Цепь вильчатая тяговая ГОСТ

Цепь вильчатая тяговая: конструкция, стандарты, применение и выбор

Цепь вильчатая тяговая представляет собой специализированное грузоподъемное и тяговое устройство, основным отличием которого является конструкция звена. Звено такой цепи состоит из двух параллельных пластин (щек), соединенных валиками. Эта конструкция, напоминающая вилку, обеспечивает высокую прочность на растяжение, устойчивость к боковым нагрузкам и возможность надежного соединения с различными элементами крепления (крюками, скобами, серьгами). Основная сфера применения – механизмы, где требуется передача тягового усилия или подъем грузов: лебедки, тали, конвейеры, сельскохозяйственная и дорожно-строительная техника, судовое оборудование.

ГОСТ 2319-81: Основной нормативный документ

Производство, технические требования и приемка тяговых вильчатых цепей в России и странах СНГ регламентируется межгосударственным стандартом ГОСТ 2319-81 «Цепи тяговые вильчатые. Технические условия». Этот документ устанавливает полный перечень параметров, обеспечивающих безопасность и надежность изделий.

Конструкция и материалы

Каждое звено цепи собирается из следующих элементов:

• Щеки (2 шт.): Плоские пластины, изготавливаемые методом горячей штамповки из качественной конструкционной стали.
• Валики (2 шт.): Цилиндрические стержни, соединяющие щеки. Валики запрессовываются в отверстия щек, образуя неразборное соединение.
• Втулка (опционально): В цепях повышенной износостойкости (калиброванных) между валиком и щекой может устанавливаться втулка для уменьшения трения и износа.

Материалом для изготовления служат стали марок, соответствующих ГОСТ 2319-81, чаще всего сталь 20, 20ХГНР или другие с аналогичными механическими свойствами. Готовые цепи проходят термическую обработку (закалку и отпуск) для достижения требуемой твердости и вязкости, что напрямую влияет на износостойкость и сопротивление ударным нагрузкам.

Классификация и типоразмеры по ГОСТ 2319-81

Стандарт классифицирует цепи по двум ключевым параметрам: точность изготовления и размер звена.

1. Классы точности (калибровки):

• Цепи некалиброванные (НК): Звенья изготавливаются с более широкими допусками на размеры. Применяются в механизмах, где не требуется высокая точность зацепления со звездочкой (например, простейшие ручные тали, грузозахватные устройства).
• Цепи калиброванные (К): Звенья подвергаются дополнительной механической обработке (калибровке) для обеспечения минимальных отклонений от номинальных размеров. Это обеспечивает плавное зацепление со звездочкой, уменьшает шум и вибрацию, повышает КПД передачи. Применяются в высокоскоростных и ответственных механизмах (конвейеры, элеваторы).

2. Исполнение цепи:

• Исполнение 1: Цепь с раскрытой проушиной (прямой конец звена).
• Исполнение 2: Цепь с закрытой проушиной (загнутый конец звена), что обеспечивает более надежное удержание валика при переменных нагрузках.

3. Основные параметры и размеры:

Ключевым размером является шаг цепи (t) – расстояние между осями соседних валиков. ГОСТ 2319-81 устанавливает широкий ряд шагов, что позволяет проектировать механизмы с различными тяговыми характеристиками.

Таблица 1. Основные параметры вильчатых тяговых цепей (выдержка из ГОСТ 2319-81)

Шаг цепи t, мм	Диаметр валика d, мм, не менее	Ширина внутреннего звена b, мм, не менее	Разрушающая нагрузка, кН (тс), не менее	Масса 1 м цепи, кг, ориентировочно
25	5.0	8.0	9.8 (1.0)	0.45
32	6.0	10.0	15.7 (1.6)	0.75
40	7.0	12.0	24.5 (2.5)	1.20
50	9.0	14.0	39.2 (4.0)	1.90
63	10.0	18.0	58.8 (6.0)	3.00
80	12.0	22.0	98.1 (10.0)	5.00
100	14.0	26.0	147.2 (15.0)	7.50

Маркировка, испытания и контроль

Согласно ГОСТ 2319-81, каждая цепь или ее участок (хлыст) должен иметь маркировку, включающую:

• Товарный знак или наименование предприятия-изготовителя.
• Числовое обозначение шага цепи в миллиметрах.
• Буквенное обозначение класса точности (НК или К).
• Исполнение (1 или 2).
• Дату изготовления (месяц и год).

Обязательным этапом производства является контрольное испытание на разрушающую нагрузку выборочных образцов из каждой партии. Цепь считается выдержавшей испытание, если после снятия испытательной нагрузки на ней отсутствуют трещины, разрывы или остаточная деформация, препятствующая свободному относительному повороту звеньев.

