Цепи втулочно-роликовые одорядные ISO

Цепи втулочно-роликовые однорядные ISO: конструкция, стандарты и применение в промышленности

Цепи втулочно-роликовые однорядные, соответствующие стандартам ISO (Международной организации по стандартизации), представляют собой ключевой элемент в системах передачи механической энергии и транспортировки грузов. Их основное назначение – надежная передача тягового усилия между валами с параллельными осями на значительные расстояния. В отличие от зубчатых передач, цепи позволяют реализовывать кинематические схемы с большими межосевыми расстояниями, сохраняя постоянное передаточное отношение без проскальзывания. Стандартизация по ISO (в частности, серия ISO 606) обеспечивает унификацию размеров, взаимозаменяемость компонентов от различных производителей и предсказуемые характеристики прочности, что критически важно для проектирования и обслуживания промышленного оборудования.

Конструктивные особенности и составные элементы

Однорядная втулочно-роликовая цепь ISO состоит из последовательно соединенных идентичных звеньев. Каждое звено формируется двумя парами элементов:

• Внутреннее звено: Состоит из двух внутренних пластин, запрессованных на две втулки. На втулки свободно надеты ролики.
• Наружное звено: Состоит из двух наружных пластин, запрессованных на два валика, которые проходят через втулки внутренних звеньев.

Соединение валика и втулки образует шарнир, обеспечивающий гибкость цепи. Ролик, свободно вращающийся на втулке, служит для взаимодействия с зубьями звездочки, уменьшая трение и износ как зубьев, так и самого шарнира. Материалы для изготовления строго регламентированы: пластины – из высококачественных сталей (часто легированных), подвергнутых термообработке (закалке и отпуску) для достижения необходимой прочности и усталостной выносливости. Втулки, валики и ролики изготавливаются из цементуемых сталей с последующей закалкой для получения износостойкой поверхности и вязкой сердцевины.

Система обозначений и основные ряды по ISO 606

Стандарт ISO 606 определяет два основных ряда цепей: Американский (ANSI) и Европейский (Британский). В международной практике, включая Россию и страны СНГ, наиболее распространен Европейский ряд. Обозначение цепи следует шаблону: ISO 06B-1-80 или DIN 8187-08B-1, где:

• ISO 606 / DIN 8187 – номер стандарта.
• 08B – ключевой параметр. Цифра (08) – это шаг цепи в восьмых долях дюйма. 08 = 1 дюйм = 25.4 мм. Буква «B» указывает на принадлежность к Европейскому ряду (для Американского ряда используется буква «A»).
• 1 – количество рядов (однорядная). Для двухрядной будет «2».
• 80 – количество звеньев в цепи.

Основные типоразмеры однорядных цепей Европейского ряда (серия B) представлены в таблице:

Обозначение цепи	Шаг, p (мм)	Внутренняя ширина, b1 (мм)	Диаметр ролика, d1 (мм)	Диаметр валика, d2 (мм)	Прочность на растяжение, min (кН)
ISO 04B-1	6.00	3.20	4.00	2.31	4.4
ISO 06B-1	9.525	5.72	6.35	3.28	8.9
ISO 08B-1	12.70	7.75	8.51	4.45	17.8
ISO 10B-1	15.875	9.65	10.16	5.08	22.2
ISO 12B-1	19.05	12.70	12.07	5.72	28.9
ISO 16B-1	25.40	15.88	15.88	7.75	52.7
ISO 20B-1	31.75	19.56	19.05	9.54	85.0
ISO 24B-1	38.10	25.40	25.40	11.10	124.6

Критерии выбора и расчет приводных цепей

Выбор цепи для конкретного привода – инженерная задача, основанная на расчете. Упрощенный алгоритм включает следующие шаги:

1. Определение передаваемой мощности (P) и частот вращения ведущей (n1) и ведомой (n2) звездочек.
2. Выбор предварительного типоразмера по таблицам мощности (каталоги производителей), где учитывается передаваемая мощность, скорость малой звездочки и рекомендуемое число зубьев малой звездочки (z1, обычно не менее 17-19 для плавного хода).
3. Определение числа зубьев большой звездочки: z2 = z1
4. u, где u – передаточное число. Рекомендуется z2 < 120.
5. Расчет шага цепи (p) на основе оптимальной окружной скорости и числа зубьев. Высокие скорости требуют малого шага.
6. Определение межосевого расстояния (a), обычно в пределах (30-50)p.
7. Расчет длины цепи в шагах (Lp) и окончательного межосевого расстояния.
8. Проверочный расчет на долговечность по удельному давлению в шарнире и на запас прочности. Нагрузка на цепь складывается из полезного окружного усилия, натяжения от центробежных сил и натяжения от провисания ведомой ветви.

