Цепи приводные роликовые ГОСТ

Цепи приводные роликовые: технические требования, классификация и применение по ГОСТ

Цепь приводная роликовая представляет собой тяговый орган, состоящий из последовательно соединенных шарнирно-зубчатых звеньев, и предназначена для передачи механической энергии в цепных передачах (приводах) общего машиностроительного назначения. Основополагающим документом, регламентирующим их производство, параметры и контроль в Российской Федерации, является межгосударственный стандарт ГОСТ 13568-97 (ИСО 606-94) «Цепи приводные роликовые. Общие технические условия». Данный стандарт гармонизирован с международным стандартом ISO 606, что обеспечивает взаимозаменяемость продукции на мировом рынке.

Ключевые термины и конструкция цепи

Базовая конструкция роликовой приводной цепи включает следующие элементы:

• Внутреннее звено: Состоит из двух внутренних пластин, запрессованных на две втулки. Втулки служат осями для вращения роликов.
• Наружное звено: Состоит из двух наружных пластин, запрессованных на два валика, которые проходят через втулки внутренних звеньев, образуя шарнир.
• Ролик: Надет на втулку и свободно вращается на ней. Ролик обеспечивает зацепление с зубьями звездочки, уменьшая трение и износ.
• Валик, втулка, пластина: Основные детали, из которых собирается цепь. Их геометрия, материал и термообработка строго нормированы.

Основные ряды и типоразмеры по ГОСТ 13568-97

Стандарт устанавливает два основных ряда цепей, различающихся шагом и прочностными характеристиками при одинаковльном диаметре ролика:

• Ряд А (нормальной серии): Универсальные цепи общего назначения. Имеют обозначение, например, ПР-12,7-900 (где ПР – приводная роликовая, 12,7 – шаг в мм, 900 – разрушающая нагрузка в даН/кгс).
• Ряд Б (усиленной серии, «длиннозвенные»): Цепи с увеличенным шагом при том же диаметре ролика, что и у цепей ряда А. Обладают большей удельной прочностью и износостойкостью. Обозначаются, например, ПР-19,05-3180.

Основные параметры и размеры наиболее распространенных типоразмеров приведены в таблице:

Обозначение цепи	Шаг, p (мм)	Диаметр ролика, d1 (мм), макс.	Внутренняя ширина, b1 (мм), макс.	Диаметр валика, d2 (мм), макс.	Длина звена, L (мм), макс.	Разрушающая нагрузка, Q (даН/кгс), не менее	Масса 1 м, q (кг), ориентир.
ПР-8,00-80	8,00	5,00	3,10	3,30	11,40	800	0,18
ПР-12,7-900	12,70	8,51	4,88	5,08	18,11	9000	0,65
ПР-15,875-2270	15,875	10,16	6,48	7,94	22,61	22700	1,10
ПР-19,05-3180	19,05	11,91	9,65	9,52	27,46	31800	1,90
ПР-25,4-5660	25,40	15,88	12,70	12,70	36,24	56600	3,30
ПР-31,75-8900	31,75	19,05	15,88	15,88	45,21	89000	5,10
ПР-38,10-12700	38,10	22,23	19,56	19,05	54,19	127000	7,50
ПР-50,8-22700	50,80	28,58	25,40	25,40	72,29	227000	13,50

Модификации и специальные исполнения

На базе стандартных цепей изготавливаются модификации для расширения функциональных возможностей:

• Цепи с усиленными пластинами (ПРУ): Имеют увеличенную толщину пластин для работы с ударными и переменными нагрузками.
• Цепи с твердостью по ролику (HRC): Ролики подвергаются объемной закалке для работы в абразивных средах.
• Многорядные цепи (2ПР, 3ПР, 4ПР, 6ПР): Собираются из нескольких параллельных рядов стандартных цепей на общих валиках. Позволяют пропорционально увеличить нагрузочную способность без увеличения шага. Разрушающая нагрузка умножается на количество рядов (с поправкой на коэффициент 0,95-0,97).
• Цепи с приставными деталями: Оснащаются дополнительными пластинами, кронштейнами или пальцами для крепления скребков, ковшей (тягово-несущие цепи) или для специального зацепления.
• Нержавеющие и с защитным покрытием: Изготавливаются из коррозионностойких сталей или имеют гальваническое покрытие (цинк, никель) для работы в агрессивных средах (пищевая, химическая промышленность).

Материалы и технология изготовления

Качество цепи напрямую зависит от материалов и термообработки:

• Пластины: Штампуются из качественной конструкционной стали (например, 50, 40Х, 45ГН). Проходят термообработку (закалку с отпуском) для достижения высокой прочности и усталостной выносливости.
• Валики и втулки: Изготавливаются из цементируемых сталей (15Х, 20Х2Н4А). Поверхностный слой подвергается цементации и закалке на высокую твердость (HRC 58-62) для сопротивления износу, при сохранении вязкой сердцевины.
• Ролики: Производятся из сталей 15Х, 20Х. Могут подвергаться объемной или поверхностной закалке в зависимости от требуемых характеристик.

Контроль качества и приемка

ГОСТ 13568-97 устанавливает строгие требования к контролю:

• Измерение размеров: Контроль шага, диаметров ролика и валика, ширины цепи, радиального биения ролика.
• Механические испытания: Обязательное испытание на растяжение до разрушения для контроля минимальной разрушающей нагрузки (Q). Проводится выборочно на образцах из партии.
• Контроль твердости: Измерение твердости валиков, втулок, роликов и пластин по установленным шкалам (HRC, HRA).
• Испытание на износ и долговечность: Проводится на специальных стендах для определения ресурса цепи.
• Визуальный и дефектоскопический контроль: Отсутствие трещин, заусенцев, коррозии.

