Цепи приводные роликовые ГОСТ 13568

Цепи приводные роликовые ГОСТ 13568: конструкция, параметры и применение

ГОСТ 13568-97 «Цепи приводные роликовые. Общие технические условия» является основополагающим нормативным документом, регламентирующим требования к конструкции, размерам, материалам, прочностным характеристикам и методам испытаний приводных роликовых цепей общего назначения. Данный стандарт распространяется на цепи, предназначенные для передачи механической энергии в приводах промышленного оборудования, сельскохозяйственных машинах, конвейерных системах и других механизмах с умеренными ударными нагрузками и скоростями. Стандарт гармонизирован с международными нормами ISO 606:1994, что обеспечивает взаимозаменяемость продукции на глобальном рынке.

Конструкция и основные элементы цепи

Приводная роликовая цепь представляет собой шарнирно-сочленённое изделие, собранное из одинаковых звеньев. Основными элементами цепи являются:

• Внутренние пластины: Соединены между собой двумя валиками посредством прессовой посадки. Внутренняя ширина цепи — ключевой габаритный размер.
• Внешние пластины: Соединены между собой двумя втулками, запрессованными в их отверстия. Накрывают внутренние звенья, фиксируясь при помощи валиков.
• Валики: Стальные цилиндры, проходящие через втулки внутренних звеньев и отверстия внешних пластин. Обеспечивают шарнирное соединение.
• Втулки: Стальные цилиндры, запрессованные в отверстия внешних пластин. Являются опорой для валиков и местом качения ролика.
• Ролики: Надеваются на втулки и служат для уменьшения трения и износа при контакте с зубьями звездочки. Качение ролика по зубу снижает потери мощности.

Такая конструкция обеспечивает высокий КПД передачи (до 98%), возможность передачи больших мощностей на значительных скоростях и относительную простоту монтажа и обслуживания.

Основные типы и обозначения цепей по ГОСТ 13568

Стандарт классифицирует цепи по ряду параметров. Основным является шаг цепи (P) — расстояние между осями соседних валиков. По типоразмерам цепи делятся на:

• Однорядные нормальной серии (ПР): Наиболее распространенный тип. Обозначаются как, например, ПР-12,7-900, где 12,7 — шаг в мм, 900 — разрушающая нагрузка в даН (деканьютонах).
• Однорядные усиленной серии (ПРУ): Имеют увеличенную толщину пластин и диаметры валиков/втулок при том же шаге, что и у нормальной серии. Обладают повышенной несущей способностью. Обозначение: ПРУ-19,05-3180.
• Многорядные (2Р, 3Р, 4Р, 6Р): Представляют собой несколько параллельных однорядных цепей, собранных общими валиками. Применяются для передачи больших мощностей без увеличения шага и скорости. Обозначение: 2ПР-25,4-5000.
• С изогнутыми пластинами: Специальное исполнение для конвейеров.

Таблица 1. Основные параметры и размеры однорядных роликовых цепей нормальной серии (выдержка)

Обозначение цепи	Шаг P, мм	Внутренняя ширина b1, мм, не менее	Диаметр ролика d1, макс., мм	Диаметр валика d2, макс., мм	Длина валика L, макс., мм	Разрушающая нагрузка Q, даН, не менее	Масса 1 м цепи, кг, ориентировочно
ПР-8,00-80	8,00	3,00	5,00	3,30	9,70	80	0,18
ПР-12,7-900	12,70	4,88	8,51	5,09	14,80	900	0,70
ПР-19,05-1900	19,05	12,70	12,07	7,94	22,80	1900	1,60
ПР-25,4-2500	25,40	15,88	15,88	10,16	29,10	2500	2,60
ПР-31,75-3800	31,75	19,05	19,05	12,70	35,50	3800	3,90

Материалы и термическая обработка

Качество цепи напрямую определяется материалами и технологией упрочнения. ГОСТ 13568 предъявляет строгие требования:

• Пластины: Изготавливаются из качественных средне- или высокоуглеродистых сталей (например, 45, 50, 40Х, 45ХН) методом штамповки. Обязательна объемная закалка и отпуск для достижения твердости 40-50 HRC, что обеспечивает высокую усталостную прочность и износостойкость.
• Валики, втулки, ролики: Производятся из цементируемых сталей (например, 15Х, 20Х). После механической обработки подвергаются цементации (насыщению поверхности углеродом) и закалке. Твердость поверхности достигает 55-65 HRC при вязкой сердцевине, что гарантирует стойкость к износу и ударным нагрузкам.

Контроль твердости всех деталей является обязательной операцией приемочных испытаний.

Критерии выбора цепи для привода

Выбор типоразмера цепи осуществляется на основе расчетов, учитывающих:

• Передаваемая мощность (P, кВт).
• Частота вращения ведущей звездочки (n1, об/мин).
• Передаточное число (u).
• Условия эксплуатации: характер нагрузки (равномерная, ударная), расположение передачи (горизонтальное, вертикальное), наличие пыли, абразива, агрессивных сред.

