Скидка на подшипники из наличия!
Новое поступление товара в 2026 году!
Из какого материала делают приводные цепи — вопрос не об одной марке стали, а о наборе разных сталей и режимов термообработки для каждой детали. Приводная роликовая цепь собрана из пластин, валиков, втулок и роликов, и каждый элемент работает в своих условиях: пластины растягиваются, а шарнир «валик — втулка» и контакт «ролик — зуб звёздочки» изнашиваются. Поэтому материалы подбирают под функцию детали, а не унифицируют.
Общие технические условия на приводные роликовые и втулочные цепи задаёт действующий стандарт, который нормирует форму проката, твёрдость деталей и качество химико-термической обработки, оставляя конкретную марку стали за изготовителем. Ниже разобраны материалы пластин, валиков, втулок и роликов, режимы упрочнения, нормируемая твёрдость, прочность на разрыв и износ шарнира.
Приводная роликовая цепь состоит из пяти основных деталей: наружные и внутренние пластины, валик, втулка и ролик. Внутреннее звено образуют две пластины, напрессованные на втулки; наружное — две пластины, напрессованные на валики. Валик входит во втулку, образуя шарнир, а на втулке свободно вращается ролик, который входит в зацепление с зубом звёздочки.
Распределение нагрузок определяет выбор материала:
Пластину упрочняют объёмной закалкой ради прочности и вязкости, а детали шарнира — цементацией ради твёрдой поверхности при вязкой сердцевине.
Общие технические условия на приводные роликовые и втулочные цепи устанавливает ГОСТ 13568-2017 действующий «Цепи приводные роликовые и втулочные. Общие технические условия», разработанный с учётом международного стандарта ISO 606:2015. Он пришёл на смену прежнему ГОСТ 13568-97.
Стандарт не закрепляет конкретные марки стали, но задаёт форму исходного проката для каждой детали, что косвенно определяет класс материала.
Для пластин цепей с изогнутыми пластинами (тип ПРИ) допускается применение горячекатаного проката. Конкретные марки стали изготовитель назначает в рабочих чертежах исходя из типоразмера и условий эксплуатации.
Пластины несут растягивающую нагрузку и определяют разрушающую прочность цепи, поэтому их делают из среднеуглеродистых сталей, упрочняемых объёмной закалкой. В типовой практике это качественные углеродистые стали марок 45 и 50 (по нормам химического состава — ГОСТ 1050-2013). Для тяжелонагруженных цепей применяют легированные стали (например, хромоникелевые) по ГОСТ 4543-2016, дающие более высокую вязкость при той же прочности.
Объёмная закалка с отпуском обеспечивает пластине сочетание прочности и вязкости: материал должен выдерживать разрывную нагрузку без хрупкого разрушения и сопротивляться усталости при многократном нагружении.
Валик, втулка и ролик образуют пары трения и контакта, поэтому их рабочая поверхность должна быть твёрдой и износостойкой, а сердцевина — вязкой, чтобы воспринимать ударные нагрузки. Под такую задачу подходят низкоуглеродистые цементуемые стали марок 15 и 20 (ГОСТ 1050-2013), а для повышенных нагрузок — легированные цементуемые стали типа 15Х, 20Х, 20ХН3А (ГОСТ 4543-2016).
После цементации поверхностный слой насыщается углеродом и при закалке приобретает высокую твёрдость, тогда как сердцевина остаётся пластичной. Это ключевое отличие от пластин: тела вращения упрочняют не по всему сечению, а в поверхностном слое.
Глубина диффузионного (цементованного) слоя нормируется стандартом как доля от толщины ролика, втулки или диаметра валика. Недостаточный или избыточный слой одинаково снижают ресурс шарнира.
Все детали проходят термическую или химико-термическую обработку. Пластины подвергают объёмной термообработке, тела вращения — цементации с последующей закалкой и отпуском.
Стандарт ограничивает глубину обезуглероженного слоя на пластинах после термообработки значением не более 0,3 мм; при контроле твёрдости этот слой удаляют.
