Цепи приводные ГОСТ 13568

Цепи приводные роликовые по ГОСТ 13568: полный технический анализ

ГОСТ 13568-97 «Цепи приводные роликовые. Технические условия» является основополагающим нормативным документом, регламентирующим производство, параметры и приемку наиболее распространенного типа приводных цепей в Российской Федерации и странах СНГ. Стандарт распространяется на приводные роликовые и втулочные цепи общего назначения, предназначенные для передачи механической энергии в различных машинах, механизмах и агрегатах. Действие стандарта не касается специальных цепей (тяговых, пластинчатых, зубчатых) и цепей для сельскохозяйственных машин.

1. Конструкция, типы и основные параметры цепей

Приводная роликовая цепь представляет собой шарнирно-сочлененное изделие, состоящее из последовательно соединенных одинаковых звеньев. Каждое звено включает две пластины (внутренние и внешние), шарнирно соединенные посредством валиков, втулок и роликов. Валик запрессован во внешние пластины, проходит свободно через втулку, запрессованную во внутренние пластины. Ролик свободно вращается на втулке, обеспечивая контакт с зубьями звездочки и уменьшая трение и износ.

ГОСТ 13568 устанавливает два основных типа цепей:

• Тип ПР (ПРЛ) – Приводная Роликовая (Легкой серии): Базовый тип цепи с узкими пластинами. Обозначение «Л» в скобках применяется для цепей с шагом 12,7–19,05 мм для отличия от усиленных.
• Тип ПРУ – Приводная Роликовая Усиленная: Цепь с увеличенной шириной пластин и, как следствие, с повышенной разрушающей нагрузкой при том же шаге. Имеет в обозначении букву «У».

Ключевым параметром цепи является шаг (t) – расстояние между осями соседних валиков. ГОСТ 13568 устанавливает четкий ряд шагов, каждый из которых определяет габаритные и прочностные характеристики цепи.

2. Система обозначений цепей по ГОСТ 13568

Условное обозначение цепи должно содержать:

• Тип цепи (ПР, ПРЛ, ПРУ).
• Шаг цепи в миллиметрах (с точностью до сотых, но без указания единицы измерения).
• Разрушающую нагрузку в декаНьютонах (даН) или килограмм-силах (кгс). 1 даН ≈ 1.02 кгс.
• Обозначение настоящего стандарта.

Пример обозначения: Цепь ПР-25,4-6000 ГОСТ 13568-97. Это означает: цепь приводная роликовая с шагом 25,4 мм, с минимальной разрушающей нагрузкой 6000 даН (≈ 6120 кгс).

3. Основные размеры и характеристики (сводная таблица)

В таблице представлены ключевые параметры для наиболее распространенных типоразмеров цепей по ГОСТ 13568. Все линейные размеры приведены в миллиметрах, нагрузки – в декаНьютонах.

Таблица 1. Основные параметры цепей типов ПР(ПРЛ) и ПРУ

Тип цепи	Шаг, t	Ширина внутр. звена, b1 (мин)	Диаметр ролика, d1 (макс)	Диаметр валика, d2 (макс)	Длина внутр. звена, L (макс)	Разрушающая нагрузка, Q (мин), даН
ПР(ПРЛ)	12,70	7,40	7,95	3,66	14,80	900
	15,875	9,20	10,16	5,08	18,11	1800
ПР(ПРЛ)	19,05	11,30	11,91	5,72	22,78	2200
ПРУ	19,05	17,00	11,91	5,72	22,78	3200
ПР(ПРЛ)	25,40	15,10	15,88	7,75	29,10	3200
ПРУ	25,40	25,00	15,88	7,75	29,10	5800
ПР(ПРЛ)	31,75	19,10	19,05	9,40	36,20	4500
ПРУ	31,75	31,00	19,05	9,40	36,20	9000
ПР(ПРЛ)	38,10	22,90	22,23	11,10	43,30	5800
ПР(ПРЛ)	44,45	25,60	25,40	12,70	48,90	7000
ПР(ПРЛ)	50,80	29,10	28,58	14,60	56,70	9000

4. Материалы и технология изготовления

ГОСТ 13568 предъявляет строгие требования к материалам и термообработке для обеспечения необходимой прочности и износостойкости.

