Цепи приводные втулочные ГОСТ

Цепи приводные втулочные: конструкция, стандарты и применение

Цепь приводная втулочная представляет собой ключевой элемент цепных передач, предназначенный для передачи механической энергии между валами, расположенными на значительных расстояниях. В отличие от роликовых цепей, втулочные не имеют роликов – их звенья состоят из двух пластин, соединенных запрессованными втулками, через которые проходят соединительные валики. Такая конструкция обеспечивает повышенную износостойкость трущихся поверхностей (валик-втулка), большую нагрузочную способность на единицу ширины и надежную работу в условиях загрязнения и абразивного износа. Основным нормативным документом, регламентирующим параметры, размеры и технические требования к данным изделиям в РФ и странах СНГ, является ГОСТ 13568-97 «Цепи приводные роликовые и втулочные. Общие технические условия».

Конструкция и типы втулочных цепей по ГОСТ 13568-97

Стандарт распространяется на приводные роликовые и втулочные цепи с шагом от 8 до 140 мм. Втулочная цепь (обозначение типа ПВ) состоит из следующих основных элементов:

• Внутренние звенья: Состоят из двух внутренних пластин, запрессованных на две втулки. Втулки служат подшипниками скольжения для валиков.
• Наружные звенья: Состоят из двух наружных пластин, закрепленных на двух валиках, которые входят во втулки внутренних звеньев.
• Валики: Цилиндрические стальные детали, соединяющие звенья и являющиеся осью вращения во втулке.
• Втулки: Цилиндрические обоймы, запрессованные во внутренние пластины, обеспечивающие поверхность скольжения для валика.

ГОСТ 13568-97 определяет несколько типов втулочных цепей:

• Цепи типа ПВ (приводные втулочные): Однорядные цепи нормальной и повышенной точности.
• Цепи типа ПВД (приводные втулочные длиннозвенные): Имеют увеличенный шаг, применяются для тихоходных передач.
• Цепи с изогнутыми пластинами: Обозначаются как ПВИ или ПВДИ. Изогнутая форма пластин повышает амортизационные свойства и стойкость к ударным нагрузкам.
• Цепи усиленные: Обозначаются дополнительной буквой «У» (например, ПВУ). Имеют увеличенные размеры пластин и диаметры валиков и втулок при том же шаге, что повышает разрушающую нагрузку.

Основные параметры и размеры

Ключевым параметром цепи является шаг (P) – расстояние между осями соседних валиков. Размеры цепей строго стандартизированы. Основные параметры для ряда типоразмеров втулочных цепей по ГОСТ 13568-97 представлены в таблице.

Таблица 1. Основные параметры втулочных приводных цепей (выборка по ГОСТ 13568-97)

Обозначение цепи	Шаг P, мм	Диаметр валика d1 max, мм	Диаметр втулки d2 max, мм	Ширина внутреннего звена b1 min, мм	Разрушающая нагрузка Q min, кН
ПВ-8-460	8	2.31	3.00	3.0	4.60
ПВ-12,7-900	12.7	3.66	4.88	4.4	9.00
ПВ-19,05-3180	19.05	5.08	7.85	11.3	31.80
ПВ-25,4-5000	25.4	7.77	8.51	15.1	50.00
ПВ-31,75-9000	31.75	9.40	10.13	18.9	90.00
ПВ-38,1-12700	38.1	11.10	12.07	22.7	127.00
ПВД-38,1-5700	38.1	5.94	7.92	11.7	57.00

Обозначение цепи расшифровывается следующим образом: ПВ-31,75-9000 – Приводная Втулочная с шагом 31,75 мм и минимальной разрушающей нагрузкой 9000 кгс (≈90 кН). Для цепей повышенной точности добавляется буква «П» (ПВП), для усиленных – «У» (ПВУ).

Материалы и технология изготовления

Требования ГОСТ 13568-97 к материалам и термообработке направлены на обеспечение высокой контактной и усталостной прочности, а также износостойкости.

• Пластины: Изготавливаются из качественных средне- или высокоуглеродистых сталей (например, 45, 50, 40Х, 45ХН) методом штамповки. Для повышения усталостной прочности подвергаются термообработке (закалка с отпуском) до твердости 40-50 HRC.
• Валики и втулки: Производятся из цементуемых сталей (например, 15Х, 20Х). После механической обработки подвергаются химико-термической обработке – цементации с последующей закалкой и низким отпуском. Это обеспечивает твердую износостойкую поверхность (55-65 HRC) и вязкую сердцевину, устойчивую к ударным и переменным нагрузкам.
• Сборка и запрессовка: Сборка цепи является высокоточным процессом. Втулки и валики запрессовываются в пластины с гарантированным натягом. Соединение валика с наружной пластиной может быть выполнено с помощью расклепки, шплинтовки или стопорных колец, что должно исключить самопроизвольное рассоединение цепи в работе.

Контроль качества и испытания

ГОСТ 13568-97 устанавливает строгие процедуры контроля, включающие:

• Измерение геометрических параметров: Проверка шага, ширины цепи, диаметров валиков и втулок, толщины пластин.
• Контроль твердости: Измерение твердости рабочих поверхностей валиков, втулок и пластин.
• Испытание на растяжение: Каждая цепь или выборочно звенья подвергаются испытанию на растяжение до минимальной разрушающей нагрузки (Q), указанной в стандарте. Цепь не должна разрушаться при этой нагрузке.
• Испытание на износ и долговечность: Проводятся на специальных стендах для определения ресурса цепи при заданных нагрузках и скорости.
• Контроль шарнира: Проверка легкости хода шарнира (отсутствие заеданий) и предельный угол изгиба в одну сторону.

