Ketiratta anatoomia: hambaprofiil, rummu tüübid ja materjali valik

Vale rummukonfiguratsioon maksab rohkem aega kui vale silindri suuruse valimine – ja vale hambaprofiil maksab sulle terve ajamisüsteemi. See juhend käsitleb kõiki ketiratta konstruktsioonielemente ja seda, kuidas igaüks neist mõjutab jõudlust ja kasutusiga.

Taotle kohandatud puuraugu spetsifikatsiooni

Vietnami toiduainetetöötlemistehase hankeinsener tellis 2024. aasta keskel uued ketirattad, määrates nende sammu ja hammaste arvu – mõlemad olid õiged. Ta ei täpsustanud rummu väljaulatuvust. Uued ketirattad saabusid B-tüüpi rummuga, originaalil oli C-tüüpi rummu asemel, mis nihutas ketiratta esipinna asendit raami suhtes 22 mm võrra. Kett liikus kolm nädalat nurga all, enne kui hooldusmeeskond probleemi diagnoosis. Maksumuseks oli enneaegselt kulunud kett ja ketirataste komplekt, mida ei saanud kasutada. Seda tulemust saab vältida, kui mõista, mida rummu konfiguratsioon tegelikult kontrollib ja miks see on oluline.

A ketiratas on nelja eraldiseisva struktuuritsooniga – hambaprofiil, ketas või velg, rumm ja ava – ning igaüks neist on eraldi määratletud. Kõige rohkem tähelepanu pööratakse sammule ja hammaste arvule, kuid rummu tüüp ja ava ettevalmistus on kohad, kust pärineb enamik paigaldusvigu ja enneaegseid rikkeid. Iga tsooni süstemaatiline läbitöötamine kõrvaldab ebaselguse, mis viib vale detailide tellimiseni.

Hambaprofiil: koht, kus ketiratas ja kett tegelikult kohtuvad

Üheahelalised rullketid

Standard ANSI B29.1 määratleb ketiratta hambakuju kolme peamise geomeetrilise parameetri abil: istumiskõvera raadius (ri), pealisraadius (ra) ja külgmine reljeefraadius (rf). Need ei ole suvalised – need arvutatakse rulli läbimõõdu ja keti sammu põhjal, et tagada vaba rulli istumine hambajuures kindla lõtkuga. Standardsete ANSI ketirataste nominaalne istumislõtk on rulli raadius pluss tolerants, mis arvestab nii ketirulli kui ka ketiratta hambajuure tootmisvariatsiooniga. See lõtk on põhjus, miks uus kett kulunud ketirattal kõlab erinevalt uue keti istumisest uuel ketil – kulunud hambajuur on kaotanud oma profiiliraadiuse ja rull ei istu enam õigel sügavusel.

Hambaprofiil määrab ka hamba töötava külje – rõhunurga, mille juures rull esmakordselt sissetuleva hambapinnaga kokku puutub. ANSI B29.1 määrab standardsete ketirataste puhul sammupunktis 35-kraadise rõhunurga. See on kompromiss liikumapaneva jõu komponendi maksimeerimise ja keti ja ketiratta vahelise radiaalse eraldusjõu minimeerimise vahel. Vähem kui 15 hamba korral muutub geomeetria piisavalt, et rulli ja hamba haarde löögikiiruse vähendamiseks kasutatakse mõnikord modifitseeritud hambakujusid (ANSI II või III tüüpi profiilid).

Hamba kõvadus on hambaprofiili teine ​​​​pool. Standardsed tööstusliku kvaliteediga ketirattad (tavaliselt AISI 1045 teras) on läbikarastatud umbes HRC 28–32-ni – see on piisav standardkoormuste jaoks. Suure tsükli või suure koormusega rakenduste jaoks mõeldud ketirattad lõigatakse karastuskvaliteediga terasest (AISI 1018 või 8620) ja karastatakse pärast lõikamist hambapindadel HRC 55–60-ni. Katte sügavus peab olema piisav, et see ületaks eeldatava kulumissügavuse – tavaliselt 0,8–1,5 mm standardsete tööstuslike rakenduste puhul. Tugevalt koormatud ketirattal, mille kate on alla 0,5 mm, kulub see kiiresti läbi ja paljastab pehme südamiku, mille järel hamba kulumine kiireneb eksponentsiaalselt.