Монтаж, смазка и техническое обслуживание

Правильный монтаж и обслуживание напрямую влияют на ресурс цепи. Звездочки должны быть соосны, их плоскости – параллельны. Цепь соединяется с помощью специальных соединительных (замковых) звеньев. Натяжение должно обеспечивать легкое провисание ведомой ветви (около 2-4% от межосевого расстояния). Смазка является критическим фактором. Предпочтительны методы: капельная, струйная или циркуляционная. Выбор масла зависит от скорости и нагрузки. Для цепей, работающих в запыленных условиях, могут применяться консистентные смазки, но их эффективность охлаждения ниже. Техническое обслуживание включает регулярный визуальный контроль на предмет износа, проверку натяжения, очистку и пополнение смазки.

Области применения в энергетике и смежных отраслях

В энергетическом секторе цепи ISO находят применение не в силовых высокоскоростных приводах генераторов (где используются ременные или зубчатые передачи), а во вспомогательных системах с высокими тяговыми усилиями и умеренными скоростями:

• Приводы механизмов реечных и шлакоудаления на угольных ТЭС.
• Топливоподающие устройства (транспортеры угля, биомассы).
• Приводы шиберов, заслонок и других регулирующих органов с большим усилием.
• Подъемно-транспортное оборудование ремонтных цехов и складов.
• Приводы насосов, дозаторов химических реагентов в системах водоподготовки.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

В чем принципиальная разница между цепями ряда «A» и ряда «B» по ISO 606?

Цепи ряда «A» (Американский/ANSI) имеют те же шаги, но отличаются геометрией пластин и, как правило, большей толщиной пластин и диаметром валика при одинаковом шаге, что часто обеспечивает более высокую статическую прочность на разрыв. Цепи ряда «B» (Европейский) имеют другие пропорции и часто более широкий ролик. Они не являются взаимозаменяемыми из-за разной ширины и формы зубьев соответствующих звездочек.

Как определить износ цепи и когда ее необходимо заменить?

Основной критерий – удлинение цепи из-за износа шарниров. Допустимый износ обычно не более 3% от первоначальной длины. На практике измеряют длину N звеньев (например, 20) и сравнивают с номинальной длиной (N

• шаг). Также признаками износа являются увеличение шума, «подскакивание» цепи на звездочке, видимая деформация пластин или роликов.

Можно ли использовать цепь ISO в условиях агрессивной среды (например, на морском воздухе или в химическом производстве)?

Да, для таких условий выпускаются специальные исполнения: из нержавеющих сталей (AISI 304, AISI 316), с гальваническими покрытиями (оцинковка, кадмирование), или с защитными полимерными покрытиями. Такие цепи имеют пониженные прочностные характеристики по сравнению со стандартными и требуют особого подбора.

Что важнее при выборе: высокая прочность на разрыв или усталостная выносливость?

Для приводов, работающих с динамическими нагрузками и высокими скоростями, критична усталостная выносливость пластин и шарниров. Для тихоходных приводов с постоянной нагрузкой (транспортеры) более важна статическая прочность. В каталогах производителей приводятся оба параметра.

Как правильно хранить неиспользуемые цепи?

Цепи должны храниться в сухом помещении, в оригинальной упаковке или сконсервированными защитной смазкой. Подвешивать длинные цепи не рекомендуется во избежание деформации. Перед монтажом хранимой цепи необходимо убедиться в отсутствии коррозии и проверить подвижность всех шарниров.

Заключение

Цепи втулочно-роликовые однорядные ISO представляют собой высокостандартизированный, надежный и эффективный вид приводной техники. Их корректный выбор на основе инженерного расчета, учет условий эксплуатации, правильный монтаж и систематическое техническое обслуживание являются залогом длительной и безотказной работы в составе промышленного оборудования. Понимание конструкции, системы обозначений и принципов взаимодействия со звездочками позволяет специалистам в области энергетики и смежных отраслей оптимально интегрировать эти узлы в проектируемые и эксплуатируемые системы.