Расчет ведется по критерию износостойкости шарнира, определяющего долговечность цепи. Основным параметром является допускаемое давление в шарнире [p]. Расчетное давление сравнивается с допускаемым из таблиц стандарта, которые учитывают скорость цепи и шаг. Также выполняется проверка на статическую прочность по коэффициенту запаса прочности относительно разрушающей нагрузки Q.

Монтаж, эксплуатация и обслуживание

Правильный монтаж и уход критически важны для ресурса цепной передачи.

• Монтаж: Звездочки должны быть соосными, параллельность их плоскостей — соблюдена. Цепь соединяется с помощью специальных соединительных (замковых) звеньев. Для нечетного числа звеньев применяется переходное (переходная пластина) звено, которое является слабым местом и не рекомендуется для высоконагруженных передач.
• Натяжение: Провисание ведомой ветви должно регулироваться в пределах (0.01-0.02)
• a, где a — межосевое расстояние. Чрезмерное натяжение ведет к повышенному износу и нагрузке на валы, недостаточное — к слету цепи и ударам по зубьям.
• Смазка: Наиболее важный фактор увеличения срока службы. Предпочтительна непрерывная подача жидкого масла в зону стыка пластин на ведомой ветви. При периодической смазке необходимо использовать масла средней вязкости. Консистентные смазки (солидол, литол) не рекомендуются, так как не проникают в зазоры шарнира.
• Защита: В запыленных условиях обязательна установка защитных кожухов.

Контроль состояния и отбраковка

Эксплуатация цепи допустима до достижения критического износа. Основной критерий отбраковки — удлинение цепи из-за износа шарниров. Допустимое удлинение обычно составляет 2-3% от первоначальной длины. Измеряется натяжением цепи с силой, равной 1/3 от среднего рабочего усилия. Также цепь подлежит замене при наличии:

• Трещин или излома любой детали.
• Выкрашивания, сколов на рабочих поверхностях роликов, втулок, валиков.
• Значительной деформации пластин (скручивание, изгиб).

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

В чем ключевое отличие цепи ПР от ПРУ?

Цепи усиленной серии (ПРУ) при одинаковом шаге с цепями нормальной серии (ПР) имеют увеличенные поперечные размеры пластин и диаметры валиков и втулок. Это обеспечивает им более высокую разрушающую нагрузку и износостойкость, но также и большую массу и стоимость. Они применяются для тяжелых условий работы.

Как расшифровать маркировку цепи ПР-25,4-5000-2?

• ПР — приводная роликовая, нормальной серии.
• 25,4 — шаг цепи в миллиметрах.
• 5000 — разрушающая нагрузка в деканьютонах (даН). 5000 даН ≈ 5000 кгс (килограмм-сил).
• 2 — класс прочности (высший). По ГОСТ 13568 устанавливаются классы 1, 2, 3. Цепи класса 2 и 3 изготавливаются из улучшенных материалов с более высокой твердостью и имеют повышенную разрушающую нагрузку.

Можно ли заменить цепь, изготовленную по ГОСТ, на аналог по ISO или ANSI?

Да, в абсолютном большинстве случаев. ГОСТ 13568-97 гармонизирован с ISO 606:1994. Цепи, соответствующие этим стандартам, взаимозаменяемы по геометрическим размерам. Например, цепь ПР-12,7 полностью соответствует цепи ANSI 41 (или ISO 08B). Однако необходимо сверять не только шаг, но и внутреннюю ширину и диаметр ролика. Также следует учитывать возможную разницу в разрушающей нагрузке и классе прочности.

Что важнее при выборе: разрушающая нагрузка или расчет на износостойкость?

Для цепных передач, работающих в nominal режиме, расчет на износостойкость (долговечность) является основным. Разрушающая нагрузка характеризует предельную статическую прочность и служит для расчета запаса прочности на случай пиковых, аварийных перегрузок. Цепь, выбранная только по разрушающей нагрузке, но без учета давления в шарнире, может быстро износиться и выйти из строя.

Как правильно определить длину цепи в звеньях?

Предварительное число звеньев (Lp) рассчитывается по формуле, учитывающей межосевое расстояние (a), шаг (t), числа зубьев ведущей (z1) и ведомой (z2) звездочек. Полученное значение округляется до ближайшего целого четного числа. Использование четного числа звеньев позволяет обойтись без переходного (более слабого) звена, используя стандартное соединительное.

Какие смазочные материалы рекомендованы для роликовых цепей?

Оптимальными являются индустриальные масла средней вязкости (И-Г-А, И-Г-Б по ГОСТ 17479.4). Для высокоскоростных передач — менее вязкие масла, для тяжелонагруженных — более вязкие. В условиях низких температур применяются масла с низкой температурой застывания. Специальные цепные масла часто содержат противозадирные и противоизносные присадки. Консистентные смазки не обеспечивают проникновение в шарнир и не рекомендуются для постоянного применения.