Звездочки для цепей 28B-2

Звездочки для цепей 28B-2: технические характеристики, применение и подбор

Звездочка для цепи 28B-2 представляет собой ключевой компонент в цепных передачах, предназначенный для преобразования вращательного движения в поступательное (или наоборот) посредством втулочно-роликовой цепи. Обозначение «28B-2» строго регламентировано международными и национальными стандартами и указывает на конкретные геометрические и прочностные параметры как цепи, так и совместимой с ней звездочки. Данная статья детально рассматривает конструктивные особенности, материалы, методы расчета и монтажа звездочек для данного типоразмера цепи.

Расшифровка обозначения цепи и звездочки 28B-2

Маркировка «28B-2» является составной и подчиняется стандарту ANSI/ASME B29.1 (американский) или его международному аналогу ISO 606. Расшифровка следующая:

• «28» – указатель шага цепи в восьмых долях дюйма. Шаг цепи = 28 / 8 = 3.5 дюйма или, после перевода в метрическую систему, 88.90 мм.
• «B» – серия цепи. Литера «B» обозначает тяжелую серию (Heavy Series) с увеличенной толщиной пластин и повышенной разрушающей нагрузкой по сравнению с серией «A» (стандартная) при том же шаге.
• «2» – ширина цепи в восьмых долях дюйма. Внутренняя ширина = 2 / 8 = 0.25 дюйма или 6.35 мм. Это критический параметр для определения толщины зуба звездочки.

Таким образом, звездочка 28B-2 предназначена для работы с тяжелой втулочно-роликовой цепью с шагом 88.90 мм и внутренней шириной 6.35 мм.

Основные геометрические параметры звездочки 28B-2

Геометрия зуба звездочки стандартизирована для обеспечения плавного зацепления, минимального износа и шума. Ключевые параметры:

• Шаг (P): 88.90 мм. Расстояние между центрами соседних зубьев.
• Диаметр ролика цепи (d1): 55.37 мм (стандарт для цепи 28B). Этот размер определяет радиус впадины зуба звездочки.
• Диаметр делительной окружности (Dp): Dp = P / sin(180°/Z), где Z – количество зубьев звездочки. Это теоретический диаметр, на котором располагаются центры роликов цепи в зацеплении.
• Диаметр окружности выступов (Da): Максимальный диаметр звездочки. Рассчитывается по формуле, зависящей от количества зубьев.
• Профиль зуба: Соответствует стандарту ANSI, включает радиусную впадину для ролика, прямолинейный рабочий участок и радиус закругления у вершины для облегчения входа и выхода звена.
• Ширина зуба (b): Определяется внутренней шириной цепи (6.35 мм) и необходимыми боковыми зазорами. Обычно составляет 11-12 мм для односторонних звездочек.

Конструктивные исполнения и материалы

Звездочки для цепей 28B-2 изготавливаются в различных конструктивных вариантах в зависимости от условий эксплуатации и типа вала.

Типы исполнения:

• Цельные (Type A): Стандартное исполнение с отверстием под вал и ступицей. Наиболее распространенный тип для средних нагрузок.
• Со сменным венцом (Type B, сегментные): Венец (обод с зубьями) выполнен отдельно от ступицы и крепится к ней болтами. Экономически выгодно при износе только зубчатого венца, особенно для крупногабаритных звездочек.
• Ведомые без ступицы (Flange): Представляют собой плоский диск с зубьями, который крепится к фланцу механизма (например, барабану конвейера).

Материалы и термообработка:

Выбор материала напрямую влияет на износостойкость и ресурс.

Материал	Термообработка	Твердость поверхности	Область применения
Углеродистая сталь (Ст45, Ст50)	Объемная закалка	40-50 HRC	Универсальное применение при средних нагрузках и умеренном абразивном износе.
Легированная сталь (40Х, 40ХН)	Закалка ТВЧ (токами высокой частоты)	45-55 HRC	Ответственные передачи с ударными и переменными нагрузками. Зуб имеет твердую износостойкую поверхность и вязкую сердцевину.
Износостойкая сталь (110Г13Л)	Отпуск (наклеп в процессе работы)	200-250 HB (после наклепа до 500 HB)	Экстремальные условия с высоким абразивным износом (горная, цементная промышленность).
Нержавеющая сталь (AISI 304, 316)	Упрочнение не проводится или нормализация	150-200 HB	Пищевая, химическая промышленность, условия повышенной влажности и агрессивных сред.

Расчет и подбор звездочки 28B-2

Выбор звездочки выходит за рамки простого соответствия шагу. Необходим комплексный расчет.

1. Определение количества зубьев (Z):

• Ведущая (малая) звездочка: Минимальное число зубьев Z1_min зависит от скорости цепи. Для 28B-2 при умеренных скоростях (до 2 м/с) рекомендуется Z1_min = 15-17 зубьев. Увеличение Z1 снижает шум, износ и пульсации скорости, но увеличивает габариты. Слишком малое число зубьев ведет к повышенному износу шарниров цепи из-за большого угла поворота.
• Ведомая (большая) звездочка: Z2 = Z1
• i, где i – требуемое передаточное число. Максимальное количество зубьев ограничено допустимым провисанием цепи и габаритами (обычно до 120 зубьев).

