Цепи приводные роликовые ISO
Цепи приводные роликовые ISO: технические характеристики, стандартизация и применение
Цепь приводная роликовая, стандартизированная по ISO (International Organization for Standardization), является ключевым компонентом в передаче механической энергии в широком спектре промышленного оборудования. Ее конструкция, геометрия и характеристики строго регламентированы международными стандартами серии ISO 606 (ранее известной как ISO/R 606), что обеспечивает взаимозаменяемость, надежность и предсказуемость работы в глобальных производственных цепочках. Основное назначение — передача мощности между параллельными валами на значительные расстояния с высоким КПД и стабильным передаточным отношением.
Стандарты и основные типоразмеры
Стандарт ISO 606 определяет два основных ряда цепей: американский (ANSI) и европейский (британский). В международной практике наиболее распространен американский ряд, обозначаемый как «А» или «ANSI». Стандарт устанавливает точные геометрические параметры: шаг цепи (P), диаметр ролика (d1), внутреннюю ширину (b1), диаметр валика (d2) и предельные растягивающие нагрузки. Маркировка цепи выполняется по шагу в долях дюйма и типу. Например, цепь ISO 606 16B-1 имеет шаг 1 дюйм (25.4 мм) и соответствует американскому ряду «B».
| Обозначение цепи (ISO 606) | Шаг (P), мм | Внутренняя ширина (b1), мин, мм | Диаметр ролика (d1), макс, мм | Диаметр валика (d2), макс, мм | Прочность на растяжение, мин, кН |
|---|---|---|---|---|---|
| 08A-1 | 12.70 | 7.25 | 7.95 | 3.96 | 13.8 |
| 10A-1 | 15.875 | 9.40 | 10.16 | 5.08 | 21.8 |
| 12A-1 | 19.05 | 12.57 | 11.91 | 5.94 | 31.1 |
| 16A-1 | 25.40 | 15.75 | 15.88 | 7.92 | 55.6 |
| 20A-1 | 31.75 | 18.90 | 19.05 | 9.53 | 86.7 |
| 24A-1 | 38.10 | 25.22 | 22.23 | 11.10 | 124.6 |
| 32A-1 | 50.80 | 31.55 | 28.58 | 14.27 | 222.4 |
Конструкция и материалы
Цепь приводная роликовая ISO состоит из последовательно соединенных звеньев. Основные элементы конструкции:
- Внутренние пластины: Прецизионно штампованные, соединяют два валика через втулки. Определяют внутреннюю ширину цепи.
- Внешние пластины: Соединяют валики, проходящие через втулки соседних внутренних звеньев. Являются нагруженным элементом, воспринимающим растягивающее усилие.
- Валик (ось): Цилиндрический штифт, запрессованный во внешние пластины. Вращается во втулке и является осью шарнира.
- Втулка: Фиксируется в отверстиях внутренних пластин. Обеспечивает опорную поверхность для валика и ролика.
- Ролик: Надет на втулку свободно. При зацеплении с зубьями звездочки перекатывается по ним, уменьшая трение скольжения и износ.
- Определение расчетной мощности: P_расч = P_двиг K1 K2, где P_двиг — мощность двигателя; K1 — коэффициент условий эксплуатации (нагрузки); K2 — коэффициент, учитывающий количество зубьев малой звездочки.
- Выбор шага цепи: По таблицам номинальной мощности производителя для заданной частоты вращения малой звездочки и передаточного числа выбирается типоразмер цепи, чья допустимая мощность превышает P_расч. Меньший шаг обеспечивает более плавный ход и меньший шум, но для передачи той же мощности требуется более широкая или многорядная цепь.
- Проверка по частоте вращения: Стандарт устанавливает предельные частоты вращения для каждого типоразмера, ограниченные инерционными нагрузками и нагревом шарниров.
- Проверка по давлению в шарнирах: Условие p = (F
- Kэ) / A ≤ [p], где F — окружное усилие, Kэ — эксплуатационный коэффициент, A — проекция площади контакта валик-втулка, [p] — допустимое давление (зависит от частоты и способа смазки).
- Определение длины цепи в шагах и межосевого расстояния.
- Многорядные цепи (Duplex, Triplex): Состоят из двух или трех параллельных рядов, соединенных общими валиками. Позволяют передавать значительно большую мощность при том же шаге, увеличивая ширину и, следовательно, нагрузочную способность по валикам и втулкам. Обозначаются, например, 16A-2 (двухрядная).
- Цепи с усиленными пластинами (H-серия): Имеют увеличенную толщину пластин при сохранении остальных габаритов. Обозначаются, например, 16AH. Предназначены для тяжелых ударных нагрузок.
- Цепи с твердой закалкой шарниров (HSS — Hardened Sidebar Series): Пластины подвергаются сквозной закалке, что существенно повышает сопротивление усталости и износу. Применяются в высокоскоростных и высоконагруженных передачах.
- Цепи с различными исполнениями роликов: Стандартные, полые (для уменьшения веса), с насечкой (для лучшего сцепления в конвейерах).
- Приводы конвейеров топливоподачи (уголь, торф, биомасса) на тепловых электростанциях.
- Механизмы золо- и шлакоудаления.
- Приводы насосов, дымососов, вентиляторов.