Hammaste arvu vahemik Kuumtöötluse soovitus Tüüpiline rakendus Kulumismehhanism
9–15T Karastatud, 55–60 HRC, korpuse paksus 1,0–1,5 mm Kiired veohammasrattad, mootorratta esihammasrattad Löögikulumine hambaotsal ja istumiskõveral
16–30 tonni Hammaste karastamine või läbikarastamine 28–32 HRC Standardsed tööstuslikud ajamid, üldised konveieri pea ketirattad Rullikute haardumisest tulenev järkjärguline istmekõvera kulumine
31–65T Hammaste karastamine on piisav; südamiku sitkus on kriitilisem Reduktorite ja aeglaste konveierite ajamite veohammasrattad Pikliku keti sammu ebakõla tõttu tekkinud abrasiivne kulumine
66T ja üle selle Normaliseeritud või lõigatud kujul; läbikõvendamine selle suuruse juures sageli ebapraktiline Suure läbimõõduga pingutusrattad, aeglaselt lohistavad konveierid Tangentsiaalne kulumine peaaegu sirge keti haardumise tõttu

Rummu konfiguratsioonid: kuus standardtüüpi ja millal neid kasutada

Puksidega koonuslukuga ketirattad

ANSI B29.1 määratleb kuus standardset ketiratta rummu tüüpi, mis on tähistatud tüüpidega A kuni tüüp F (kuigi turul nimetatakse neid tavaliselt A-plaadiks, B-rummuks, C-rummuks, koonuspuksidega, QD-puksidega ja lõhestatud rummudeks). Igaüks neist kontrollib võlli ja kinnituse suhte erinevat aspekti ning vale valimine toob kaasa kas paigaldusprobleeme või hoolduse ebaefektiivsust.

See A-plaadiga ketiratas (Euroopa nomenklatuuris nimetatakse seda ka plaatkettaks) puudub rummu pikendus üldse – see on lame ketas, mille ava läbib otse velje. See on õige valik, kui ketiratas peab mahtuma kitsasse aksiaalsesse ruumi ja võlli laager on ketiratta pinna lähedal. Ava on puuritud ja kiilutatud otse ketta külge. A-plaadiga ketirattad on standardsed konveierkettide rakendustes, kus mitu ketiratast peavad olema võllil täpselt jaotatud.

See B-Hub ketiratas on rumm, mis ulatub ainult ühele poole. Rummu pikkus on standardsete ketirataste puhul tavaliselt 1,5–2 korda suurem kui ava läbimõõt. See on üldiste tööstuslike ajamite puhul kõige levinum rummu tüüp – ühepoolne rumm pakub võlli kiilule ja kinnituskruvidele piisavat laagrituge, hoides samal ajal kogulaiuse kompaktsena. B-rummuga ketiratta tellimisel tuleb spetsifikatsioonis märkida, kas rumm ulatub paigaldise ajami- või veetava poole poole, sest ketijoone asukoht muutub vastavalt.

See C-Hub ketiratas mille rummumaterjal ulatub ketiratta ketta mõlemalt küljelt võrdselt välja. See tagab suurima võlli tugipinna ja on vajalik juhul, kui ketiratas peab kandma pika keti ulatuse tõttu rippuvaid koormusi või kui ketiratas on ainus laagri tugipunkt selles ajami piirkonnas. C-Hub ketirattad on raskemad kui B-Hub ekvivalendid ja vajavad suuremat aksiaalset kliirensit – need ei ole piiratud paigaldustes B-Hub-ga vahetatavad.

