплинтом или стопорным кольцом, что позволяет разбирать цепь для замены изношенных звеньев в полевых условиях.
• Нераборные (исполнение Н). Ось расклепана или запрессована с пластинами, обеспечивая более высокую надежность соединения, но исключая разборку без разрушения.

Полное обозначение цепи включает: тип шарнира, шаг цепи в миллиметрах, ширину пластины в миллиметрах, разрушающую нагрузку в килоньютонах, исполнение пластины и способ сборки. Например: Цепь П-100х40-250-2-Р – цепь с простым шарниром, шаг 100 мм, ширина пластины 40 мм, разрушающая нагрузка 250 кН, с фигурной пластиной, разборная.

Основные параметры и размеры

ГОСТ 12996-90 устанавливает строгие геометрические и прочностные параметры. Основные размеры приведены в таблице.

Таблица 1. Основные параметры тяговых пластинчатых цепей (выдержка)

Обозначение цепи	Шаг t, мм	Ширина пластины b, мм, не менее	Диаметр оси d, мм	Длина втулки l, мм	Разрушающая нагрузка Fразр, кН, не менее
П-80х32-160	80	32	16	38	160
С-100х40-250	100	40	20	46	250
П-125х50-400	125	50	25	58	400
С-160х63-630	160	63	30	74	630
П-200х80-1000	200	80	38	92	1000

Помимо основных размеров, стандарт нормирует: допуски на шаг цепи, радиальный зазор в шарнире, твердость деталей (пластин, осей, втулок), массу цепи. Твердость рабочих поверхностей осей и втулок должна быть в пределах 45-55 HRC, что обеспечивает сопротивление износу. Пластины, как правило, изготавливаются из сталей 40, 45, 40Х с твердостью 38-45 HRC.

Материалы и технология изготовления

Качество цепи напрямую зависит от применяемых материалов и термообработки.

• Пластины: Сталь 45, 40Х, 40ХН. Штамповка с последующей термообработкой (закалка+отпуск) для достижения требуемой прочности и вязкости.
• Оси и втулки: Сталь 20Х, 20ХН2М, 15ХН2МФА. Цементация (науглероживание) с последующей закалкой и низкотемпературным отпуском. Это создает твердую износостойкую поверхность (58-62 HRC) при вязкой сердцевине, устойчивой к ударным нагрузкам.
• Сборка: Окончательная сборка звеньев производится с натягом, обеспечивающим необходимый радиальный зазор. Для неразборных цепей применяется расклепка или прессовая посадка концов оси.

Приемка, испытания и контроль

Цепи принимаются партиями. Контролю подлежат:

• Геометрические параметры: шаг, ширина, диаметры осей и втулок, радиальный зазор.
• Механические испытания: выборочное испытание на растяжение до разрушения. Цепь считается выдержавшей испытание, если разрушающая нагрузка не ниже нормированной, а разрушение происходит не по телу пластины (допускается вырыв оси или разрушение сварного шва, если он есть).
• Контроль твердости: на рабочих поверхностях осей, втулок и на пластинах.
• Внешний осмотр: отсутствие трещин, заусенцев, коррозии. Качество клепки или запрессовки.

Каждая принятая цепь маркируется клеймом предприятия-изготовителя и обозначением цепи. На партию выдается сертификат соответствия ГОСТ 12996-90.

Монтаж, эксплуатация и техническое обслуживание

Правильный монтаж и обслуживание критически важны для ресурса цепи.

• Монтаж: При сборке контура необходимо обеспечить соосность валов звездочек и параллельность их плоскостей. Натяжение цепи должно исключать провисание, но не создавать избыточную нагрузку на шарниры и валы. Использование соединительных (контрольных) звеньев должно соответствовать проекту.
• Смазка: Регулярная смазка — основной фактор увеличения срока службы. Смазочный материал должен подаваться в зазор между осью и втулкой. Рекомендуются пластичные смазки (Литол-24, Солидол) или жидкие масла (индустриальное И-Г-А) в зависимости от условий. При работе в абразивной среде необходимы частые интервалы смазки для вымывания загрязнений.
• Контроль износа: Основной эксплуатационный параметр — удлинение цепи из-за износа шарниров. Максимально допустимое удлинение обычно не должно превышать 3-5% от первоначальной длины. Измерение проводят под нагрузкой или по контрольному шагу.
• Техника безопасности: Запрещается эксплуатация цепи с трещинами в пластинах, выпавшими осями или износом, превышающим допустимый. Работа со снятыми ограждениями механизмов не допускается.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

В чем принципиальная разница между цепями типа П и типа С?