Выбор и расчет цепной передачи

Проектирование привода с роликовыми цепями включает:

1. Определение передаточного числа (i) и выбор числа зубьев ведущей (z1) и ведомой (z2) звездочек. Минимальное z1 – 17-19 для нормальных скоростей, допускается меньше при малых скоростях.
2. Расчет шага цепи (p). Шаг выбирается в зависимости от частоты вращения малой звездочки (n1) и ее числа зубьев по критерию износостойкости шарнира. Используются номограммы или аналитические формулы, учитывающие допускаемое давление в шарнире.
3. Определение межосевого расстояния (a). Оптимальное a = (30…50)p. Предварительное значение уточняется после выбора числа звеньев цепи.
4. Расчет числа звеньев цепи (Lp) и окончательное определение межосевого расстояния.
5. Проверочный расчет на статическую и динамическую прочность, а также на долговечность по удельному давлению в шарнире.
6. Выбор системы смазки в зависимости от окружной скорости цепи (V):
   • V < 1,5 м/с – периодическая ручная смазка.
   • V = 1,5…7 м/с – капельная или картерная (окунанием) смазка.
   • V > 7 м/с – принудительная циркуляционная смазка.

Монтаж, эксплуатация и обслуживание

Правильная установка и уход определяют ресурс цепи:

• Выравнивание валов: Непараллельность валов и перекос звездочек приводят к ускоренному износу и сбросу цепи.
• Натяжение: Цепь должна иметь оптимальное провисание (обычно 2-4% от межосевого расстояния). Чрезмерное натяжение увеличивает нагрузку на валы и подшипники.
• Смазка: Является критическим фактором. Необходимо использовать рекомендуемые масла (вязкие, с противозадирными присадками) и соблюдать режим смазывания.
• Защита: Установка защитных кожухов предотвращает попадание абразива и повышает безопасность.
• Контроль износа: Основной признак износа – увеличение шага цепи из-за разбалтывания шарниров. Измеряется как удлинение цепи на определенном количестве звеньев. Превышение нормы (обычно 2-3%) требует замены цепи и, как правило, звездочек.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

В чем принципиальная разница между цепями ряда А и ряда Б?

Цепи ряда Б (усиленные) при том же диаметре ролика имеют больший шаг, что позволяет использовать звездочки с большим числом зубьев при том же диаметре делительной окружности. Это увеличивает число зубьев в зацеплении и плавность хода. Конструктивно они имеют более толстые пластины и усиленные детали шарнира, что обеспечивает более высокую разрушающую нагрузку и износостойкость по сравнению с цепями ряда А аналогичного роликового диаметра.

Как правильно определить степень износа цепи и когда ее менять?

Износ определяется по относительному удлинению цепи из-за износа шарниров. Стандартный метод: измерить длину N звеньев в натянутом состоянии (N обычно равно 100 или количеству звеньев в контуре). Новые цепи имеют длину L0 = N

• p. Цепь подлежит замене, когда фактическая длина Lф превышает L0 на 2-3% для нормальных условий или до 1,5% для высокоскоростных или тяжелонагруженных передач. Замена только цепи без звездочек, имеющих износ по профилю зуба, приведет к ускоренному износу новой цепи.

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

Теоретически, если цепи изготовлены в строгом соответствии с ГОСТ 13568-97 (ИСО 606), их геометрические параметры должны быть идентичны. Однако на практике возможны минимальные технологические отклонения в пределах допусков, а также различия в материалах и термообработке. Поэтому для ответственных приводов рекомендуется использовать цепи одного производителя и одной партии. Соединение цепей от разных производителей допустимо в малонагруженных, неответственных механизмах после проверки плавности работы шарниров в соединенном участке.

Какая смазка предпочтительна для роликовых цепей?

Оптимальными являются специальные цепные масла или пластичные смазки, обладающие высокой адгезией, стойкостью к окислению и содержащие противозадирные (EP) и антиизносные присадки. Для высокоскоростных передач применяются жидкие индустриальные масла (И-Г-А, И-Г-В по ГОСТ 17479.4). Для тихоходных или работающих в запыленных условиях – консистентные смазки (Литол-24, ЦИАТИМ-201). Категорически не рекомендуются отработанные масла и смазки, содержащие твердые примеси.

Что означает маркировка, например, ПР-25,4-5660-2?

Данная маркировка расшифровывается следующим образом:

• ПР – Приводная Роликовая.
• 25,4 – Шаг цепи в миллиметрах.
• 5660 – Минимальная разрушающая нагрузка в деканьютонах (даН), что эквивалентно 5660 кгс.
• 2 – Количество рядов (двухрядная цепь). Если цифра отсутствует – цепь однорядная.

Таким образом, это двухрядная роликовая цепь с шагом 1 дюйм (25,4 мм) и разрушающей нагрузкой не менее 56600 Н.

Как правильно хранить цепи до монтажа?

Цепи должны храниться в оригинальной упаковке (коробки, мешки) в сухом отапливаемом помещении с относительной влажностью воздуха не более 70%. Длительное хранение (более 6 месяцев) требует консервации – цепи покрываются консервационной смазкой (например, ПВК) или погружаются в масло. Перед монтажом консервационную смазку необходимо удалить растворителем и нанести рабочую смазку. Цепи должны быть защищены от попадания прямых солнечных лучей, пыли и агрессивных паров.