See Koonuslukuga ja QD (kiirelt eemaldatavad) puksidega ketirattad Kasutage eemaldatavat koonilist puksi, mis haarab võlli kokkusurumise, mitte pressliitega ava abil. Nende erinevus seisneb peamiselt eemaldamismeetodis: Taper Lock puksid vajavad koonuse vabastamiseks kruvitungrauda (äärikusse on sisse ehitatud kolm väljatõmbekruvi), samas kui QD puksid vabastatakse samade poltide keeramisega väljatõmbeavadesse. Mõlemad süsteemid võimaldavad ketiratta ülekandmist erinevale võlli läbimõõdule lihtsalt puksi vahetades – ketiratas ise aktsepteerib sama seeria mis tahes puksi. See on peamine tööeelis fikseeritud avaga ketirataste ees hooldusmahukates rakendustes, kus võlli läbimõõdud varieeruvad olenevalt paigaldusest.

Suure hammaste arvuga ketirataste vastuoluline reaalsus: Rohkemate hammastega ketiratas ei taga loomulikult pikemat kasutusiga. Umbes 65 hambast alates läheneb kett ketirattal peaaegu sirgele haakumisse – rull ei "lange" enam selgelt määratletud hambajuurele, vaid puutub kokku piirkonnaga, kus hamba kõverus on peaaegu tasane. See vähendab rulliku istumise täpsust ja põhjustab haakumisse langeva koormuse koondumise hambaotsale, selle asemel et jaotuda kogu istumiskõvera raadiusele. Aeglaste, tugevalt koormatud ajamite puhul, millel on suured veetavad ketirattad, on suurema sammuga ja vähemate hammastega keti inseneriklassi lahendus sageli parem kui väikese sammuga kett 70 hambaga veetava ketirattaga.

Kuus standardset rummukonfiguratsiooni

Ketirataste materjalivalik: lisaks süsinikterasele

Enamik tööstuslikult kasutatavaid ketirattaid on valmistatud keskmise süsinikusisaldusega terasest (AISI 1045 või samaväärne), mis annab hea tasakaalu töödeldavuse, kuumtöödeldavuse ja kulu vahel. Kuid töökeskkond dikteerib sageli teistsuguse materjali ning õigesti määratud ja vale materjali jõudluse erinevus võib olla dramaatiline.

Materjal Tüüpiline kõvadus Korrosioonikindlus Sobib kõige paremini Vältige millal
Süsinikteras 1045 28–55 HRC (hammas) Madal – vajab õli või värvi Üldised tööstuslikud, siseruumides kasutatavad ajamid Loputus, kokkupuude toiduga, soolane õhk
Malm G25 200–240 HB Mõõdukas (grafiitkile) Suured inseneriklassi ketirattad, aeglased ajamid Löökkoormused, kiired, tsüklilised pöörded
Roostevaba teras 304 28–32 HRC (töödeldud kujul) Hea — enamikus tööstuskeskkondades Toiduainete töötlemine, kerge loputus Kloriidikeskkond, meresool
Roostevaba teras 316L 25–30 HRC (töödeldud kujul) Suurepärane — kloriidikindlus Mereandide töötlemine, keemiatehas, merendus Kiired ajamid (madalam kõvadus = kiirem hammaste kulumine)
UHMW polüetüleen Kallas D 60–65 Suurepärane — saadaval on FDA 21 CFR-ile vastavad klassid Toiduainete töötlemisel kasutatavad tühikäigul töötavad asendid, määrimisvabad tsoonid Ajami asendid, töötamine temperatuuril üle 80 °C, tugev löök
Alumiinium 6061 Brinell 95–100 HB Mõõdukas (oksiidikiht) Kiired, väikese koormusega ajamid, mis nõuavad kerget kaalu (pakend, servo) Abrasiivne keskkond, rasked koormused, leeliseline loputus

Üks sageli valesti mõistetud punkt: roostevabast terasest ketirattad ei ole toiduainete töötlemise rakenduste jaoks automaatselt õige valik. FDA vastavus on seotud materjali koostise ja pinnaviimistlusega, mitte ainult roostevaba terase kasutamisega. Lihvitud ja poleeritud avaga ning ilma ummistunud pragudeta 304 roostevabast terasest ketiratas vastab pinnahügieeni nõuetele. Olulisem toiduohutusprobleem on määrimine – iga ketiratas avatud toidukonveieri kohal asuvas pingutusratta asendis, mis vajab perioodilist määrimist, kujutab endast saastumisohtu olenemata materjalist. Kuivalt töötavad ülikõrge molekulmassiga plastist pingutusrattad välistavad selle riski täielikult ja on tehniliselt õige lahendus toiduliini kohal asuvate pingutusrataste asendite jaoks enamikus toiduainete töötlemise keskkondades.