Стандарт задаёт минимальную твёрдость деталей после обработки. Для деталей шарнира она зависит от шага цепи: чем мельче шаг, тем выше требуемая твёрдость поверхности валиков и втулок.
Дополнительно стандарт ограничивает разброс показателя твёрдости: поле рассеивания не должно превышать 8 единиц. Это обеспечивает однородность партии и предсказуемый ресурс.
Главная прочностная характеристика цепи — разрушающая нагрузка, нормируемая для каждого типоразмера. Она растёт с увеличением шага и числа рядов и определяется материалом и сечением пластин и валиков.
Обозначение цепи прямо кодирует параметры. Например, ПР-25,4-60 читается так: приводная роликовая (ПР), шаг 25,4 мм, разрушающая нагрузка 60 кН. У многорядных цепей нагрузка выше: разрушающая нагрузка трёхрядной цепи того же шага (ЗПР-25,4-171) составляет 171 кН.
ПР-25,4-60
Ресурс цепи в эксплуатации определяется не разрывом, а износом шарнира: зазор между валиком и втулкой постепенно растёт, цепь удлиняется и начинает неравномерно ложиться на зубья звёздочки. Поэтому критерием предельного состояния служит увеличение длины измеряемого отрезка, а не разрушение деталей. Твёрдый цементованный слой валика и втулки прямо отвечает за медленный рост этого износа.
По стандарту пластины цепей должны иметь защитно-декоративное покрытие; допускается наличие покрытия в отверстиях пластин. Вид покрытия согласуют с потребителем или задают в чертежах. Готовые цепи консервируют — защита от атмосферной коррозии должна сохраняться не менее года со дня консервации.
Для агрессивных сред применяют цепи из коррозионностойких (нержавеющих) сталей; для отдельных условий используют специальные исполнения с самосмазывающимися элементами или полимерным покрытием втулок. По климатическому исполнению цепи рассчитаны на эксплуатацию по ГОСТ 15150 (исполнения У1 или УХЛ1.1), при защите от коррозии — до нижней температуры порядка минус 45 °C.
Пластины — из среднеуглеродистых сталей (например, 45, 50) с объёмной закалкой; валики, втулки и ролики — из низкоуглеродистых цементуемых сталей (15, 20 или легированных 15Х, 20Х, 20ХН3А) с цементацией и закалкой. Конкретную марку назначает изготовитель по ГОСТ 13568-2017.
Из среднеуглеродистых конструкционных сталей, упрочняемых объёмной закалкой с отпуском. Это обеспечивает прочность на растяжение и вязкость, необходимые для восприятия циклической нагрузки.
Пластины упрочняют по всему сечению объёмной закалкой ради прочности. Валики, втулки и ролики цементируют: их поверхность твёрдая и износостойкая, а сердцевина остаётся вязкой для восприятия ударов.
По ГОСТ 13568-2017, не менее: пластины — 32 HRC; валики и втулки цепей с шагом до 15,875 мм — 59,5 HRC, свыше — 48,5 HRC; ролики — 43,5 HRC. Поле рассеивания твёрдости — не более 8 единиц.
Цементация даёт твёрдый поверхностный слой при вязкой сердцевине. Твёрдая поверхность медленнее изнашивается в паре «валик — втулка», а вязкая сердцевина выдерживает ударные нагрузки от зацепления со звёздочкой.
Чаще всего — износ шарнира: зазор между валиком и втулкой растёт, цепь удлиняется. Критерием предельного состояния служит увеличение длины измеряемого отрезка, а не разрыв. Поэтому твёрдость и качество цементованного слоя так важны.
Да, для коррозионных и агрессивных сред применяют цепи из коррозионностойких сталей. Существуют также исполнения с самосмазывающимися элементами и полимерным покрытием втулок для тяжёлых условий.
Вы можете задать любой вопрос на тему нашей продукции или работы нашего сайта.