Цепь роликовая DIN 8187

Цепь роликовая DIN 8187: полный технический анализ и область применения

Цепь роликовая по стандарту DIN 8187, также широко известная как европейская роликовая цепь типа А или просто «цепь DIN», является фундаментальным элементом в приводной технике. Данный стандарт устанавливает точные геометрические параметры, предельные размеры и требования к прочности для цепей общего назначения, используемых в широком спектре промышленного оборудования. В отличие от американского стандарта ANSI, цепи DIN 8187 характеризуются иной геометрией пластин, роликов и втулок, что определяет их эксплуатационные характеристики и сферу предпочтительного применения, в первую очередь, в Европе и странах СНГ.

Конструктивные особенности и геометрия цепи DIN 8187

Конструкция цепи DIN 8187 является классической для роликовых приводных цепей и состоит из следующих ключевых элементов:

• Внешние пластины (щеки): Прессованные стальные пластины, которые соединяются с валиками посредством плотной посадки (прессовой). Валики запрессованы в отверстия внешних пластин.
• Внутренние пластины (щеки): Пластины, которые свободно охватывают втулки. Собираются в отдельный узел вместе с втулками.
• Валики (пины): Цилиндрические стальные детали, проходящие через втулки и соединяющие звенья цепи. Концы валиков запрессованы во внешние пластины.
• Втулки: Полые цилиндры, запрессованные в отверстия внутренних пластин. Обеспечивают поверхность трения для валиков в шарнире.
• Ролики: Термообработанные цилиндры, свободно надетые на втулки. Их основная функция – уменьшение износа и потерь на трение при контакте с зубьями звездочки в момент зацепления.

Главное геометрическое отличие цепи DIN 8187 от цепи ANSI заключается в форме пластин. Пластины цепи DIN имеют характерную «восьмеркообразную» или «коническую» форму: они шире в зоне отверстия и сужаются к краю. Это обеспечивает оптимальное распределение напряжений и снижение массы при сохранении прочности. Пластины ANSI, как правило, имеют прямолинейные или слабоизогнутые края.

Маркировка, типоразмеры и основные параметры

Маркировка цепи по DIN 8187 следует четкому правилу. Например, цепь 08B-1 расшифровывается следующим образом:

• 08 – Шаг цепи в восьмых долях дюйма. 08 = 8/8″ = 1 дюйм = 25.4 мм.
• B – Серия цепи (европейская роликовая, тип А). Существует также серия «A» (устаревшая, с более узкими пластинами), но в современном обозначении «B» является основной.
• -1 – Количество тяговых рядов (однорядная). Обозначения: -1 (однорядная), -2 (двухрядная), -3 (трехрядная).

Таким образом, цепь 16B-2 будет иметь шаг 16/8 = 2 дюйма (50.8 мм) и является двухрядной.

Таблица 1. Основные параметры однорядных цепей DIN 8187 (выборочно)

Обозначение цепи	Шаг (p), мм	Внутренняя ширина (b1), мм	Диаметр ролика (d1), макс., мм	Диаметр валика (d2), макс., мм	Длина звена (L), макс., мм	Прочность на растяжение (Q), мин., кН
06B-1	9.525	5.72	6.35	3.30	13.10	8.9
08B-1	12.70	7.75	8.51	4.45	17.00	17.8
10B-1	15.875	9.65	10.16	5.08	21.80	22.2
16B-1	25.40	17.02	17.02	8.28	34.60	65.0
20B-1	31.75	19.56	22.23	10.19	43.20	98.1
24B-1	38.10	25.40	25.40	12.07	51.90	142.0

Для многорядных цепей (например, 08B-2, 08B-3) прочность на растяжение увеличивается пропорционально количеству рядов (приблизительно в 1.7 раза для двухрядной и в 2.5 раза для трехрядной относительно однорядной), однако это не является строгой линейной зависимостью из-за особенностей распределения нагрузки.

Материалы и термическая обработка

Качество цепи определяется не только геометрией, но и применяемыми материалами и технологиями упрочнения.

• Пластины: Изготавливаются из высококачественной средне- или высокоуглеродистой стали (например, сталь 50, 50Mn, C45, C50). Для повышения усталостной прочности и износостойкости применяется объемная закалка с последующим отпуском или цементация.
• Валики и втулки: Эти наиболее нагруженные детали изготавливаются из цементируемых сталей (например, 20Х, 15Х). После механической обработки они подвергаются цементации (насыщению поверхности углеродом) и закалке, что создает чрезвычайно твердую и износостойкую поверхность при сохранении вязкой сердцевины, способной выдерживать ударные нагрузки.
• Ролики: Как правило, изготавливаются из закаливаемых сталей и проходят термообработку на всю толщину для сопротивления ударным нагрузкам и истиранию.

Готовые цепи часто проходят дополнительную обработку: фосфатирование или покрытие тонким слоем масла для защиты от коррозии при хранении и в начальный период эксплуатации.

Область применения и критерии выбора

Цепи DIN 8187 применяются в приводах средней и высокой мощности с умеренными ударными нагрузками. Типичные области использования:

• Приводы конвейеров (ленточных, пластинчатых, скребковых).
• Приводы технологического оборудования в пищевой, деревообрабатывающей, бумажной промышленности.
• Сельскохозяйственные машины (транспортеры, комбайны).
• Подъемно-транспортное оборудование.
• Приводы станков и промышленных вентиляторов.