• Пластины: Изготавливаются из качественных конструкционных сталей (например, 45, 50, 40Х, 45Х) методом штамповки. Обязательна термообработка (закалка с отпуском) для достижения твердости в пределах 40-50 HRC. Это обеспечивает высокую усталостную прочность.
• Валики и втулки: Производятся из сталей 45, 15Х, 20Х с последующей цементацией (науглероживанием) и закалкой. Твердость поверхности должна быть 55-65 HRC при вязкой сердцевине. Это критически важно для сопротивления изгибу и контактным нагрузкам.
• Ролики: Изготавливаются из сталей 45, 10, 15. Твердость после термообработки – 40-50 HRC. Ролик должен иметь правильную геометрию для равномерного контакта со звездочкой.

5. Контроль качества и приемка

Приемка цепей осуществляется партиями. Каждая партия подвергается выборочному контролю, включающему:

• Проверку размеров: Контроль шага, ширины внутреннего звена, диаметров ролика и валика с помощью калибров и измерительных инструментов.
• Испытание на растяжение: Выборочные звенья или отрезки цепей испытываются на разрывной машине. Приложенная нагрузка должна достигать минимального значения разрушающей нагрузки Q, указанного в стандарте, без разрушения.
• Контроль твердости: Проверяется твердость валиков, втулок и пластин по методикам Роквелла или Виккерса.
• Проверка гибкости: Цепь должна свободно изгибаться в обе стороны без заеданий, что свидетельствует о правильной сборке и соосности отверстий.

6. Соответствие международным стандартам

Цепи ГОСТ 13568 в значительной степени унифицированы с цепями по международному стандарту ISO 606 (DIN 8187, ANSI B29.1). Это позволяет в большинстве случаев осуществлять взаимозаменяемость. Однако необходимо тщательно сверять размерные ряды и разрушающие нагрузки.

Таблица 2. Примерное соответствие типоразмеров ГОСТ и ANSI/ISO

ГОСТ 13568 (шаг, мм)	Тип цепи по ГОСТ	Аналог ANSI	Обозначение ISO
12,70	ПР(ПРЛ)	ANSI 25	06B
15,875	ПР(ПРЛ)	ANSI 35	08B
19,05	ПР(ПРЛ)	ANSI 40	10B
25,40	ПР(ПРЛ)	ANSI 50	16B
31,75	ПР(ПРЛ)	ANSI 60	20B
38,10	ПР(ПРЛ)	ANSI 80	24B

Важно: Полное соответствие гарантируется только при проверке всех размерных параметров по чертежам.

7. Модификации и специальные исполнения

На базе стандартных цепей изготавливаются модификации:

• Цепи с усиленными пластинами (ПРУ): Отличаются увеличенной шириной и, соответственно, большей несущей способностью.
• Цепи с твердостью валика пониженной прокаливаемости (ТВЧ): Валики закалены токами высокой частоты, что создает твердый поверхностный слой при сохранении вязкой сердцевины.
• Цепи с защитными покрытиями: Оцинкованные, оксидированные или покрытые специальными смазками для работы в агрессивных средах (повышенная влажность, химические пары).
• Цепи с приставными деталями: Могут иметь пластины с отверстиями, кронштейнами и другими элементами для крепления рабочих органов (конвейерные полотна, ковши).

