Цепи роликовые ГОСТ 13568-75

Цепи роликовые ГОСТ 13568-75: технические характеристики, типы, применение и контроль

ГОСТ 13568-75 «Цепи роликовые. Технические условия» является основополагающим нормативным документом, регламентирующим производство, параметры и приемку приводных роликовых цепей общего назначения в Российской Федерации и странах СНГ. Стандарт распространяется на цепи с разрушающей нагрузкой от 1,0 до 60,0 тс (тонн-сила), предназначенные для передачи механической энергии в различных отраслях промышленности. Действие стандарта не распространяется на цепи для подъемно-транспортных машин (грузовые).

Основные конструктивные элементы и терминология

Роликовая цепь представляет собой шарнирно-сочлененное изделие, состоящее из последовательно соединенных одинаковых звеньев. Основные элементы цепи:

• Внутреннее звено: Состоит из двух внутренних пластин (щечек), напрессованных на две втулки. Втулки служат подшипниками скольжения для роликов.
• Наружное звено: Состоит из двух наружных пластин (щечек), соединенных двумя валиками, проходящими через втулки внутренних звеньев.
• Ролик: Свободно вращающаяся деталь, напрессованная на втулку. Ролик контактирует с зубьями звездочки, уменьшая трение и износ.
• Валик: Служит осью вращения и соединения звеньев.
• Втулка: Является подшипником для ролика и местом посадки валика наружного звена.
• Шаг цепи (t): Расстояние между центрами валиков соседних звеньев. Ключевой параметр, определяющий геометрию цепи и звездочки.

Типы и основные параметры цепей по ГОСТ 13568-75

Стандарт устанавливает два основных типа роликовых цепей: однорядные нормальной (ПР) и повышенной (ПРД) точности, а также двух- и трехрядные (2ПР, 3ПР). Цепи повышенной точности (ПРД) предназначены для высокоскоростных и тяжелонагруженных передач, характеризуются более жесткими допусками на размеры.

Обозначение цепи включает в себя: тип, шаг в миллиметрах и разрушающую нагрузку в декатоннах (даН). Например, ПР-19,05-31,8 обозначает цепь приводную роликовую однорядную с шагом 19,05 мм и разрушающей нагрузкой 31,8 кН (или 3180 даН).

Таблица 1. Основные параметры однорядных роликовых цепей (выдержка из ГОСТ 13568-75)

Обозначение цепи	Шаг t, мм	Диаметр ролика dр, мм, max	Внутренняя ширина b1, мм, min	Диаметр валика dв, мм	Разрушающая нагрузка Q, кН (тс), min	Масса 1 м цепи, кг, ориентировочно
ПР-12,7-18,2-1	12,70	7,95	7,85	3,66	18,2 (1,86)	0,78
ПР-15,875-23,0	15,875	10,16	9,65	5,08	23,0 (2,34)	1,10
ПР-19,05-31,8	19,05	11,91	12,70	5,94	31,8 (3,24)	1,90
ПР-25,4-60,0	25,40	15,88	15,88	7,92	60,0 (6,12)	2,60
ПР-31,75-88,5	31,75	19,05	19,05	9,53	88,5 (9,02)	3,90
ПР-38,10-127,0	38,10	22,23	25,40	11,10	127,0 (12,95)	5,80
ПР-44,45-172,4	44,45	25,40	25,40	12,70	172,4 (17,58)	7,50
ПР-50,80-227,0	50,80	28,58	31,75	14,29	227,0 (23,14)	10,10

Материалы и технология изготовления

Качество цепи напрямую зависит от материалов и термообработки ее деталей.

• Пластины (щечки): Изготавливаются из качественных конструкционных сталей (например, 50, 40Х, 45ХН) с последующей термообработкой (закалка и отпуск) для достижения высокой прочности и усталостной выносливости. Твердость пластин обычно находится в пределах 40-50 HRC.
• Валики, втулки, ролики: Производятся из цементируемых сталей (15Х, 20Х, 20ХН). Эти детали подвергаются химико-термической обработке – цементации с последующей закалкой и низким отпуском. Это обеспечивает твердую износостойкую поверхность (55-65 HRC) при вязкой сердцевине, способной выдерживать ударные нагрузки.
• Сборка и запрессовка: Критически важным этапом является процесс сборки звеньев с обеспечением заданного усилия вращения шарнира (проворачивания). Слишком тугое соединение приводит к быстрому износу и перегреву, слишком свободное – к ударным нагрузкам и повышенному шуму.

Контроль качества и приемка

ГОСТ 13568-75 устанавливает строгие правила приемки и методы контроля. Партия цепей принимается по результатам периодических и приемо-сдаточных испытаний.

