Цепи приводные однорядные ISO

Цепи приводные однорядные ISO: полный технический обзор

Цепи приводные однорядные, стандартизированные по ISO (Международная организации по стандартизации), представляют собой ключевой элемент механических приводов, предназначенный для передачи мощности между параллельными валами на значительные расстояния. Их основная функция – эффективная и надежная передача крутящего момента и движения в широком спектре промышленного оборудования: от конвейерных систем и сельскохозяйственной техники до деревообрабатывающих станков и эскалаторов. Стандарт ISO 606 (также известный как DIN 8187, ANSI/ASME B29.1) устанавливает единые геометрические параметры, допуски и методы измерения, что обеспечивает полную взаимозаменяемость цепей и звездочек от различных производителей по всему миру.

Конструкция и основные компоненты

Однорядная приводная роликовая цепь ISO состоит из последовательно соединенных одинаковых звеньев. Каждое звено формируется из следующих деталей:

• Внутренние пластины: Прессуются на втулки и образуют внутреннее звено.
• Наружные пластины: Прессуются на пальцы и образуют наружное звено.
• Втулка (гильза): Цилиндрическая деталь, запрессованная во внутренние пластины. Обеспечивает поверхность качения для ролика.
• Палец: Стальной стержень, проходящий через втулку и соединяющий звенья. Фиксируется в наружных пластинах.
• Ролик: Надет на втулку и свободно вращается на ней. При зацеплении со звездочкой ролик перекатывается по зубу, уменьшая трение и износ.

Материалы: Пластины изготавливаются из средне- или высокоуглеродистой стали (часто 50Mn, C45) с последующей термообработкой (закалка и отпуск) для достижения необходимой прочности и усталостной выносливости. Пальцы, втулки и ролики производятся из цементируемых сталей (например, 20Mn2), подвергаются цементации и закалке для получения твердой износостойкой поверхности и вязкой сердцевины.

Система обозначений и основные параметры

Стандартные цепи ISO обозначаются по шагу (расстоянию между центрами соседних пальцев) и ширине внутреннего звена. Основная маркировка – ISO 06B-1 или ANSIB 40-1, где:

• 06 / 40: Номер калибра. Указывает на шаг цепи в долях дюйма (например, 06B ≈ 9.525 мм, что соответствует 3/8″).

B: Серия. «B» – приводная роликовая цепь европейского типа (ISO/DIN). «A» – американский тип (ANSI), с отличными геометрическими пропорциями.

• 1: Количество рядов. «1» – однорядная цепь.

Таблица 1. Основные параметры наиболее распространенных однорядных цепей ISO (ISO 606)

Обозначение цепи	Шаг (P), мм	Внутренняя ширина (b1), мм	Диаметр ролика (d1), мм	Диаметр вала (d2), мм	Длина вала (L), мм	Средняя прочность на растяжение (Q), кН (мин.)
ISO 04B-1	6.00	3.20	4.00	2.31	8.60	4.0
ISO 05B-1	8.00	4.50	5.00	3.00	12.20	7.8
ISO 06B-1	9.525	5.72	6.35	3.58	14.60	10.1
ISO 08B-1	12.70	7.75	8.51	4.77	18.10	18.2
ISO 10B-1	15.875	9.65	10.16	5.94	22.50	22.7
ISO 12B-1	19.05	12.70	12.07	7.11	26.90	29.5
ISO 16B-1	25.40	15.88	15.88	8.28	33.60	48.1
ISO 20B-1	31.75	19.05	19.05	10.19	41.30	68.9
ISO 24B-1	38.10	25.40	25.40	13.10	52.90	108.9

Критерии выбора и расчет привода

Выбор цепи ISO является инженерной задачей, требующей учета множества факторов. Упрощенный алгоритм включает следующие шаги:

1. Определение передаваемой мощности (P) и частоты вращения ведущей звездочки (n1).
2. Выбор предварительного шага цепи по графикам мощности (диаграммам мощности) производителя, исходя из P и n1. Меньший шаг обеспечивает более плавный ход и меньший шум, больший шаг – более высокую нагрузочную способность при той же ширине.
3. Расчет минимального числа зубьев малой звездочки (z1). Оно ограничивается допустимым угловым ускорением и шумом. Рекомендуется z1 ≥ 17-19 зубьев для нормальных условий, ≥ 23-25 для высокоскоростных передач. Максимальное число зубьев большой звездочки (z2) обычно ограничивается 120-150.
4. Определение расчетной мощности (Pр) с учетом эксплуатационных коэффициентов:

   Pр = P K1 K2

5. K3

• K1 – коэффициент нагрузки (равномерная, с ударами, переменная).
• K2 – коэффициент, учитывающий число рядов (для однорядной = 1).
• K3 – коэффициент, учитывающий способ смазки (регулярная, капельная, ванна).
6. Окончательный выбор цепи по каталогу: номинальная мощность выбранной цепи должна быть ≥ Pр.
7. Расчет геометрии привода: межосевое расстояние, длина цепи в шагах, необходимое натяжение.
8. Проверка на износостойкость и ударную прочность.

