Цепи втулочные ГОСТ

Цепи втулочные ГОСТ: технические требования, классификация и применение

Цепи втулочные, стандартизированные по ГОСТ, представляют собой высоконадежные приводные цепи каткового типа, в конструкцию которых входят специальные втулки, запрессованные во внутренние пластины. Основное назначение втулки – снижение износа и уменьшение трения между осью и роликом, что обеспечивает повышенную износостойкость, плавность хода и способность выдерживать значительные нагрузки в сравнении с роликовыми цепями аналогичного шага. Производство и технические условия на данные изделия в Российской Федерации регламентируются, в первую очередь, межгосударственным стандартом ГОСТ 13568-97 (ИСО 606-94) «Цепи приводные роликовые и втулочные. Основные параметры. Общие технические условия».

Конструктивные особенности и принцип действия

Втулочная цепь состоит из следующих ключевых элементов:

• Внешние пластины (щеки) – соединяют оси через втулки.
• Внутренние пластины (щеки) – запрессованы на втулки и соединяют ролики.
• Втулка – стальная гильза, жестко посаженная во внутренние пластины. Является основным отличием от роликовой цепи. Втулка служит подшипником скольжения для оси.
• Ролик – свободно вращающийся элемент, надетый на втулку. Обеспечивает контакт с зубьями звездочки и качение вместо трения скольжения.
• Ось (валик) – соединяет звенья, фиксируется во внешних пластинах.

Принцип работы основан на том, что при сгибании цепи в шарнире происходит вращение втулки относительно неподвижной оси, а ролик свободно проворачивается на втулке при входе в зацепление со звездочкой. Такая двойная конструкция шарнира распределяет нагрузку и значительно уменьшает износ.

Классификация и основные параметры по ГОСТ 13568-97

Стандарт устанавливает два основных типа цепей: тип ПВ (нормальной точности) и тип ПР (повышенной точности и долговечности). Втулочные цепи относятся, как правило, к типу ПВ. Основным параметром цепи является шаг (p) – расстояние между осями соседних звеньев. Стандартизированные ряды шагов, ширин и диаметров элементов приведены в таблицах ГОСТ.

Таблица 1. Основные параметры однорядных втулочных цепей (выдержка из ГОСТ 13568-97)

Обозначение цепи	Шаг p, мм	Диаметр ролика d1 max, мм	Диаметр валика d2 max, мм	Длина втулки b1 max, мм	Ширина цепи b3 min, мм	Разрушающая нагрузка Q min, кН
ПВ-4,0	4,00	2,31	1,30	1,70	2,50	1,8
ПВ-6,0	6,00	3,59	2,60	3,00	4,10	4,0
ПВ-8,0	8,00	4,77	3,30	4,10	5,40	7,1
ПВ-9,525	9,525	5,08	3,30	5,70	6,50	8,9
ПВ-12,7	12,70	7,75	4,55	6,50	8,50	13,8
ПВ-15,875	15,875	10,16	5,08	9,10	11,30	22,7

Обозначение цепи расшифровывается следующим образом: ПВ-9,525 – Приводная Втулочная с шагом 9,525 мм. Стандарт также предусматривает изготовление многорядных цепей (2-, 3-, 4-рядных) для увеличения несущей способности. Их обозначение включает количество рядов: например, 2ПВ-9,525.

Материалы и технология изготовления

Качество цепи напрямую зависит от используемых материалов и методов термообработки:

• Пластины (звенья) изготавливаются из качественных средне- или высокоуглеродистых сталей (например, сталь 45, 50, 40Х) методом штамповки. Для повышения усталостной прочности и износостойкости применяют цементацию, закалку с отпуском.
• Втулки и ролики производятся из цементируемых сталей (сталь 15, 20). После механической обработки они подвергаются цементации (насыщению поверхности углеродом) и закалке, что обеспечивает твердую, износостойкую поверхность при вязкой сердцевине.
• Оси (валки) изготавливаются из сталей, аналогичных втулкам, и также проходят термообработку для достижения высокой поверхностной твердости.

Сборка цепи включает в себя прецизионную запрессовку втулок во внутренние пластины, сборку шарниров и последующую механическую обработку по ширине. Ключевым этапом контроля является проверка на разрушающую нагрузку и испытания на износ.

Область применения в электротехнике и энергетике

В электротехнической и энергетической отраслях втулочные цепи находят применение в следующих системах:

• Приводы механизмов коммутационных устройств: цепи используются в приводах выключателей высокого напряжения, разъединителей, для передачи усилия от двигателя или пружинного механизма к полюсам аппарата.
• Транспортеры и конвейеры топливоподачи: на угольных, газомазутных и биотопливных электростанциях втулочные цепи служат тяговым элементом скребковых и пластинчатых конвейеров, благодаря высокой стойкости к ударным и абразивным нагрузкам.
• Приводы регулирующей и запорной арматуры: в системах водоснабжения и теплофикации (задвижки, клапаны).
• Вспомогательное оборудование: приводы систем золоудаления, дымососов, вентиляторов, механизмы перемещения оборудования в ремонтных мастерских.