• Испытание на растяжение: Выборочно из партии цепи испытываются на разрывной машине. Цепь считается выдержавшей испытание, если разрушающая нагрузка не ниже значений, указанных в стандарте.
• Контроль шага и геометрии: Измеряется шаг цепи под измерительной нагрузкой (2-3% от разрушающей) для исключения влияния зазоров в шарнирах. Контролируются ширина цепи, диаметры роликов и валиков.
• Испытание на износ и долговечность: Проводится на специальных стендах для определения ресурса цепи в заданных условиях.
• Контроль твердости: Измеряется твердость рабочих поверхностей валиков, втулок, роликов и пластин.
• Визуальный и измерительный контроль: Проверяется отсутствие трещин, заусенцев, коррозии, правильность сборки.

Монтаж, эксплуатация и смазка

Правильный монтаж и обслуживание – залог долговечности цепной передачи.

• Выравнивание валов: Непараллельность валов и перекос звездочек приводят к ускоренному износу боковых поверхностей пластин и выходу цепи из строя.
• Натяжение: Цепь должна иметь оптимальное провисание (обычно 2-5% от межосевого расстояния). Чрезмерное натяжение увеличивает нагрузку на валы и подшипники, недостаточное – приводит к сбою зацепления и ударам.
• Смазка: Является критическим фактором. Рекомендуется непрерывная подача масла в зону зацепления. Для тихоходных передач допустимо периодическое смазывание. Консистентные смазки (типа солидола) не рекомендуются, так как не проникают в зазоры шарниров. Применяются индустриальные масла (И-Г-А, И-Г-Д и др.) в зависимости от скорости и нагрузки.
• Защита: В условиях запыленности или агрессивной среды необходимы защитные кожухи, которые также выполняют функцию удержания смазки.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем отличаются цепи типа ПР и ПРД?

Цепи ПРД (повышенной точности) имеют более жесткие допуски на основные размеры (шаг, ширину, соосность). Это обеспечивает более плавный ход, меньшее динамическое воздействие на передачу и повышенный ресурс на высоких скоростях (свыше 10 м/с). Цепи ПР (нормальной точности) применяются при скоростях до 8-10 м/с.

Как правильно подобрать цепь по мощности и скорости?

Подбор осуществляется по расчетному коэффициенту запаса прочности, который учитывает передаваемую мощность, частоту вращения малой звездочки, шаг цепи, число зубьев звездочек, условия работы (коэффициент нагрузки) и способ смазки. Расчет ведется согласно методикам, изложенным в справочниках по деталям машин (например, под ред. Ачеркана). Использование цепей только по критерию «разрушающая нагрузка» недопустимо.

Что означает маркировка «-1» в обозначении цепи (например, ПР-12,7-18,2-1)?

Цифра «-1» указывает на исполнение цепи с обточенными пластинами. Такие цепи имеют уменьшенную ширину и массу, применяются в стесненных условиях. Основные параметры прочности при этом сохраняются.

Как взаимосвязаны ГОСТ 13568-75 и международные стандарты (ISO, ANSI)?

ГОСТ 13568-75 в значительной степени гармонизирован с международным стандартом ISO 606 (также известен как DIN 8187, BS 228). Основные ряды шагов и размеры взаимозаменяемы. Например, цепь ПР-12,7 соответствует ANSI 41, цепь ПР-19,05 – ANSI 50, ПР-25,4 – ANSI 60. Однако при полной замене необходимо проверять соответствие всех геометрических параметров и разрушающей нагрузки.

Каковы основные причины преждевременного выхода цепи из строя?

• Износ шарниров: Основная причина. Происходит из-за недостаточной или неправильной смазки, попадания абразива.
• Усталостное разрушение пластин: Возникает при циклических нагрузках, превышающих предел выносливости материала.
• Растяжение (удлинение) цепи: Следствие износа шарниров. При удлинении на 3-6% цепь подлежит замене, так как нарушается зацепление со звездочкой.
• Обрыв валиков или пластин: Как правило, результат перегрузки, усталости или брака материала.
• Повреждение роликов: Часто связано с несоосностью звездочек или работой на предельных скоростях.

Как правильно измерить шаг цепи для оценки износа?

Шаг необходимо измерять под нагрузкой. Цепь укладывается на ровную поверхность, натягивается с усилием примерно 3% от разрушающей нагрузки. Измеряется расстояние между центрами N валиков (например, 20). Полученное значение делится на количество интервалов (N-1). Средний шаг сравнивается с номинальным. Удлинение более 3% – критический показатель.

Заключение

ГОСТ 13568-75 остается актуальным и востребованным документом, обеспечивающим единый технический язык и критерии качества для производителей и потребителей роликовых цепей. Грамотный выбор цепи по стандарту, ее корректный монтаж, систематическое обслуживание с правильной смазкой и контроль состояния являются обязательными условиями для создания надежных, долговечных и эффективных цепных передач в любых отраслях промышленности. Понимание деталей, заложенных в стандарте, позволяет инженерно-техническому персоналу не только правильно эксплуатировать, но и оптимизировать приводные системы, минимизируя простои и затраты на ремонт.