Модификации и специальные исполнения

Помимо стандартных цепей, существуют модификации для специфических условий:

• Цепи с увеличенным зазором (ISO 606H): Имеют увеличенный зазор между пластинами, втулкой и роликом для работы в загрязненной среде (пыль, абразив).
• Цепи с твердым роликом: Ролик подвергнут объемной закалке для повышенной износостойкости.
• Низкошумные цепи: Со специальным профилем пластин или вставками для снижения шума зацепления.
• Цепи из нержавеющей стали (AISI 304, 316): Для агрессивных сред (химическая, пищевая промышленность, морская атмосфера).
• Цепи с защитным покрытием: Оцинкованные, оксидированные, с покрытием из никеля или кадмия для защиты от коррозии.

Монтаж, смазка и техническое обслуживание

Правильный монтаж и обслуживание критически важны для долговечности цепного привода.

Монтаж: Звездочки должны быть соосны. Цепь соединяется с помощью соединительного (замкового) звена, которое устанавливается наружными пластинами наружу. Для цепей с шагом более 19.05 мм рекомендуется использовать также предохранительные клипсы или шплинты. Натяжение должно обеспечивать небольшой провис (2-4% от межосевого расстояния).

Смазка: Является основным фактором, влияющим на ресурс. Предотвращает износ шарнира «палец-втулка». Методы смазки, в порядке увеличения эффективности:

• Ручная периодическая смазка.
• Капельная смазка (с помощью масленок).
• Смазка окунанием или в масляной ванне (нижнее звено цепи погружено в масло).
• Принудительная циркуляционная смазка (струйная).

Рекомендуются масла с противозадирными (EP) присадками. Консистентные смазки не рекомендуются для высокоскоростных передач, так как не проникают в зазоры шарнира.

Обслуживание: Регулярный визуальный контроль на предмет износа, повреждений пластин, роликов, коррозии. Измерение удлинения цепи – ключевой параметр. Цепь подлежит замене, когда ее относительное удлинение из-за износа шарниров достигает 2-3% от первоначальной длины. Дальнейшая эксплуатация приводит к нестабильной работе, соскакиванию цепи и износу зубьев звездочек.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

В чем ключевое отличие цепи серии «A» (ANSI) от серии «B» (ISO/DIN)?

Основное отличие – в геометрических пропорциях. При одинаковом шаге цепи серии «A» имеют большую ширину внутреннего звена, больший диаметр ролика и, как правило, более толстые пластины по сравнению с цепями «B». Это делает цепи ANSI несколько более прочными при статической нагрузке, но цепи ISO часто лучше сбалансированы по динамическим и усталостным характеристикам. Звездочки для этих серий не взаимозаменяемы.

Как правильно измерить шаг цепи для идентификации?

Шаг цепи измеряется не между соседними роликами, а как расстояние между центрами двух последовательных пальцев. Для точного измерения на ровной поверхности вытягивают отрезок цепи под натяжением, измеряют общую длину по N шагам (например, 10 или 20 звеньев) и делят полученное значение на количество интервалов (N). Измерение одного «шага» между двумя пальцами ненадежно из-за погрешностей.

Можно ли соединять цепи от разных производителей, если они соответствуют одному стандарту ISO?

Теоретически стандарт гарантирует взаимозаменяемость. На практике, особенно в ответственных приводах, рекомендуется использовать цепи и звездочки одного производителя в рамках одной приводной системы. Допуски на износ и микрогеометрия поверхностей у разных производителей могут незначительно отличаться, что может повлиять на равномерность распределения нагрузки и общий шум.

Что такое «предварительное натяжение» цепи и как его правильно отрегулировать?

Предварительное натяжение – это небольшое статическое натяжение, устраняющее чрезмерный провис ведомой ветви. Правильное натяжение: прогиб ведомой ветви под умеренным усилием должен составлять примерно 2-4% от межосевого расстояния. Слишком слабое натяжение приводит к биению и возможному соскакиванию; слишком сильное – к повышенной нагрузке на валы, подшипники и саму цепь, сокращению ее ресурса.

Почему цепь «вытягивается» и как это связано с износом?

«Вытягивание» цепи – это не растяжение материала пластин, а результат износа трущейся пары «палец-втулка». По мере работы зазор между этими деталями увеличивается, что приводит к увеличению шага цепи. Суммарно на длине всей цепи это приводит к заметному увеличению ее общей длины. Именно этот износ является основным лимитирующим фактором срока службы стандартной приводной цепи.

Как выбрать между однорядной и многорядной цепью?

Однорядная цепь выбирается для большинства стандартных приводов с умеренными нагрузками. Многорядные (двух-, трех-, четырехрядные) цепи применяются, когда необходимо передать большую мощность при ограничениях по шагу (для сохранения плавности хода) или по ширине привода. Многорядная цепь имеет пропорционально более высокую нагрузочную способность, но требует еще более тщательной соосности валов и качества смазки.

Заключение

Однорядные приводные цепи ISO 606 являются высокостандартизированным, надежным и эффективным средством передачи механической энергии. Их правильный выбор, основанный на расчете с учетом реальных условий эксплуатации, а также качественный монтаж и систематическое техническое обслуживание с акцентом на правильную смазку и контроль износа, являются залогом долговечной и безотказной работы всего привода. Понимание конструкции, параметров и характеристик этих цепей позволяет инженеру-механику оптимизировать приводные системы, минимизировать простои и снизить совокупную стоимость владения оборудованием.