Цепи роликовые DIN

Цепи роликовые DIN: технические характеристики, стандарты и применение в электротехнике

Цепи роликовые, соответствующие стандарту DIN (Deutsches Institut für Normung), представляют собой высокоточные приводные цепи, предназначенные для передачи механической энергии в условиях строгих требований к надежности, износостойкости и совместимости. В электротехнической и энергетической отраслях они являются критически важным компонентом в системах наружного и внутреннего электрооборудования, механизмах коммутации, приводах разъединителей, системах натяжения и перемещения кабелей, а также в составе различного технологического оборудования на подстанциях и электростанциях.

Стандартизация и основные типы цепей DIN

Стандарт DIN 8187 является основополагающим для роликовых цепей в Европе. Он определяет геометрические параметры, допуски, механические свойства и методы испытаний. Цепи, соответствующие этому стандарту, характеризуются точным шагом, высокой степенью взаимозаменяемости и совместимости со звездочками, произведенными по тем же нормам. Основные типы, используемые в промышленности:

• DIN 8187 (ISO 606) Тип A (Series A): Стандартная роликовая цепь. Имеет стандартную ширину и является наиболее распространенной. Обозначается, например, как Chain 08B, 10B, 12B, 16B.
• DIN 8187 (ISO 606) Тип B (Series B): Цепь с увеличенной шириной и, как правило, с увеличенным диаметром ролика при том же шаге, что и у Type A. Обладает повышенной нагрузочной способностью. Обозначается, например, как Chain 08B, 10B, 12B, 16B (при этом «B» в обозначении указывает на Type B).
• DIN 8188 (ISO 606) Тип A или B (Double Pitch): Цепи с удвоенным шагом (например, 08B-2). Применяются в конвейерных системах и механизмах с низкоскоростным перемещением, где не требуется высокая динамическая нагрузка.

Конструкция и материалы

Роликовая цепь DIN представляет собой сборную конструкцию, состоящую из последовательно соединенных звеньев. Основные элементы:

• Внутренние пластины: Прессуются на валиках.
• Внешние пластины: Прессуются на втулках.
• Валики: Стальные цилиндры, проходящие через втулки и соединяющие звенья.
• Втулки: Стальные гильзы, запрессованные во внутренние пластины, внутри которых вращается валик.
• Ролики: Стальные или из специальных сплавов цилиндры, свободно вращающиеся на втулке. Их основная функция — уменьшение трения и износа при контакте с зубьями звездочки.

Материалы для стандартных цепей: углеродистая сталь (например, C45), нержавеющая сталь (A2, A4) для коррозионностойких исполнений, а также сплавы с различными видами защитных покрытий (цинкование, никелирование, оксидирование). Для тяжелонагруженных цепей применяется цементация (твердость поверхности 55-65 HRC) и закалка валиков и втулок.

Ключевые параметры и маркировка

Маркировка цепи содержит всю необходимую информацию о ее типоразмере. Пример: Chain 16B-1-100L или DIN 8187 16B.

• 16 – Шаг цепи в восьмых долях дюйма. 16 (1/8″) = 2 дюйма или 25.4 мм 2 = 50.8 мм (фактически 15.875 мм для 08B, 12.7 мм для 10B и т.д., точные значения приведены в таблице).
• B – Серия (Type B по DIN/ISO).
• 1 – Количество рядов (однорядная). Могут быть двухрядные (2), трехрядные (3) и т.д.
• 100L – Длина в звеньях (100 звеньев).

Таблица основных параметров цепей DIN Type B (DIN 8187 / ISO 606)

Обозначение цепи	Шаг (P), мм	Внутренняя ширина (b1), мм	Диаметр ролика (d1), мм	Диаметр валика (d2), мм	Длина валика (L), мм (однорядная)	Средняя разрушающая нагрузка (мин), кН
06B	9.525	5.72	6.35	3.28	17.0	8.9
08B	12.70	7.75	8.51	4.45	24.1	17.8
10B	15.875	9.65	10.16	5.08	30.0	22.2
12B	19.05	11.68	12.07	5.72	36.2	28.9
16B	25.40	17.02	15.88	7.94	48.3	56.9
20B	31.75	19.56	19.05	9.54	60.0	90.2
24B	38.10	25.40	25.40	12.70	72.4	136.2

Расчет и выбор цепи для электротехнических применений

Выбор цепи осуществляется на основе анализа рабочих условий. Ключевые этапы:

1. Определение расчетной мощности (P_расч): P_расч = P K_s, где P – передаваемая мощность (кВт), K_s – коэффициент эксплуатации (коэффициент безопасности). K_s = K₁ K₂ K₃ K₄ K₅ K₆. Коэффициенты учитывают: характер нагрузки (равномерная, с ударами), тип смазки, продолжительность работы в сутки, способ регулировки натяжения, угол наклона передачи, условия окружающей среды (запыленность, влажность, температура).
2. Выбор шага цепи: Меньший шаг обеспечивает более плавный ход, меньший шум и позволяет работать на более высоких скоростях. Больший шаг дает повышенную нагрузочную способность, но увеличивает динамические нагрузки и шум. Для приводов механизмов коммутации часто выбирают цепи с меньшим шагом (08B, 10B), для тяжелых разъединителей или натяжных устройств – более мощные (16B, 20B).
3. Проверка по допустимому давлению в шарнирах: p = (F
4. K_э) / A ≤ [p], где F – усилие в цепи, K_э – аналог коэффициента эксплуатации, A – проекция площади опоры шарнира, [p] – допустимое давление (зависит от скорости и типа смазки).
5. Проверка на износостойкость и усталость: Особенно важна для цепей, работающих в режиме циклических нагрузок (например, в повторно-кратковременных режимах включения/выключения).

