Цепи втулочно-роликовые одорядные ГОСТ

Цепи втулочно-роликовые однорядные ГОСТ: технические характеристики, стандарты и применение

Цепи втулочно-роликовые однорядные представляют собой ключевой тип приводных цепей, предназначенных для передачи механической энергии между валами на значительные расстояния. Их конструкция и параметры в Российской Федерации и странах СНГ регламентируются межгосударственным стандартом ГОСТ 13568-97 (ИСО 606-94) «Цепи приводные роликовые и втулочные. Общие технические условия». Данный стандарт гармонизирован с международным стандартом ISO 606, что обеспечивает взаимозаменяемость продукции и соответствие мировым требованиям.

Конструктивные особенности и принцип действия

Однорядная втулочно-роликовая цепь состоит из последовательно соединенных звеньев, формирующих гибкое шарнирное полотно. Основные элементы цепи:

• Внешние пластины: Соединяют две валика, проходящие через втулки соседних внутренних звеньев. Крепятся к валикам посредством прессовой посадки или с помощью стопорных элементов.
• Внутренние пластины: Напрессованы на концы двух втулок, образуя внутреннее звено.
• Втулка: Цилиндрическая деталь, запрессованная во внутренние пластины. Служит подшипником для валика и обеспечивает поверхность качения для ролика.
• Валик: Цилиндрический стержень, проходящий через втулку и соединяющий внешние пластины с внутренним звеном. Обеспечивает шарнирное соединение.
• Ролик: Надет на втулку свободно. При зацеплении с зубьями звездочки ролик перекатывается по зубу, уменьшая трение и износ как зуба, так и самой втулки. Это основное отличие роликовой цепи от втулочной, где ролик отсутствует.

Принцип работы основан на зацеплении роликов с профилем зубьев звездочки. При вращении ведущей звездочки усилие через валики и пластины передается на ведомую звездочку. Наличие ролика существенно снижает потери на трение и повышает КПД передачи по сравнению с втулочной или зубчатой цепью при аналогичных условиях.

Основные типы, обозначения и параметры по ГОСТ 13568-97

Стандарт устанавливает два основных типа цепей: рядовые (нормальной серии) и усиленные (длиннозвенные). В обозначении цепи указывается ее тип, шаг и разрушающая нагрузка.

Пример обозначения: ПР-25,4-6000-1-Г-2 ГОСТ 13568-97, где:

• ПР – Приводная Роликовая.
• 25,4 – Шаг цепи в мм.
• 6000 – Минимальная разрушающая нагрузка в даН (деканьютонах; ~6000 кгс).
• 1 – Однорядное исполнение (2 – двухрядное и т.д.).
• Г – Исполнение по точности (Н – нормальная, П – повышенная, Г – с галтелью на пластинах для повышенной усталостной прочности).
• 2 – Категория по износостойкости (1 – нормальная, 2 – повышенная, 3 – высокая).

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

Обозначение цепи	Шаг t, мм	Внутренняя ширина b1, мм, не более	Диаметр ролика d1, мм, max	Диаметр валика d2, мм, max	Длина звена L, мм, max	Разрушающая нагрузка Q, даН (кгс), не менее	Масса 1м цепи, кг, ориентировочно
ПР-8,00-320	8,00	3,00	5,00	2,31	11,30	3200 (320)	0,18
ПР-12,7-900	12,70	4,88	8,51	3,66	18,11	9000 (900)	0,46
ПР-19,05-19000	19,05	12,70	12,07	5,08	25,40	19000 (1900)	1,10
ПР-25,4-30000	25,40	15,88	15,88	7,94	33,40	30000 (3000)	2,10
ПР-31,75-44500	31,75	19,05	19,05	9,54	41,40	44500 (4450)	3,30
ПР-38,10-60000	38,10	25,40	22,23	11,11	49,80	60000 (6000)	4,60
ПР-50,80-100000	50,80	31,75	28,58	14,29	66,30	100000 (10000)	8,50

Материалы и технологии изготовления

Качество и долговечность цепи определяются материалами и термообработкой ее компонентов:

• Пластины: Изготавливаются из качественных средне- или высокоуглеродистых сталей (например, сталь 45, 50, 40Х) методом штамповки. Для повышения усталостной прочности подвергаются закалке с отпуском.
• Валики и втулки: Производятся из цементируемых сталей (например, сталь 15, 20, 20Х). После механической обработки подвергаются цементации (насыщению поверхности углеродом) и закалке, что обеспечивает твердую износостойкую поверхность при вязкой сердцевине, устойчивой к ударным нагрузкам.
• Ролики: Изготавливаются из аналогичных валикам сталей, также проходят термообработку. Твердость роликов, как правило, несколько ниже твердости втулки для обеспечения износа более легкозаменяемого элемента.

Сборка цепи осуществляется методом прессовой посадки с последующей механической или ручной расшарнировкой для обеспечения необходимой гибкости.

Критерии выбора и расчет цепной передачи

Выбор цепи осуществляется на основе кинематического и силового расчета передачи. Основные исходные данные: передаваемая мощность (P, кВт), частоты вращения ведущей (n1) и ведомой (n2) звездочек, условия эксплуатации, расположение передачи.