Область применения и выбор цепи

Втулочные цепи находят применение в различных отраслях промышленности, где требуются надежные, долговечные и стойкие к загрязнению передачи:

• Приводы конвейеров, элеваторов, транспортеров.
• Сельскохозяйственная техника (комбайны, косилки, погрузчики).
• Дорожно-строительная и горнодобывающая техника.
• Металлургическое и сталелитейное оборудование.
• Тяжелые промышленные станки.

Выбор типоразмера цепи осуществляется на основе кинематического расчета привода и расчета по допустимой нагрузке. Ключевыми исходными данными являются: передаваемая мощность (P, кВт), частота вращения ведущей звездочки (n, об/мин), передаточное число (i), условия работы (коэффициент нагрузки). Расчет ведется на обеспечение запаса прочности относительно разрушающей нагрузки Q и на износостойкость шарнира, которая лимитирует допустимое давление в шарнире [p].

Таблица 2. Рекомендуемые коэффициенты эксплуатации (K_э) для выбора цепи

Характер нагрузки	Способ смазки	Режим работы (смен)	Коэффициент Kэ
Постоянная, равномерная	Картерная (ванна)	1	1.0 — 1.2
С умеренными ударами	Капельная	2	1.3 — 1.5
С сильными ударами, в запыленной среде	Периодическая ручная	3	1.6 — 2.0

Монтаж, эксплуатация и обслуживание

Правильный монтаж и обслуживание критически важны для ресурса втулочной цепи.

• Монтаж: Оси валов звездочек должны быть параллельны, а сами звездочки – соосны. Провисание холостой ветви должно регулироваться в пределах, указанных в инструкции к оборудованию. Соединение цепи осуществляется с помощью соединительного (замкового) звена. Для неразъемных соединений используется прессование специальных валиков.
• Смазка: Является важнейшим фактором долговечности. Предпочтительна непрерывная картерная смазка в масляной ванне или циркуляционная. При невозможности их реализации применяется капельная или периодическая смазка. Рекомендуются масла с противозадирными и антиизносными присадками.
• Контроль износа: Основной критерий выработки ресурса – увеличение шага цепи из-за износа шарниров. Допустимое удлинение цепи обычно не должно превышать 3-5% от первоначальной длины. При большем износе цепь подлежит замене во избежание соскакивания со звездочек.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

В чем основное отличие втулочной цепи от роликовой?

Втулочная цепь не имеет ролика, вращающегося на втулке. В ней валик непосредственно контактирует с внутренней поверхностью втулки. Это делает конструкцию проще, дешевле и более устойчивой к загрязнению, но несколько увеличивает трение и требования к смазке по сравнению с роликовой цепью.

Как правильно расшифровать маркировку цепи ПВУ-31,75-12700?

ПВУ – Приводная Втулочная Усиленная. 31,75 – шаг цепи в миллиметрах. 12700 – минимальная разрушающая нагрузка в килограммах-силах (кгс), что приблизительно соответствует 127 кН (килоньютонам).

Когда следует выбирать цепь с изогнутыми пластинами (ПВИ)?

Цепи типа ПВИ (или ПВДИ для длиннозвенных) следует применять в приводах, работающих с переменными и ударными нагрузками, а также в условиях возможных перекосов. Изогнутая пластина работает как пружина, компенсируя динамические нагрузки и повышая общую усталостную прочность передачи.

Каковы признаки критического износа втулочной цепи?

• Удлинение цепи более чем на 3-5% от номинальной длины (измеряется под нагрузкой).
• Затрудненное зацепление со звездочкой, цепь «наезжает» на зубья.
• Повышенный шум и вибрация при работе.
• Наличие трещин, сколов или значительной деформации пластин.
• Чрезмерный поперечный люфт в звеньях.

Можно ли соединять цепи разных типоразмеров или от разных производителей?

Категорически не рекомендуется. Даже цепи одного типоразмера, но разных производителей, могут иметь различия в допусках и термической обработке, что приведет к неравномерному распределению нагрузки, ускоренному износу и возможному разрушению. Соединять можно только идентичные цепи, а для наращивания длины использовать специальные удлинительные (соединительные) звенья, предусмотренные стандартом для данного типоразмера.

Какой тип смазки является оптимальным для втулочных цепей в редукторе конвейера?

Для закрытых редукторов конвейеров с постоянной работой оптимальным является картерный (ванночный) способ смазки, когда нижняя часть цепи погружена в масляную ванну. Это обеспечивает постоянное и эффективное смазывание всех шарниров, отвод тепла и защиту от абразива. Уровень масла должен контролироваться и поддерживаться в соответствии с инструкцией.

Заключение

Цепи приводные втулочные, изготовленные в соответствии с ГОСТ 13568-97, представляют собой надежный, проверенный временем элемент для силовых передач в тяжелых условиях эксплуатации. Правильный выбор типоразмера на основе расчетных нагрузок, соблюдение правил монтажа, обеспечение качественной смазки и регулярный контроль технического состояния являются залогом длительной и безотказной работы цепного привода. Понимание конструктивных особенностей, заложенных в стандарт, позволяет инженерам и техническим специалистам оптимально интегрировать данные изделия в проектируемое или обслуживаемое оборудование.