Цепи роликовые однорядные ГОСТ

Цепи роликовые однорядные ГОСТ: технические характеристики, стандартизация и применение

Цепи роликовые однорядные представляют собой стандартизированные приводные цепи, предназначенные для передачи механической энергии в широком спектре промышленного оборудования. Их конструкция, размеры, механические свойства и методы испытаний регламентируются межгосударственным стандартом 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 глобальном рынке. Основное назначение – передача мощности между параллельными валами на значительные расстояния с высоким КПД и стабильным передаточным отношением.

Конструкция и основные элементы цепи

Однорядная роликовая цепь состоит из последовательно соединенных одинаковых звеньев. Каждое звено включает:

• Внешние пластины (щеки): Соединены запрессованными в них валиками, образуя наружное звено.
• Внутренние пластины (щеки): Соединены запрессованными в них втулками, на которые свободно надеты ролики, образуя внутреннее звено.
• Валик: Цилиндрический стальной стержень, соединяющий пластины наружного звена и проходящий через втулку внутреннего звена.
• Втулка: Цилиндрическая обойма, запрессованная во внутренние пластины, обеспечивающая опору для валика и снижающая трение.
• Ролик: Закаленная деталь, свободно вращающаяся на втулке. Его основная функция – контакт с зубьями звездочки, что уменьшает износ как цепи, так и звездочки, преобразуя скольжение в качение.

Соединение внутреннего и наружного звеньев образует шарнир, обеспечивающий гибкость цепи. Для соединения концов цепи используются специальные соединительные (замковые) звенья с пружинным или винтовым стопором, либо применяется запрессовка дополнительного валика с помощью пресса (глухое звено).

Система обозначений и типоразмеры по ГОСТ 13568-97

Стандарт устанавливает два основных ряда цепей: нормальной серии (основной) и усиленной серии (с увеличенной толщиной пластин). Обозначение цепи включает:

• Шаг цепи (P) в долях дюйма, умноженный на 1/16.
• Букву, обозначающую тип: ПР – приводная роликовая.
• Цифру, указывающую на серию: для нормальной серии цифра не ставится (подразумевается), для усиленной – цифра 2 (например, 2ПР).
• Число после дефиса, указывающее количество рядов (для однорядных – 1, но часто опускается).

Пример: Цепь ПР-12,7-1 имеет шаг 12.7 мм (12.7 / 25.4

• 16 = 8, т.е. обозначение происходит от дроби 8/16″ = 1/2″), является однорядной и относится к нормальной серии. Цепь 2ПР-19,05-1 имеет шаг 19.05 мм (12/16″ = 3/4″), однорядная, усиленной серии.

Основные параметры и размеры (выдержка из ГОСТ 13568-97)

В таблице приведены ключевые параметры для некоторых популярных типоразмеров однорядных роликовых цепей.

Обозначение цепи	Шаг P, мм	Диаметр ролика d1 max, мм	Внутренняя ширина b1 min, мм	Диаметр валика d2 max, мм	Длина валика L max, мм	Разрушающая нагрузка Q min, кН
ПР-8,00-1	8,00	5,00	3,00	2,31	7,5	3,2
ПР-9,525-1	9,525	6,35	4,88	3,30	8,6	9,1
ПР-12,7-1	12,70	8,51	6,25	4,45	11,8	18,2
ПР-15,875-1	15,875	10,16	8,30	5,08	14,8	22,7
ПР-19,05-1	19,05	11,91	11,30	5,95	18,2	29,5
2ПР-19,05-1	19,05	11,91	12,70	5,95	19,6	49,0
ПР-25,4-1	25,40	15,88	15,90	7,94	25,4	56,7
2ПР-25,4-1	25,40	15,88	17,80	7,94	27,5	90,0
ПР-31,75-1	31,75	19,05	19,10	9,54	31,9	88,0

Материалы и термическая обработка

Качество цепи напрямую зависит от материалов и технологии изготовления:

• Пластины: Изготавливаются из качественных средне- или высокоуглеродистых сталей (например, 45, 50, 40Х, 45ХН) методом штамповки. Проходят термообработку (закалку с отпуском) для достижения высокой прочности и износостойкости.
• Валики и втулки: Производятся из цементируемых или упрочняемых сталей (15Х, 20Х, 20ХН). Поверхностная закалка обеспечивает высокую твердость поверхности (HRC 55-65) для сопротивления износу, при сохранении вязкой сердцевины, стойкой к ударным нагрузкам.
• Ролики: Изготавливаются из сталей, аналогичных валикам и втулкам, и также подвергаются объемной или поверхностной закалке.

Готовые цепи часто проходят дополнительную обработку: оксидирование, фосфатирование или нанесение гальванических покрытий (цинкование, никелирование) для повышения коррозионной стойкости в агрессивных средах.

Контроль качества и испытания по ГОСТ

ГОСТ 13568-97 предъявляет строгие требования к контролю качества. Основные виды испытаний и проверок:

• Испытание на растяжение: Проверка на соответствие минимальной разрушающей нагрузки (Q min). Цепь растягивается в испытательной машине до разрыва.
• Испытание на износ (ресурсные испытания): Проводятся на специальных стендах для определения долговечности цепи в заданных условиях.
• Контроль твердости: Измерение твердости валиков, втулок, роликов и пластин по Роквеллу.
• Контроль размеров: Проверка всех геометрических параметров с помощью калибров и измерительных инструментов: шаг, ширина, диаметры роликов и валиков, радиус скругления пластин.
• Контроль гибкости (провисание): Измерение провисания цепи под действием собственного веса при определенной длине, что косвенно характеризует легкость хода шарниров.

Выбор и расчет цепной передачи

Выбор однорядной роликовой цепи осуществляется на основе расчетной передаваемой мощности, частот вращения ведущей и ведомой звездочек, условий эксплуатации. Основные этапы:

1. Определение расчетной мощности (P_р): P_р = P
2. K_э, где P – номинальная мощность на ведущем валу, K_э – коэффициент эксплуатации, учитывающий тип привода, характер нагрузки, продолжительность работы в сутки, способ смазки и т.д.
3. Выбор шага цепи: По таблицам ГОСТ или каталогам производителя в зависимости от P_р и частоты вращения малой звездочки (n₁). Меньший шаг обеспечивает более плавный ход и меньший шум, но для передачи большой мощности при умеренных скоростях предпочтительны цепи с большим шагом.
4. Определение числа зубьев звездочек: Число зубьев малой звездочки (z₁) выбирается из условия обеспечения плавности хода и минимального износа. Рекомендуется z₁ ≥ 17-19. Число зубьев большой звездочки (z₂) = z₁
5. u, где u – передаточное число. Ограничивают z_2max ≤ 120.
6. Расчет длины цепи в шагах (L_p) и межосевого расстояния (a): Проводится по стандартным формулам, учитывающим z₁, z₂ и предварительное межосевое расстояние. Полученное значение L_p округляется до ближайшего целого четного числа.
7. Проверка цепи на износостойкость (по удельному давлению в шарнирах) и на прочность (с учетом пиковых нагрузок).
8. Определение нагрузки на валы от натяжения цепи.

Монтаж, эксплуатация и обслуживание

Правильный монтаж и обслуживание критически важны для долговечности цепи:

• Выравнивание валов: Непараллельность валов и перекос звездочек приводят к ускоренному износу цепи и выходу из строя.
• Натяжение: Цепь должна иметь оптимальное провисание (обычно 2-4% от межосевого расстояния). Чрезмерное натяжение увеличивает нагрузку на валы и подшипники, недостаточное – приводит к соскакиванию и ударам.
• Смазка: Является ключевым фактором. Рекомендуется непрерывная подача масла в зону стыка цепи и звездочки. В зависимости от скорости применяют картерную смазку, капельную, струйную или циркуляционную. Недостаточная смазка – основная причина преждевременного износа.
• Защита: В условиях запыленности или агрессивных сред необходимы защитные кожухи, которые также выполняют функцию удержания смазки.
• Контроль износа: Основной показатель – увеличение шага цепи из-за износа шарниров. Измеряется как удлинение цепи на определенном количестве звеньев. Превышение нормы (обычно 2-3%) требует замены цепи и, часто, звездочек.