8. Критерии выбора и расчет приводных цепных передач

Выбор цепи по ГОСТ 13568 осуществляется на основе кинематического и силового расчета передачи. Основные этапы:

1. Определение передаточного числа (i) и числа зубьев ведущей (z1) и ведомой (z2) звездочек.
2. Выбор предварительного шага цепи (t) в зависимости от частоты вращения малой звездочки (n1). Чем выше скорость, тем меньший шаг рекомендуется для снижения динамических нагрузок.
3. Расчет требуемой мощности (Pр), передаваемой цепью, с учетом коэффициента эксплуатации (Kэ), который включает коэффициенты динамичности, смазки, режима работы, наклона передачи.
4. По таблицам несущей способности (приведенным в справочниках по расчету цепных передач) выбирается тип и шаг цепи, для которых допустимая мощность [P] ≥ Pр.
5. Проверка цепи по давлению в шарнирах и по частоте ударов. Для высокоскоростных передач эти проверки являются определяющими.
6. Определение геометрических параметров передачи: межосевого расстояния, длины цепи в шагах, диаметров звездочек.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

В1. В чем принципиальная разница между цепями ПР и ПРУ?

Цепи ПРУ (усиленные) имеют увеличенную ширину внутренних пластин по сравнению с цепями ПР (обычными) при одинаковом шаге. Это позволяет использовать пластины большего сечения, что существенно повышает разрушающую нагрузку цепи (на 40-100%). ПРУ применяются для передачи больших мощностей и моментов в условиях ограничений по шагу цепи.

В2. Как правильно определить износ цепи и когда ее необходимо заменить?

Основной критерий износа – увеличение шага цепи из-за выработки шарниров (валик-втулка). Допустимое удлинение цепи обычно не должно превышать 3-5% от первоначальной длины. На практике измеряют длину 10 или 20 звеньев под нагрузкой и сравнивают с номинальной. Также признаками критического износа являются проворачивание роликов, подклинивание шарниров, форма зубьев звездочки (износ по профилю).

В3. Можно ли соединять цепи разных производителей, но одного типоразмера по ГОСТ?

Теоретически, если цепи соответствуют одному ГОСТ 13568, они должны быть взаимозаменяемы. Однако на практике возможны отклонения в пределах допусков, различия в материалах и твердости. Для ответственных передач рекомендуется использовать цепь одного производителя и одной партии. Соединительные звенья также должны быть от того же производителя, что и цепь.

В4. Какая смазка предпочтительна для приводных роликовых цепей?

ГОСТ рекомендует применять непрерывную принудительную смазку в картере (окунанием или струйным методом) для высокоскоростных передач. Для средне- и низкоскоростных передач допустимо капельное смазывание или периодическая смазка густыми консистентными смазками. Критически важно, чтобы смазочный материал проникал в зазор между валиком и втулкой. Следует использовать масла с противозадирными и антиокислительными присадками (И-Г-А, И-Г-Д по ГОСТ 17479.4).

В5. Что важнее при выборе: разрушающая нагрузка или допустимая мощность?

Для корректной работы передачи оба параметра критичны, но на разных режимах. Разрушающая нагрузка (статическая прочность) является гарантией против аварийного разрыва при пиковых нагрузках и запуске. Допустимая мощность, рассчитанная по критерию износостойкости шарниров, определяет долговечность цепи в нормальном рабочем режиме. Для тихоходных передач с большими моментами решающим может быть первый параметр, для высокоскоростных – исключительно второй.

В6. Как отличить некондиционную или контрафактную цепь?

Признаками низкокачественной продукции могут быть: нечеткая маркировка на пластинах, наличие заусенцев и следов плохой штамповки, неравномерная или недостаточная твердость (проверяется напильником), тугое или неравномерное вращение роликов, несоответствие геометрических размеров при измерении штангенциркулем. Официальная продукция сопровождается сертификатом соответствия или паспортом с указанием результатов механических испытаний.

Заключение

ГОСТ 13568-97 представляет собой комплексный технический документ, обеспечивающий единый подход к проектированию, производству и применению приводных роликовых цепей общего назначения. Его строгие требования к материалам, термообработке, геометрии и контролю качества гарантируют надежную и долговечную работу цепных передач в самых различных отраслях промышленности. Правильный выбор типоразмера цепи на основе инженерного расчета, соблюдение правил монтажа, натяжения и смазки, а также своевременный контроль технического состояния являются обязательными условиями для эффективной и безаварийной эксплуатации.