- Промышленные трансмиссии в дробильном, мельничном и смесительном оборудовании.
- Главные и вспомогательные приводы в металлургической, горнодобывающей и целлюлозно-бумажной промышленности.
- P). Замена необходима при достижении этого предела, так как удлиненная цепь плохо зацепляется со звездочкой, вызывает вибрации и ускоренный износ звездочек.
Материалы имеют критическое значение для долговечности и несущей способности. Пластины изготавливаются из средне- или высокоуглеродистой стали (например, сталь 50, 45) с последующей термообработкой (закалка и отпуск) для достижения высокой прочности и усталостной выносливости. Валики, втулки и ролики производятся из цементируемых сталей (например, сталь 15, 20) с поверхностной закалкой на высокую твердость (HRC 55-65) для сопротивления износу и сердцевинной вязкостью для восприятия ударных нагрузок.
Сопряженные элементы: звездочки ISO
Эффективная работа цепи возможна только при использовании звездочек, соответствующих тому же стандарту ISO 606. Геометрия зубьев звездочки оптимизирована для плавного зацепления с роликом и минимизации удара. Ключевые параметры звездочки: количество зубьев (Z), шаг (P), диаметр делительной окружности (Dp = P / sin(180°/Z)) и диаметр окружности выступов (Da). Использование звездочки с неправильным профилем зуба приводит к ускоренному износу, шуму и снижению ресурса передачи.
Расчет и выбор цепи
Процедура выбора цепи ISO является инженерной задачей, учитывающей множество факторов. Базовый расчет выполняется по формуле мощности с последующей проверкой по критериям износостойкости, ударной прочности и частоты вращения.
| Характер нагрузки привода | Характер нагрузки ведомой машины |
|---|---|
| Равномерный (электродвигатели, турбины) | Умеренные толчки (вентиляторы, легкие конвейеры) — 1.0 Сильные толчки (прессы, дробилки) — 1.3 |
| С умеренными толчками (МТ с 6+ цилиндрами, гидромоторы) | Умеренные толчки — 1.2 Сильные толчки — 1.4 |
Модификации и специальные исполнения
Помимо стандартных однорядных цепей, стандарт ISO 606 предусматривает ряд модификаций:
Монтаж, смазка и техническое обслуживание
Правильный монтаж — залог долговечности. Оси валов должны быть параллельны, а звездочки соосны. Допустимое смещение по оси не должно превышать угла перекоса, указанного в стандарте. Натяжение цепи должно обеспечивать стрелу провисания примерно 2-4% от межосевого расстояния. Смазка является наиболее важным фактором ресурса. Предпочтительны методы: непрерывная подача масла капельным или струйным способом, циркуляционная ванна, разбрызгивание. Периодическая ручная смазка допустима только для низкоскоростных передач (< 4 м/с). Масло должно быть чистым, без абразивных частиц, и обладать соответствующими вязкостными и противозадирными свойствами. Техническое обслуживание включает регулярный визуальный контроль на предмет износа, проверку натяжения, подтяжку ослабленных соединений и очистку.
Области применения в энергетике и промышленности
Цепи приводные роликовые ISO находят применение в системах, где требуется надежная передача мощности на большое расстояние:
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
Чем отличается цепь ряда «A» (ANSI) от ряда «B» (британского) по ISO 606?
Основные отличия — в геометрии. Цепи ряда «B» при том же шаге имеют, как правило, большую внутреннюю ширину (b1), меньший диаметр ролика (d1) и часто другую конструкцию пластин (овальные отверстия). Они не являются взаимозаменяемыми с цепями ряда «A». В мировой промышленности доминирует ряд «A».
Как определить износ цепи и когда ее необходимо заменять?
Критерием износа является удлинение цепи из-за увеличения шага вследствие износа шарниров. Стандартным предельным значением считается удлинение на 3% от первоначальной длины. На практике измеряют длину N звеньев (обычно 10-20) штангенциркулем и сравнивают с номинальной длиной (N
Можно ли использовать цепь ISO со звездочками, изготовленными по старому стандарту DIN или ГОСТ?
В большинстве случаев — да, если речь идет о взаимозаменяемых рядах. Например, цепь ISO 606 16A-1 соответствует устаревшему DIN 8187 16B-1 и ГОСТ 13568-75 (ПР-25,4). Однако при ответственных применениях необходимо сверять каталоги и чертежи, так как могут быть незначительные отклонения в профиле зуба или ширине звездочки.
Что важнее при выборе: прочность на растяжение или допустимая мощность по каталогу?
Для долговечной работы решающее значение имеет выбор по допустимой мощности (с учетом коэффициентов), которая учитывает усталостную прочность пластин и износостойкость шарниров. Прочность на растяжение — это предельная статическая нагрузка, при которой цепь разрушается. Работа на нагрузках, близких к этому значению, недопустима. Запас по прочности на растяжение всегда многократно превышает рабочее усилие.
Как правильно хранить цепи приводные роликовые?
Цепи должны храниться в оригинальной упаковке в сухом, отапливаемом помещении с относительной влажностью не более 70%. Необходимо защищать их от агрессивных сред, пыли и прямых солнечных лучей. Длительное хранение (более 6 месяцев) требует консервации шарниров смазкой, а перед монтажом цепь следует проверить на свободу вращения роликов.