Расчет и выбор цепи. Коэффициент запаса прочности

Выбор типоразмера цепи осуществляется на основе расчета максимального рабочего усилия (нагрузки) в механизме. Критически важным параметром является коэффициент запаса прочности (n) – отношение минимальной разрушающей нагрузки цепи (указанной в ГОСТ) к максимальному рабочему усилию.

n = Fраз / Sраб, где:
Fраз – разрушающая нагрузка по ГОСТ, Н;
Sраб – максимальное рабочее (тяговое) усилие в цепи, Н.

Требуемый коэффициент запаса прочности зависит от типа привода, характера нагрузки и режима работы механизма. Для тяговых цепей он обычно составляет:

• Для ручного привода, спокойная нагрузка: n ≥ 4.5
• Для машинного привода, умеренные толчки: n ≥ 7.0
• Для машинного привода, значительные толчки и переменная нагрузка (экскаваторы, грейферы): n ≥ 10.0

Пример выбора: Для механизма с машинным приводом и максимальным рабочим усилием Sраб = 15 кН (15000 Н), работающего в режиме с умеренными толчками (n=7), требуемая разрушающая нагрузка цепи Fраз = Sраб n = 15000 7 = 105 кН. Из Таблицы 1 выбираем цепь с шагом 80 мм, имеющую разрушающую нагрузку 98.1 кН, что близко к расчетному значению. При необходимости выбирается ближайший больший типоразмер (шаг 100 мм, Fраз=147.2 кН).

Области применения и особенности эксплуатации

• Грузоподъемные механизмы: Ручные и электрические тали, тельферы. Используются в качестве грузовых цепей.
• Конвейерные системы: Пластинчатые, скребковые и другие типы конвейеров. Калиброванные цепи обеспечивают плавное движение.
• Сельскохозяйственная техника: Приводы рабочих органов комбайнов, косилок, транспортеров.
• Дорожно-строительная техника: Механизмы управления отвалом, приводы гусеничных движителей (в качестве втулочно-роликовых аналогов).
• Судостроение: Приводы лебедок, шпилей, механизмы управления рулем.

Эксплуатация требует регулярного технического обслуживания: визуальный контроль на наличие деформаций, трещин и износа валиков и щек в зонах контакта, своевременная смазка для уменьшения износа и защиты от коррозии.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

В чем основное отличие вильчатой тяговой цепи от приводной роликовой (ПР)?

Вильчатая цепь состоит из штампованных пластин и не имеет роликов. Она предназначена в первую очередь для передачи значительных тяговых усилий при сравнительно невысоких скоростях. Приводная роликовая цепь (например, по ГОСТ 13568-97) имеет в конструкции ролик, вращающийся на втулке, и предназначена для передачи мощности на высоких скоростях в цепных приводах станков, автомобилей, мотоциклов.

Можно ли сваривать или ремонтировать звенья вильчатой тяговой цепи при обрыве?

Категорически запрещено. Любой ремонт сваркой, клепкой или заменой отдельных звеньев кустарным способом нарушает однородность механических свойств и геометрии цепи. Это приводит к непредсказуемому перераспределению нагрузок и резкому снижению безопасности. Поврежденная цепь подлежит полной замене.

Как правильно определить износ цепи и когда ее менять?

Критическим параметром износа является увеличение шага цепи. Измерьте длину 10-20 звеньев в натянутом состоянии и сравните с номинальной длиной (шаг

• количество звеньев). Превышение удлинения на 3-5% от первоначальной длины является основанием для замены цепи. Также визуальными признаками износа являются заметная выработка по диаметру валиков в местах контакта со звездочкой и щеками, а также деформация или трещины на щеках.

Существуют ли аналоги ГОСТ 2319-81 в международных стандартах?

Прямого поэлементного аналога нет. Близкие по функционалу тяговые цепи регламентируются стандартами DIN 764 (Германия) для вильчатых цепей, а также сериями стандартов на калиброванные длиннозвенные цепи (например, DIN 8154). При выборе аналога необходимо сравнивать не шаг, а разрушающую нагрузку, геометрию зацепления со звездочкой и класс точности.

Какую смазку необходимо использовать для вильчатых тяговых цепей?

Рекомендуется использовать пластичные смазки, обладающие хорошей адгезией и стойкостью к смыванию, например, смазки на литиевой основе (Литол-24) или специализированные цепные смазки. В условиях повышенной запыленности (сельское хозяйство, строительство) применяют графитовые или консистентные смазки с твердыми смазывающими добавками. Смазка наносится регулярно, согласно регламенту обслуживания механизма.

Заключение

Цепь вильчатая тяговая, производимая в соответствии с ГОСТ 2319-81, является надежным и проверенным решением для передачи тяговых усилий в широком спектре промышленного и транспортного оборудования. Правильный выбор типоразмера с учетом требуемого коэффициента запаса прочности, понимание классов точности и соблюдение правил эксплуатации и контроля износа являются обязательными условиями для обеспечения безопасности, долговечности и бесперебойной работы механизмов. Применение цепей, не соответствующих стандарту, или их неквалифицированный ремонт недопустимы ввиду высоких рисков аварий и травматизма.