Цепь втулочная однорядная ГОСТ

Цепь втулочная однорядная: конструкция, стандарты и применение в электротехнике

Цепь втулочная однорядная представляет собой тип приводной роликовой цепи, в конструкцию которой введены втулки, напрессованные на пластины внутреннего звена. Эти втулки служат вращающимися опорами для роликов и защищают валик от прямого износа, значительно увеличивая ресурс цепи. В электротехнической и энергетической отраслях такие цепи находят широкое применение в механизмах регулирования, приводах шинопробегов, системах перемещения оборудования, а также в различных вспомогательных механизмах электростанций, подстанций и производственных линий. Основным документом, регламентирующим ключевые параметры, размеры и технические требования к данным цепям в Российской Федерации и странах СНГ, является ГОСТ 13568-97 (ИСО 606-94) «Цепи приводные роликовые и втулочные. Общие технические условия».

Конструктивные особенности и отличия от роликовой цепи

Однорядная втулочная цепь состоит из следующих основных элементов:

• Внешние пластины (щеки): Соединяются валиками, которые запрессованы в их отверстия.
• Внутренние пластины: Собираются на втулках, свободно вращающихся на валиках.

Втулка: Полый цилиндр, напрессованный в отверстия внутренних пластин. Является основным отличием от роликовой цепи. Втулка непосредственно контактирует с валиком, уменьшая износ и распределяя нагрузку.

Валик: Ось, проходящая через втулку и соединяющая все звенья. Валик фиксирован во внешних пластинах и вращается внутри втулки.

Отсутствие ролика является ключевым отличием втулочной цепи от роликовой (которая имеет свободно вращающийся ролик на втулке). Это делает конструкцию проще, дешевле и часто более компактной, но ограничивает скорость применения из-за большего трения скольжения между втулкой и зубом звездочки. Втулочные цепи применяются на средних и низких скоростях при значительных нагрузках.

Основные параметры по ГОСТ 13568-97

Стандарт устанавливает ряд типоразмеров (шагов) цепей, обозначаемых по шагу и ширине. Основные параметры включают:

• Шаг цепи (p): Основной размер, расстояние между центрами соседних валиков.
• Внутренняя ширина (b1): Расстояние между внутренними пластинами.
• Диаметр валика (d1).
• Длина втулки (L) и наружный диаметр втулки (d2).
• Разрушающая нагрузка (Q): Минимальная статическая нагрузка, которую должна выдерживать цепь.

Таблица основных параметров однорядных втулочных цепей по ГОСТ 13568-97 (выборка)

Обозначение цепи	Шаг p, мм	Внутренняя ширина b1, мм	Диаметр валика d1, мм	Диаметр втулки d2, мм	Разрушающая нагрузка Q, кН (min)
ПВ-8-460	12.70	7.75	3.66	6.05	4.6
ПВ-9,525-910	9.525	5.72	3.28	5.08	9.1
ПВ-12,7-1820	12.70	7.75	4.45	7.75	18.2
ПВ-15,875-2270	15.875	9.53	5.08	10.16	22.7
ПВ-19,05-3180	19.05	12.70	5.94	11.91	31.8
ПВ-25,4-5700	25.40	15.88	7.92	15.88	57.0

Система обозначений: ПВ-Х-YYYY, где «ПВ» – приводная втулочная, «Х» – шаг цепи в миллиметрах, «YYYY» – разрушающая нагрузка в десятках ньютонов (например, ПВ-12,7-1820: шаг 12.7 мм, разрушающая нагрузка 18200 Н).

Материалы и технология изготовления

Для обеспечения высоких прочностных характеристик и износостойкости к материалам и термообработке предъявляются строгие требования:

• Пластины: Изготавливаются из качественных среднеуглеродистых или легированных сталей (например, 45, 50, 40Х, 40ХН). Подвергаются закалке для достижения высокой твердости (HRC 40-50).
• Валики и втулки: Производятся из цементуемых сталей (например, 15Х, 20Х). После механической обработки проводят цементацию (насыщение поверхности углеродом) и закалку, что обеспечивает твердую износостойкую поверхность (HRC 55-62) и вязкую сердцевину, устойчивую к ударным нагрузкам.
• Сборка: Соединение пластин с валиками и втулками осуществляется методом прессовой посадки (напрессовки) с высоким натягом, что гарантирует неразъемность звена и точное взаимное расположение деталей.