Критерии выбора цепи:

1. Определение нагрузки: Расчетная мощность привода (P, кВт) и частота вращения ведущей звездочки (n, об/мин) являются исходными данными. Используя номограммы или формулы, определяют расчетную разрушающую нагрузку.
2. Коэффициент безопасности (S): Для роликовых цепей общего назначения минимальный рекомендуемый коэффициент безопасности (отношение минимальной разрушающей нагрузки цепи Q к рабочему натяжению F) обычно составляет S = 7…10. Для приводов с ударными нагрузками, нерегулярным режимом работы или повышенными требованиями к надежности коэффициент может быть увеличен до 15 и более.
3. Выбор шага: Меньший шаг обеспечивает более плавный и тихий ход, позволяет работать на более высоких скоростях (обычно до 15-20 м/с для качественных цепей). Крупный шаг применяется для передачи больших моментов на низких скоростях. Часто для высокоскоростных приводов выбирают цепь с меньшим шагом, но большей ширины (например, два ряда 08B вместо одного ряда 16B).
4. Количество рядов: Увеличение количества рядов позволяет передавать большую мощность без увеличения шага, что сохраняет компактность привода.
5. Совместимость со звездочками: Звездочки должны строго соответствовать не только шагу и ряду цепи, но и ее серии (DIN 8187). Использование звездочек под ANSI с цепью DIN приведет к ускоренному износу из-за несовпадения профиля зуба.

Монтаж, эксплуатация и обслуживание

Правильный монтаж и уход критически важны для достижения расчетного ресурса цепи.

• Натяжение: Цепь должна быть натянута таким образом, чтобы ее статическое провисание составляло примерно 2-4% от межосевого расстояния. Чрезмерное натяжение увеличивает нагрузку на валы и подшипники, вызывает перегрев шарниров. Слабое натяжение приводит к соскакиванию цепи и повышенной вибрации.
• Смазка: Является ключевым фактором долговечности. Предпочтительна непрерывная подача жидкого масла в зону зацепления на сбегающую ветвь цепи. При невозможности организовать циркуляционную смазку применяется регулярная капельная подача или периодическая ванночная смазка. Консистентные смазки (пластичные) не рекомендуются, так как не проникают глубоко в шарнир.
• Защита: Установка защитных кожухов предотвращает попадание абразивной пыли и посторонних предметов, а также повышает безопасность персонала.
• Контроль износа: Основной показатель износа – увеличение шага цепи из-за выработки шарниров. Измеряется путем растягивания цепи и замера длины N звеньев. При удлинении цепи на 2-3% от первоначальной длины (для приводов общего назначения) цепь подлежит замене.

Сравнение с цепями ANSI и ISO

Цепи DIN 8187 (европейские, тип B) и ANSI (американские) являются взаимозаменяемыми по шагу, но не по геометрии. Цепь 08B и цепь ANSI

40 имеют одинаковый шаг 12.7 мм, но отличаются шириной, диаметром ролика и формой пластин. Их совместное использование на одних звездочках недопустимо. Современный стандарт ISO 606:2015 (версия «B») фактически унифицировал эти два ряда, взяв за основу европейские размеры. Поэтому современная маркировка «ISO 606-B 08B-1» является полным аналогом «DIN 8187 08B-1». Стандарт ISO также включает американский ряд (версия «А»), что позволяет четко разграничивать продукцию.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

В чем основное практическое отличие цепи DIN 8187 от цепи ANSI?

Основное отличие – в геометрии пластин и, как следствие, в массе и распределении металла. Пластины DIN 8187 (тип B) имеют коническую форму, что при равной прочности на растяжение часто делает цепь легче, чем ее аналог ANSI. Также отличаются диаметры роликов и внутренняя ширина. Для замены необходимо менять не только цепь, но и звездочки.

Можно ли соединить цепь DIN 8187 с помощью соединительного звена от цепи ANSI того же шага?

Нет, это категорически не рекомендуется. Даже при совпадении шага, диаметр валика и ширина соединительного звена могут отличаться. Использование несоответствующего соединительного звена приведет к его ускоренному разрушению или повреждению соседних звеньев цепи.

Как правильно определить степень износа цепи и когда ее менять?

Наиболее точный метод – измерение удлинения. Отмерьте на натянутой цепи, например, 10 или 20 звеньев (от центра одного валика до центра другого). Измерьте фактическую длину этого отрезка. Рассчитайте номинальную длину (шаг количество звеньев). Процент удлинения = ((Фактическая длина — Номинальная длина) / Номинальная длина) 100%. Для большинства приводов критическим считается износ 2-3%. Для точных или высокоскоростных приводов допустимый износ может быть ограничен 1.5%.

Какая смазка является оптимальной для цепи DIN 8187?

Оптимальной является чистое минеральное или синтетическое масло для цепных передач с хорошими противозадирными и антиокислительными свойствами. Вязкость масла должна соответствовать скорости и температуре работы. Общее правило: чем выше скорость, тем меньше должна быть вязкость (например, ISO VG 32-46), для низкоскоростных тяжелонагруженных передач – более вязкое масло (ISO VG 68-100). Консистентные смазки не способны проникнуть во внутренние зазоры шарнира и потому используются только в исключительных случаях при очень низких скоростях.

Что означает маркировка «H» на пластине цепи (например, 08BH)?

Буква «H» (от англ. Heavy – тяжелый) или иногда «HP» (High Performance) указывает на усиленное исполнение цепи. Такие цепи имеют те же геометрические размеры, что и стандартные, но изготавливаются из улучшенных марок стали и/или с более глубокой термообработкой. Это обеспечивает повышенную прочность на растяжение (на 10-25%) и износостойкость. Они применяются для тяжелонагруженных приводов или для увеличения межремонтного интервала.

Как правильно хранить запасные цепи?

Цепи должны храниться в оригинальной упаковке в сухом, закрытом помещении. Перед длительным хранением рекомендуется обработать цепи консервационной смазкой. Цепь в бухтах или на барабанах должна храниться в горизонтальном положении, не допуская перегибов и деформаций. Перед монтажом следует убедиться в отсутствии коррозии и загрязнений.