Звездочки для цепей 20B-2
Звездочки для цепей 20B-2: технические характеристики, применение и подбор
Звездочка для цепи 20B-2 представляет собой ключевой компонент в цепных передачах, предназначенный для преобразования вращательного движения в линейное (или наоборот) посредством зацепления с роликовой цепью. Обозначение «20B-2» строго регламентировано международными и национальными стандартами и несет полную информацию о совместимости с цепью. «20» указывает на шаг цепи в долях дюйма (шаг = 20/16 = 1.25 дюйма или 31.75 мм). Буква «B» обозначает серию цепи – американский стандарт ANSI B29.1, Heavy Series, что указывает на увеличенную толщину пластин и повышенную несущую способность по сравнению со стандартной серией «A». Цифра «2» означает количество рядов (двухрядная конструкция). Таким образом, звездочка 20B-2 предназначена для работы с двухрядной роликовой цепью повышенной прочности с шагом 31.75 мм.
Стандарты и конструктивные параметры
Производство звездочек для цепей 20B-2 регулируется стандартами ANSI B29.1 (США) и его международными аналогами, такими как ISO 606. Эти документы определяют все критические геометрические параметры, обеспечивающие точное зацепление и долговечность передачи. Конструкция звездочки включает втулку (ступицу), диск и зубчатый венец. Ключевые параметры зубчатого венца:
- Шаг (P): 31.75 мм – расстояние между центрами соседних зубьев.
- Диаметр ролика цепи (Dr): 19.05 мм (для цепи 20B).
- Ширина зуба (b1): Для двухрядной звездочки составляет примерно 23.8 мм, что соответствует внутренней ширине двухрядной цепи.
- Диаметр делительной окружности (Dp): Dp = P / sin(180°/Z), где Z – количество зубьев. Это диаметр окружности, по которой движутся центры роликов цепи.
- Диаметр окружности выступов (Da): Максимальный диаметр звездочки.
- Профиль зуба: Имеет сложную форму (обычно по ГОСТ 591 или аналогам), обеспечивающую плавный заход и выход ролика, минимальный удар и износ.
- Углеродистые и легированные стали (45, 40Х, 40ХН): Наиболее распространенный выбор. После механической обработки подвергаются термообработке – закалке с отпуском или поверхностной закалке ТВЧ. Это обеспечивает высокую твердость (45-55 HRC) рабочей поверхности зуба при сохранении вязкой сердцевины.
- Нержавеющие стали (например, 40Х13): Применяются в агрессивных средах (пищевая, химическая промышленность, условия повышенной влажности).
- Чугун (СЧ20, ВЧ50): Используется для тихоходных передач с умеренными нагрузками или в условиях абразивного износа.
- Полимерные композиты (нейлон, полиамид с армированием): Для легких, малошумных, коррозионностойких и не требующих смазки передач с небольшой нагрузкой.
- Конвейеры сыпучих материалов (рудные, угольные, коксовые транспортеры).
- Приводы технологических линий в металлургии (слябинги, рольганги).
- Подъемно-транспортное оборудование (лебедки, краны).
- Приводы буровых установок и нефтегазового оборудования.
- Сельскохозяйственная и лесозаготовительная техника (комбайны, трелевочники).
- Приводы мощных вентиляторов и насосов.
- Z1, где i – передаточное отношение. Максимальное рекомендуемое Z2 обычно не более 120.
- Износ по профилю зуба: Образование «крючка» – асимметричный износ рабочей грани зуба. Приводит к заеданию цепи и ее «всплыванию».
- Увеличение шага зубьев: Из-за износа в месте контакта с роликом. Контролируется калиброванным шаблоном или измерением.
- Появление трещин или сколов на зубьях.
- Люфт на посадочном месте.
Материалы и технологии производства
Выбор материала определяется условиями эксплуатации, нагрузкой и требуемым ресурсом.
Технологии изготовления включают фрезерование, зубонарезание, литье (для чугуна и полимеров), штамповку. Для ответственных высоконагруженных передач применяется чистовое шлифование профиля зуба.
Области применения и условия эксплуатации
Звездочки 20B-2 находят применение в тяжелом промышленном оборудовании, где требуются высокие тяговые усилия и надежность:
Условия эксплуатации часто экстремальны: ударные и переменные нагрузки, запыленность, повышенная влажность, температурные перепады. Это требует правильного расчета и монтажа.