Области применения

Однорядные роликовые цепи ГОСТ находят применение в следующих отраслях:

• Промышленное оборудование: Приводы конвейеров, элеваторов, питателей, транспортеров, упаковочных машин, станков (дерево- и металлообрабатывающих).
• Сельскохозяйственная техника: Приводы комбайнов, косилок, сеялок, разбрасывателей.
• Строительная и дорожная техника: Приводы механизмов экскаваторов, бульдозеров, асфальтоукладчиков.
• Подъемно-транспортное оборудование: Тальи, лебедки с цепным приводом (в сочетании с грузовыми пластинчатыми цепями).
• Нефтяная и газовая промышленность: Приводы буровых установок и насосного оборудования.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем отличается цепь нормальной серии (ПР) от усиленной (2ПР)?

Цепи усиленной серии (2ПР) имеют увеличенную толщину пластин и, как следствие, большую ширину и длину валика при том же шаге и диаметре ролика. Это обеспечивает им более высокую разрушающую нагрузку и запас прочности. Они применяются для передачи больших мощностей в тяжелых условиях, но имеют большую массу и стоимость.

Как правильно измерить шаг цепи для идентификации типоразмера?

Шаг цепи измеряется как расстояние между центрами двух соседних валиков. Для точного определения необходимо измерить расстояние между центрами нескольких валиков (например, 10) и разделить полученное значение на количество интервалов (9). Полученный результат в миллиметрах сравнивается с табличными значениями ГОСТ (8,00; 9,525; 12,7 и т.д.).

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

Теоретически, если цепи соответствуют одному стандарту (ГОСТ 13568-97), они должны быть взаимозаменяемы. Однако на практике возможны незначительные отклонения в геометрии и твердости, что может повлиять на равномерность распределения нагрузки и долговечность. Рекомендуется использовать цепи одного производителя в рамках одной передачи. В крайнем случае, после установки цепи от другого производителя необходимо проверить натяжение и ход.

Почему цепь «вытягивается» в процессе эксплуатации и когда ее нужно менять?

«Вытягивание» цепи – это результат износа шарниров (валика и втулки), приводящий к увеличению шага. Износ является естественным процессом, скорость которого зависит от нагрузки, смазки и условий работы. Цепь подлежит замене, когда ее относительное удлинение превышает допустимый предел (обычно 2-3% от первоначальной длины). Эксплуатация перерастянутой цепи приводит к ускоренному износу зубьев звездочек, нестабильности хода и риску соскакивания.

Какие существуют альтернативы роликовым цепям ГОСТ в приводных механизмах?

Основными альтернативами являются:

• Зубчатые ремни (поликлиновые, синхронные): Обеспечивают бесшумную работу, не требуют смазки, подходят для высоких скоростей, но имеют ограничения по передаваемой мощности и требуют точного монтажа.
• Пластинчатые цепи: Используются для низкоскоростных передач с очень высокими нагрузками, часто в качестве грузовых.
• Цепи типа «М» (метрические) с шагом по ISO 606, которые фактически являются аналогами цепей ГОСТ, но с немного отличающейся системой маркировки.
• Фрикционные передачи и ременные передачи с клиновыми ремнями – для случаев, когда не требуется постоянное передаточное отношение.

Выбор зависит от конкретных требований к мощности, скорости, точности, условиям среды и стоимости владения.