Контроль качества и испытания по ГОСТ

ГОСТ 13568-97 предписывает ряд обязательных проверок:

• Измерение размеров: Контроль всех основных геометрических параметров с помощью калибров и измерительных инструментов.
• Испытание на растяжение: Выборочное испытание цепей на разрывной машине для подтверждения соответствия разрушающей нагрузке (Q).
• Испытание на износ и долговечность: Проводятся на специальных стендах для определения ресурса цепи при заданных нагрузках и скоростях.
• Контроль твердости: Измерение твердости рабочих поверхностей валиков, втулок и пластин.
• Визуальный и дефектоскопический контроль: Выявление трещин, раковин, заусенцев и других дефектов.

Применение в электротехнике и энергетике

В электротехнической сфере втулочные цепи используются благодаря их надежности, способности работать в запыленных условиях и передавать значительные усилия на низких скоростях:

• Приводы выключателей и разъединителей: Механизмы дистанционного управления коммутационной аппаратурой на высоковольтных подстанциях.
• Системы перемещения токопроводов (шинопробеги): Для подачи энергии к передвижным потребителям в цехах, на крановом оборудовании.
• Приводы вспомогательных механизмов электростанций: Углеподача, шлакоудаление, механизмы золоуловителей.
• Оборудование для прокладки кабеля: Тяговые механизмы кабелеукладчиков.
• Регулировочные и натяжные устройства в различных электротехнологических установках.

Монтаж, эксплуатация и обслуживание

Правильный монтаж и уход критически важны для долговечности цепи:

• Выравнивание валов: Несоосность звездочек не должна превышать допусков, указанных в руководствах по эксплуатации.
• Натяжение: Должно обеспечивать провисание ведомой ветви в допустимых пределах. Чрезмерное натяжение ведет к повышенному износу и нагрузке на валы, недостаточное – к сбою зацепления и ударам.
• Смазка: Является важнейшим фактором. Рекомендуется регулярная подача пластичной или жидкой смазки на поверхности трения между втулкой и валиком, а также на зубья звездочек. В запыленных условиях применяются защитные кожухи.
• Контроль износа: Основной критерий – удлинение цепи из-за износа шарниров. Замена требуется при удлинении на 3-5% от первоначальной длины. Измеряется по увеличению шага на определенном количестве звеньев.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

В чем ключевое отличие втулочной цепи от роликовой?

Втулочная цепь не имеет ролика. В ней втулка напрямую контактирует с зубом звездочки. Роликовая цепь имеет свободно вращающийся ролик на втулке, что снижает трение и износ при зацеплении. Втулочные цепи дешевле и применяются на меньших скоростях.

Как расшифровать маркировку ПВ-19,05-3180?

ПВ – приводная втулочная. 19,05 – шаг цепи в миллиметрах (3/4 дюйма). 3180 – индекс разрушающей нагрузки, означающий минимальную разрушающую нагрузку в 31,8 кН (31800 Ньютонов).

Можно ли заменить втулочную цепь роликовой с тем же шагом?

Только в случае, если это допускает конструкция. Шаг и ширина могут совпадать, но геометрия зацепления отличается. Роликовая цепь, как правило, обеспечивает более плавную работу и меньший износ звездочки. Необходимо свериться с каталогами производителей по допустимым типам цепей для конкретных звездочек.

Как правильно определить длину цепи в звеньях?

Длина цепи определяется по числу звеньев. Расчет ведется исходя из межосевого расстояния, числа зубьев звездочек и шага цепи по стандартным формулам, приведенным в ГОСТ 13568-97. Важно учитывать, что цепь должна иметь четное число звеньев для соединения стандартным соединительным звеном.

Какие основные причины преждевременного выхода из строя втулочных цепей?

• Отсутствие или недостаточная смазка (основная причина износа шарниров).
• Несоосность валов звездочек.
• Чрезмерное натяжение или провисание.
• Работа с перегрузкой.
• Попадание абразивных частиц в шарниры (работа без защиты в запыленной среде).
• Коррозия.

Существуют ли усиленные модификации втулочных цепей?

Да, стандартом предусмотрены цепи с повышенной разрушающей нагрузкой, обозначаемые индексом «У» (усиленная) или «ПВУ». Они изготавливаются из более прочных марок сталей, имеют увеличенные размеры пластин и диаметр валика при том же шаге.

Заключение

Цепь втулочная однорядная, стандартизированная ГОСТ 13568-97, является надежным, проверенным и экономичным элементом механических приводов. Ее правильный выбор, основанный на расчете нагрузок и скоростей, соблюдение правил монтажа, смазки и технического обслуживания обеспечивают длительную и безотказную работу в ответственных системах электротехнического и энергетического оборудования. Понимание конструкции, параметров и условий применения, закрепленных в национальном стандарте, является обязательным для инженерно-технического персонала, занимающегося проектированием, ремонтом и эксплуатацией таких механизмов.