Критерии выбора и расчетные параметры
Подбор звездочки 20B-2 – инженерная задача, основанная на расчете цепной передачи.
| Параметр | Обозначение | Методика определения / Рекомендации |
|---|---|---|
| Количество зубьев ведущей звездочки | Z1 | Минимум 11-13 зубьев для плавности хода. Оптимально 17-25. Увеличение Z1 снижает шум и износ, но увеличивает габариты. |
| Количество зубьев ведомой звездочки | Z2 | Z2 = i |
| Межосевое расстояние | a | Оптимально в пределах (30-50)P (≈950-1600 мм). Корректируется после выбора длины цепи в звеньях. |
| Допускаемая мощность, кВт | Pдоп | Определяется по каталожным таблицам производителей в зависимости от скорости вращения малой звездочки (n1, об/мин) и числа ее зубьев Z1. Учитывает режим работы (коэффициент Ks). |
| Диаметр вала и тип посадки | d вал | Посадочное отверстие звездочки должно соответствовать валу. Посадка – с натягом (H7/p6, H7/s6) для предотвращения проворачивания. |
| Способ крепления | — | Шпоночный паз (чаще всего), шлицы, конусная посадка с зажимной втулкой. Наличие стопорных винтов или штифтов. |
Монтаж, обслуживание и диагностика износа
Правильный монтаж включает: проверку соосности валов (допуск не более 0.1-0.2 мм на метр длины валов), параллельности плоскостей звездочек, перпендикулярности установки звездочки к валу. Крепление должно быть надежным, без перекосов. Обслуживание заключается в регулярной смазке (капельной, ванной или циркуляционной в зависимости от скорости) специальными маслами для цепных передач, очистке от загрязнений и визуальном контроле.
Диагностика износа звездочки 20B-2 проводится по следующим признакам:
Критический износ звездочки приводит к ускоренному износу цепи, потере эффективности передачи, вибрациям и обрывам. Менять звездочки и цепь рекомендуется комплектом.
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
Чем отличается звездочка 20B-2 от 20A-2?
Основное отличие – в серии цепи. Цепь и, соответственно, звездочка серии «B» (Heavy Series) имеют большую толщину пластин, больший диаметр ролика и повышенную разрушающую нагрузку по сравнению с серией «A» (Standard Series) при том же шаге. Звездочки и цепи 20A и 20B не являются взаимозаменяемыми из-за разного диаметра ролика и ширины зуба.
Можно ли использовать двухрядную звездочку с однорядной цепью 20B-1?
Нет, это невозможно конструктивно. Ширина впадины двухрядной звездочки рассчитана на суммарную ширину двух рядов роликов цепи 20B-2. Однорядная цепь будет иметь чрезмерный поперечный люфт, что приведет к перекосу, ускоренному износу и возможному соскакиванию.
Как определить износ звездочки без специального инструмента?
Установите новую, исправную цепь на звездочку. Оттяните цепь от звездочки в середине дуги обхвата. Если ролики цепи отходят от впадин зубьев более чем на 1/8 их высоты (визуально становится видна значительная щель), износ звездочки критический. Также явным признаком является заострение концов зубьев вместо их первоначальной скругленной формы.
Какая смазка предпочтительна для передачи с цепью 20B-2?
Для средне- и высокоскоростных передач необходимы индустриальные масла вязкостью ISO VG 68-150 (в зависимости от температуры). Для тихоходных передач допустимо использование консистентных смазок (литиевых, кальциевых), но с обязательной периодической подачей в зону зацепления. Наилучший эффект дает циркуляционная система смазки с фильтрацией.
Как правильно рассчитать длину цепи в звеньях для двух звездочек 20B-2?
Используется приближенная формула: L = 2a + (Z1+Z2)/2 + ((Z2-Z1)/(2π))² / a, где L – длина цепи в шагах (звеньях), a – межосевое расстояние в шагах, Z1 и Z2 – числа зубьев. Полученное значение L округляется до ближайшего целого четного числа для удобства соединения цепи замковым звеном.
Что важнее при замене: точное соответствие стандарту или фактический замер посадочного места?
Оба параметра критичны. Необходимо строгое соответствие стандарту ANSI B29.1 по зубчатой части (профиль, шаг, ширина). Посадочное отверстие (диаметр, шпоночный паз) должно в точности соответствовать валу оборудования. Многие производители предлагают звездочки с стандартным зубчатым венцом и нестандартным посадочным отверстием под заказ.