Монтаж, обслуживание и смазка

Правильный монтаж и обслуживание определяют ресурс цепи. Основные правила:

• Совместимость со звездочками: Необходимо использовать звездочки, строго соответствующие стандарту и типоразмеру цепи. Износ звездочки более 0.5% от исходного профиля зуба ведет к ускоренному износу цепи.
• Соосность валов: Несоосность не должна превышать допустимых значений (обычно до 0.1 мм на 100 мм межосевого расстояния).
• Натяжение: Цепь должна иметь оптимальное провисание (обычно 2-4% от межосевого расстояния). Чрезмерное натяжение увеличивает нагрузку на валы и подшипники, недостаточное – приводит к сбою зацепления и ударам.
• Смазка: Является критическим фактором. Рекомендуется непрерывная подача масла в зону зацепления. Для труднодоступных или медленно работающих механизмов применяется периодическая смазка консистентными материалами. В условиях низких температур или для пищевой промышленности используются специальные морозостойкие или нетоксичные смазки.

Применение в электроэнергетике и смежных областях

• Приводы силовых выключателей и разъединителей: Обеспечивают точное и надежное перемещение контактов.
• Механизмы натяжения гирлянд изоляторов и грозозащитных тросов: Используются в системах компенсации температурных удлинений.
• Кабельные цепи (Cable Chains): Защищенные кожухами цепи для укладки и подвижного крепления силовых и контрольных кабелей в подвижных частях оборудования (например, портальных кранах, траверсах).
• Конвейерные системы топливоподачи на ТЭС: Цепи с удвоенным шагом (DIN 8188) для транспортировки угля, шлака.
• Приводы регулирующих органов (заслонки, шиберы): В системах вентиляции и золоудаления.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

В чем принципиальная разница между цепями Type A (ANSI) и Type B (DIN/ISO)?

Основные отличия заключаются в геометрии. При одинаковом шаге (например, 1/2″ или 12.7 мм) цепь ANSI (например,

40) и цепь DIN (08B) имеют разную ширину, диаметр ролика и толщину пластин. Они, как правило, не взаимозаменяемы. Цепи Type B (DIN/ISO) часто имеют более широкие пластины и больший диаметр ролика, что может обеспечивать более высокую нагрузочную способность и износостойкость при сравнимых габаритах.

Как правильно определить износ цепи и когда ее необходимо заменить?

Критическим параметром является удлинение цепи из-за износа шарниров. Замеряется длина N звеньев (обычно 10 или 20) в натянутом состоянии. Если фактическая длина превышает номинальную более чем на 2-3% (для приводных цепей), цепь подлежит замене. Дополнительные признаки: повышенный шум при работе, «подскакивание» цепи на звездочке, видимая деформация пластин или роликов.

Можно ли соединять цепи разных производителей, но одного типоразмера?

Теоретически, при строгом соответствии стандарту DIN 8187/ISO 606 – да. Однако на практике допуски разных производителей могут незначительно отличаться. Для ответственных узлов рекомендуется использовать цепь и звездочки одного производителя. Соединительные звенья (замки) также должны быть оригинальными или сертифицированными на совместимость.

Какие существуют альтернативы роликовым цепям в приводах электротехнических аппаратов?

В зависимости от задачи, альтернативами могут быть: зубчатые ремни (для высокоскоростных, малошумных передач), шарико-винтовые пары (для прецизионных линейных перемещений), гидравлические или пневматические приводы (для больших усилий в компактном объеме). Однако роликовая цепь остается оптимальным решением при необходимости передачи значительного крутящего момента на большие расстояния, в условиях высоких температур или загрязненной среды, где другие передачи могут оказаться менее надежными.

Как выбрать материал цепи для работы на открытом воздухе или в агрессивной среде (например, на прибрежных подстанциях)?

Для таких условий применяются цепи из нержавеющей стали марки A2 (AISI 304 – стойкость к атмосферной коррозии) или A4 (AISI 316 – повышенная стойкость к хлоридам, морской воде). Также существуют цепи с защитными покрытиями: гальваническое цинкование (подходит для большинства атмосферных условий), никелирование, оксидирование (чернение, в большей степени для защиты от коррозии в слабоагрессивных средах и в эстетических целях).

Заключение

Цепи роликовые DIN представляют собой отработанный, стандартизированный и надежный элемент механических передач, без которого невозможно функционирование множества систем в электроэнергетике. Правильный выбор типоразмера, материала и производителя, основанный на точном расчете нагрузок и условий эксплуатации, а также соблюдение регламентов монтажа и обслуживания, являются залогом долговечной и безотказной работы ответственных узлов. Понимание тонкостей стандартов DIN и ISO позволяет инженерам и техническим специалистам оптимизировать проектные решения и минимизировать риски простоев оборудования.