Основные этапы расчета:

1. Определение передаточного числа: u = n1 / n2.
2. Выбор числа зубьев малой звездочки (z1): Рекомендуется z1 ≥ 17-19 для нормальных скоростей (до 15 м/с). С увеличением z1 снижается шум и износ, но растут габариты. Для высокоскоростных передач z1 может быть 21-25 и более.
3. Расчет числа зубьев большой звездочки: z2 = z1
4. u (округляется до целого).
5. Определение расчетной мощности: Pр = P
6. Кэ, где Кэ – коэффициент эксплуатации, учитывающий характер нагрузки, смазку, режим работы, наклон линии центров.
7. Выбор шага цепи: По таблицам номограмм ГОСТ 13568-97 или каталогов производителей в зависимости от Pр и n1. Меньший шаг обеспечивает более плавный ход, меньшее динамическое воздействие, но для передачи той же мощности требуется более широкая (многорядная) цепь. Крупный шаг – более компактное решение, но с более высокими динамическими нагрузками.
8. Определение межосевого расстояния (a): Оптимально a = (30…50)
9. t. Предварительное значение выбирается исходя из компоновки.
10. Расчет длины цепи в шагах (Lt): Lt = 2a/t + (z1+z2)/2 + ((z2-z1)/(2π))²
11. t/a. Результат округляется до ближайшего целого ЧЕТНОГО числа для избежания применения специальных соединительных звеньев.
12. Уточнение межосевого расстояния по формуле с учетом выбранной четной длины.
13. Проверка цепи по частоте ударов и давлению в шарнирах (особенно для высокоскоростных передач).

Монтаж, эксплуатация и обслуживание

Правильный монтаж и обслуживание критически важны для ресурса цепной передачи.

• Монтаж: Звездочки должны быть соосны, параллельны и надежно закреплены. Цепь соединяется с помощью соединительного звена (замка) или переходного звена (если число звеньев нечетное). Направление вращения должно совпадать с направлением замыкания замка (если он пружинный).
• Натяжение: Провисание ведомой ветви должно контролироваться. Норма – 2-4% от межосевого расстояния. Чрезмерное натяжение ведет к повышенному износу и нагрузке на валы, недостаточное – к слету цепи и ударам.
• Смазка: Наиболее важный фактор долговечности. Вид смазки зависит от скорости:
  • До 4 м/с: ручная периодическая смазка.
  • 4-8 м/с: капельная или картерная (окунанием).
  • Более 8 м/с: принудительная циркуляционная смазка с охлаждением.

  Применяются специальные цепные масла с антиизносными и противозадирными присадками.

• Защита: Передача должна быть ограждена кожухом для безопасности и защиты от пыли/грязи.

Области применения

Однорядные втулочно-роликовые цепи ГОСТ 13568-97 применяются в широком спектре промышленного оборудования:

• Приводы конвейеров, элеваторов, транспортеров.
• Сельскохозяйственная техника (комбайны, косилки).
• Деревообрабатывающие и бумагоделательные машины.
• Нефтяное и горнодобывающее оборудование.
• Станки (металлорежущие, деревообрабатывающие).
• Приводы вспомогательных механизмов в энергетике (например, механизмы золоудаления, шлакоудаления).

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем отличается роликовая цепь от втулочной?

Роликовая цепь имеет свободно вращающийся ролик на втулке, который снижает трение при зацеплении со звездочкой. Втулочная цепь ролика не имеет, и зуб звездочки контактирует непосредственно с втулкой, что ведет к повышенному износу. Роликовые цепи являются основным типом для силовых передач.

Что означает категория по износостойкости (1, 2, 3) в обозначении цепи?

Это показатель ресурса цепи до предельного вытягивания (обычно 3% от шага). Цепи категории 1 (нормальные) имеют базовый ресурс. Категория 2 (повышенная) достигается за счет улучшенных материалов и термообработки, ресурс в 1.5-2 раза выше. Категория 3 (высокая) имеет ресурс в 2-3 раза выше базового за счет применения высоколегированных сталей и продвинутых технологий упрочнения.

Как правильно определить износ цепи и необходимость ее замены?

Основной критерий – вытяжка цепи. Измеряется длина N звеньев (обычно 10-20) под нагрузкой. Если фактическая длина превышает номинальную более чем на 2-3%, цепь подлежит замене. Также признаками износа являются увеличение шага, «проворачивание» цепи на зубьях звездочки без нагрузки, повышенный шум и вибрация.

Можно ли соединять цепи разных производителей, но одного шага?

Формально, если цепи соответствуют одному ГОСТ/ISO, они должны быть взаимозаменяемы. Однако на практике различия в допусках и материалах могут привести к неравномерному износу и снижению ресурса. Рекомендуется использовать цепи одного производителя и одной партии в одной передаче. Соединительные звенья должны быть того же производителя и категории, что и сама цепь.

Как выбрать между однорядной и многорядной цепью?

Многорядная (2-х, 3-х, 4-х рядная) цепь имеет увеличенную несущую способность при том же шаге за счет большего количества пластин и валиков. Она применяется, когда необходимо передать большую мощность при ограничениях по шагу (для сохранения плавности хода) или по габаритам ширины передачи. Однако многорядные цепи более чувствительны к перекосам и качеству монтажа.

Каковы основные причины выхода цепей из строя?

• Абразивный износ шарниров – основная причина (до 80% случаев) при недостаточной смазке или попадании загрязнений.
• Усталостное разрушение пластин – при циклических нагрузках, превышающих предел выносливости материала.
• Обрыв валиков или пластин – вследствие динамических перегрузок, ударов, усталости или коррозии.
• Заедание в шарнирах – из-за недостатка смазки, перегрузки или коррозии.

Заключение

Цепи втулочно-роликовые однорядные ГОСТ 13568-97 остаются надежным, проверенным и экономичным решением для передач механической энергии в широком диапазоне мощностей и скоростей. Их правильный выбор на основе инженерного расчета, учет условий эксплуатации, качественный монтаж и, что наиболее важно, регулярное техническое обслуживание с акцентом на эффективную смазку являются залогом долговечной и безотказной работы привода. Соответствие международному стандарту ISO 606 обеспечивает широкую доступность и взаимозаменяемость продукции на рынке.