2. Расчет диаметров (пример для Z=20):

• Делительный диаметр: Dp = 88.90 / sin(180°/20) ≈ 88.90 / 0.1564 ≈ 568.6 мм.
• Диаметр вершин зубьев: Da ≈ P (0.6 + cot(180°/Z)) = 88.90 (0.6 + cot(9°)) ≈ 88.90
• (0.6 + 6.3138) ≈ 614.7 мм.

3. Проверка по мощности и разрушающей нагрузке:

Необходимо убедиться, что передаваемая мощность (N, кВт) не превышает допустимую для данного типоразмера цепи и звездочки при заданной скорости (v, м/с). Используются таблицы из каталогов производителей или стандартов. Для цепи 28B-2 разрушающая нагрузка составляет порядка 340 кН. Рабочая нагрузка должна быть в 6-8 раз меньше (коэффициент запаса прочности).

Монтаж, эксплуатация и обслуживание

Правильный монтаж – залог долговечности передачи.

• Соосность валов: Несоосность не должна превышать 0.2-0.3 мм на метр межосевого расстояния. Проверяется лазерным или часовым индикатором.
• Крепление на вал: Осуществляется с помощью призматической шпонки (по ГОСТ 23360) и стопорных элементов (контргайка, торцевая шайба). Посадка – H7/k6 или H7/js6 для тяжелых нагрузок.
• Натяжение цепи: Провисание ветви при горизонтальной или наклонной передаче должно составлять примерно 2-4% от межосевого расстояния. Чрезмерное натяжение увеличивает нагрузку на валы и подшипники, недостаточное ведет к сбою зацепления и биению.
• Смазка: Для цепи 28B-2 обязательна регулярная смазка высоковязкими маслами (И-Г-А 460, 680) или пластичными смазками (Литол-24) в условиях ударных нагрузок. Предпочтительна принудительная подача масла в зону зацепления.
• Защита: Установка защитных кожухов обязательна по технике безопасности и для защиты от пыли и абразива.

Области применения звездочек 28B-2

Цепные передачи с данным типоразмером применяются в тяжелом и низкоскоростном оборудовании:

• Ленточные и скребковые конвейеры в горнодобывающей и угольной промышленности.
• Приводы барабанов в цементных и металлургических заводах.
• Механизмы подъема и перемещения (краны, лебедки).
• Приводы тяжелых сельскохозяйственных машин (комбайны, косилки).
• Оборудование деревообрабатывающей промышленности (пилорамы, окорочные станки).

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем отличается звездочка 28B-2 от 28A-2?

Основное отличие – в серии цепи. Цепь и, соответственно, звездочка серии «B» (тяжелая) имеют большую толщину пластин и повышенную несущую способность по сравнению с серией «A» при одинаковом шаге и ширине. Геометрия зуба также адаптирована под больший диаметр ролика цепи «B». Звездочки не являются взаимозаменяемыми.

Как определить износ звездочки?

Критический износ определяется по форме зуба. Основные признаки:
— Появление крючкообразного профиля (заострение вершины зуба).
— Увеличение шага между зубьями (можно проверить шаблоном или штангенциркулем).
— Наличие глубоких борозд (следов фреттинг-коррозии) у основания зуба.
— Разная степень износа зубьев, что указывает на неравномерность нагрузки или несоосность.

Можно ли заменить звездочку 28B-2 на звездочку с другим количеством зубьев без замены цепи?

Да, при условии, что новая звездочка соответствует стандарту 28B-2 по шагу, ширине и профилю зуба. Однако это повлечет изменение передаточного числа и межосевого расстояния. Длину цепи (количество звеньев) может потребоваться скорректировать, добавив или убрав звенья, что допустимо только с использованием соединительных звеньев.

Каков ресурс звездочки 28B-2?

Ресурс не нормируется в часах и зависит от множества факторов: нагрузки, скорости, типа смазки, запыленности среды, материала. При правильной эксплуатации, смазке и нагрузках, не превышающих расчетные, ресурс до значительного износа может составлять от 10 000 до 30 000 часов. Регулярный осмотр (раз в 500-1000 моточасов) обязателен.

Как правильно подобрать шпонку для звездочки 28B-2?

Размеры шпоночного паза стандартизированы и зависят от диаметра посадочного отверстия звездочки (d). Для типовых диаметров валов под звездочку 28B-2 (например, 80-120 мм) используются призматические шпонки по ГОСТ 23360. Например, для вала Ø90 мм: ширина шпонки (b) = 25 мм, высота (h) = 14 мм, глубина паза на валу (t1) = 9 мм. Длина шпонки должна быть на 5-10 мм меньше длины ступицы звездочки.

Какие существуют альтернативы звездочке 28B-2 при модернизации?

При необходимости увеличения нагрузочной способности или срока службы рассматриваются варианты:
— Переход на зубчатые ремни (для высоких скоростей, требуется полное перепроектирование узла).
— Использование цепей и звездочек с упрочняющим покрытием (например, бор-азотирование).
— Применение звездочек со сменными венцами из более износостойкой стали (например, 110Г13Л).
— Переход на двух- или трехрядные звездочки и цепи (увеличение ширины), что требует изменения конструкции вала и подшипниковых узлов.