Выбор втулочной цепи над роликовой для ответственных и тяжелонагруженных механизмов с умеренными скоростями обусловлен ее большим ресурсом и надежностью.

Критерии выбора, монтаж и эксплуатация

При подборе цепи необходимо учитывать:

• Расчетную мощность привода (P, кВт) и частоту вращения ведущей звездочки (n, об/мин).
• Коэффициент эксплуатации (K_э), учитывающий тип нагрузки, условия смазки, режим работы, наклон передачи.
• Расчетную разрушающую нагрузку, которая должна иметь запас прочности относительно рабочего усилия.

Монтаж цепи требует соблюдения соосности валов звездочек. Натяжение должно исключать провисание, но не создавать излишней нагрузки на валы и подшипники. Обязательным условием долговечности является регулярная смазка. Для втулочных цепей предпочтительна ванночная или циркуляционная смазка, обеспечивающая проникновение масла в зазоры между осью и втулкой. Эксплуатация без смазки недопустима и приводит к катастрофически быстрому износу.

Контроль качества и соответствие ГОСТ

Приемка партий цепей осуществляется по результатам периодических и приемо-сдаточных испытаний, регламентированных ГОСТ 13568-97:

• Проверка геометрических параметров (шаг, ширина, диаметры роликов).
• Испытание на растяжение (до разрушения) выбранных образцов для контроля минимальной разрушающей нагрузки Q.
• Испытания на износ и определение ресурса.
• Контроль твердости рабочих поверхностей валиков, втулок и роликов.

Маркировка цепи включает обозначение типа, шага и номера стандарта (например, ПВ-12,7 ГОСТ 13568-97). На упаковке или в паспорте указывается номер партии, дата изготовления.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

В чем ключевое отличие втулочной цепи от роликовой?

Ключевое отличие – наличие втулки, запрессованной во внутренние пластины. В роликовой цепи ролик непосредственно контактирует с осью. Наличие втулки увеличивает площадь контакта в шарнире, распределяет давление, снижает износ оси и повышает общую нагрузочную способность и долговечность цепи, особенно при умеренных скоростях и тяжелых условиях.

Можно ли заменить роликовую цепь на втулочную с тем же шагом?

Да, в большинстве случаев замена возможна, так как геометрические размеры (шаг, ширина, диаметр ролика) стандартизированы и взаимозаменяемы для цепей одного шагового ряда. Однако необходимо пересчитать прочностные характеристики: втулочная цепь при том же шаге обычно имеет более высокую разрушающую нагрузку. Также важно убедиться, что звездочки имеют соответствующий профиль зуба (ГОСТ 591-2019).

Как правильно определить износ втулочной цепи?

Основной показатель износа – удлинение цепи из-за увеличения шага в результате износа шарниров (оси и втулки). Нормируемый показатель – относительное удлинение. Измеряется на контрольном участке (обычно 10-20 звеньев) под натяжением. Превышение удлинения на 3-6% от первоначальной длины (в зависимости от требований к точности привода) является сигналом к замене цепи. Также визуальными признаками являются повышенный шум, «подскакивание» на звездочке, трещины или деформация пластин.

Какие смазочные материалы рекомендованы для втулочных цепей?

Рекомендуются индустриальные масла (И-Г-А, И-Г-Д по ГОСТ 17479.4-87) средней и высокой вязкости, в зависимости от скорости и температуры. Для тяжелых условий применяют пластичные смазки (солидолы, литиевые). Наиболее эффективный метод – подача очищенного масла под давлением внутрь зазора между осью и втулкой. Крайне нежелательно использование отработанных масел и смазок с твердыми абразивными загрязнениями.

Существуют ли усиленные модификации втулочных цепей?

Да, помимо стандартных цепей типа ПВ, существуют цепи с увеличенной толщиной пластин и усиленными элементами (обозначаются часто как «тяжелая серия»). Их параметры могут регламентироваться другими стандартами или техническими условиями (ТУ). Также для коррозионных сред производятся цепи из нержавеющих сталей (например, AISI 304, 316) или с защитными покрытиями (цинкование, оксидирование).

Какой документ подтверждает соответствие цепи ГОСТ 13568-97?

Изготовитель должен предоставить сертификат соответствия или паспорт качества на партию продукции. В документе указываются: наименование и адрес производителя, обозначение цепи, номер партии, результаты механических испытаний (разрушающая нагрузка), дата выпуска и ссылка на ГОСТ. Наличие такого документа является гарантией того, что цепь прошла все необходимые испытания и соответствует требованиям стандарта.