Разница в конструкции шарнира. В цепи типа П втулка неподвижна относительно внутренних пластин, и ось вращается внутри нее. В цепи типа С втулка вращается между внутренними пластинами, а ось закреплена в наружных. Цепи типа С имеют больший ресурс, так как износ происходит только в одной паре трения (втулка-ось), и втулку можно изготовить из более износостойкого материала. Цепи типа П проще и дешевле в производстве.

Как правильно подобрать тяговую цепь по нагрузке?

Подбор осуществляется на основе расчетного максимального рабочего усилия (S_max) с учетом коэффициента запаса прочности (n). Для тяговых цепей, работающих с умеренными динамическими нагрузками, n принимается не менее 7-8. Для цепей, работающих в условиях значительных ударов и вибраций (например, в скребковых конвейерах), n = 10-12. Таким образом, разрушающая нагрузка цепи F_разр должна удовлетворять условию: F_разр ≥ S_max

• n. Окончательный выбор согласовывается с каталогами производителей и требованиями проекта механизма.

Что означает маркировка «Цепь С-125х50-400-1-Н»?

Данная маркировка расшифровывается следующим образом: тяговая пластинчатая цепь со сложным шарниром (С), шаг 125 мм, ширина пластины 50 мм, минимальная разрушающая нагрузка 400 кН, с прямой пластиной (исполнение 1), неразборная (Н).

Как часто нужно смазывать тяговую цепь в скребковом конвейере?

Интервал смазки зависит от режима работы, запыленности и температуры. В тяжелых условиях (угольная пыль, высокая влажность) смазка может требоваться ежесменно (каждые 8 часов). В стандартных условиях — раз в сутки или неделю. Критерий — наличие защитной смазочной пленки в шарнирах. Автоматические системы централизованной смазки значительно повышают эффективность и безопасность процесса.

Допускается ли ремонт (замена отдельных звеньев) тяговых цепей по ГОСТ 12996-90?

Да, но только для цепей разборного исполнения (Р). Замена изношенных звеньев на новые или поворот звеньев на 180° (для равномерного износа) является стандартной эксплуатационной процедурой. Для неразборных цепей (Н) ремонт путем замены звена без разрушения оси не предусмотрен. Сварка пластин категорически запрещена, если это не предусмотрено специальной конструкцией цепи (сварное исполнение).

Каковы признаки критического износа цепи, требующие ее замены?

• Удлинение цепи на 3-5% и более от номинальной длины.
• Увеличение шага между шарнирами сверх допустимого (обычно более 3-4% от номинального шага).
• Появление заметного люфта (радиального зазора) в шарнирах при ручном покачивании.
• Образование трещин, сколов или остаточной деформации (вытяжки) пластин.
• Выпадение или значительный осевой сдвиг осей, повреждение стопорных элементов.

Заключение

ГОСТ 12996-90 детально определяет все аспекты, касающиеся тяговых пластинчатых цепей, обеспечивая их взаимозаменяемость, надежность и безопасность. Правильный выбор типа цепи (П или С, разборная или неразборная), точный расчет по нагрузке с необходимым запасом прочности, а также строгое соблюдение правил монтажа, смазки и контроля износа являются обязательными условиями для длительной и безаварийной работы ответственных механизмов в энергетике, горной промышленности и тяжелом машиностроении. Понимание технических требований стандарта позволяет инженерно-техническому персоналу грамотно эксплуатировать данный вид продукции, минимизируя риски простоев и аварийных ситуаций.