Kus Sprocketi spetsifikatsiooni otsustel on suurim mõju

Põllumajandustehnika. Kombaini söötmiskambri ajamid, viljaelevaatori kiibiketid ja riisipeksumasinate ketiajamid töötavad kõik tingimustes, kus abrasiivne materjal puutub otse kokku ketiratta hammastega. Nendes rakendustes on hammaste kõvaduse spetsifikatsioon olulisem kui hammaste arvu optimeerimine. Söötmiskambris olev karastatud 20-hambuline ketiratas peab samades tolmustes tingimustes vastu kauem kui läbikarastatud 24-hambuline ketiratas, millel on identne kett. Valmis läbimõõduga ketirattad laos Kinnitatud hammaste kõvaduse sertifikaadiga tooted on põllumajandusliku hoolduse ostmiseks õige hankespetsifikatsioon.

Kaevandamine ja puistematerjalide käitlemine. Inseneriklassi ketirattad (55-seeria, 67-seeria, 81X-seeria, 94-seeria, 95-seeria) on ette nähtud lohistuskettkonveierite, kraapkonveierite ja koppelevaatorite ajamite jaoks. Kriitiline punkt, mis põhjustab enim ostuvigu: 94-seeria ja 95-seeria ketiratastel on sama hammaste arvu juures peaaegu identsed sammu läbimõõdu väärtused, kuid nende rullikupesa geomeetria on erinev, kuna kahel seerial on erinevad rulliku läbimõõdud. 95-seeria ketiga ühendatud 94-seeria ketiratas hävitab mõlemad komponendid 200–500 tunni jooksul. Enne mis tahes inseneriklassi ketiratta tellimuse esitamist tuleb seeria tähistus keti rulliku läbimõõduga kinnitada.

Pakendamine ja automatiseerimine. Selles sektoris domineerivad QD-puksidega ja koonuslukustusega ketirattad, kuna formaadi muutused nõuavad sagedasi võlli konfiguratsiooni muudatusi. Pakkemasinate puhul mõjutab hooldusinseneri võime ketiratast vähem kui viie minutiga eemaldada ja tagasi paigaldada (võrreldes 45 minutiga fikseeritud avaga ketiratta puhul, mis vajab tõmmitsat ja pressi) otseselt tootmise tööaega. Anodeeritud hambapindadega alumiiniumist ketirattad on tavalised kiiretel servomootoriga indekseerimisrakendustel, kus pöörlemisinerts mõjutab kiirendusaega – alumiiniumist ketiratta kaalu kokkuhoid võrreldes terasest ketirattaga sama sammu juures võib suure tsükliga rakendustes vähendada servomootori pöördemomendi nõudeid 15–30% võrra.

Mootorratas ja mootorrattasport. Mootorratta ketiülekannete esimesed (vahevõlli) ja tagumised (ratta) ketirattad on spetsifikatsioonis nimetatud sammu, hammaste arvu ja poltide mustri järgi – kuid ketiratta ja kanduri (enamikul tagumistel ketiratastel kummist amortisaatoriga rumm) vaheline liides jäetakse asenduste tellimisel sageli tähelepanuta. Pehmendusega rumm neelab mootori võimsusimpulsside löökkoormuse ja takistab nende impulsside otsest edastamist löögikoormustena ketirullikutele. Masinale, millel algselt kasutati pehmendusega kandurit, paigaldatud jäiga keskmega tagumine ketiratas ilma kummist amortisaatorita tekitab järsu kiirenduse korral kuuldavat keti kolinat ja kiirendatud keti pikenemist.

ketiratta ja keti rakendus 1

Tööstuslikud ketiratta- ja ketiülekandesüsteemid – kus õige rummu spetsifikatsioon ja materjalivalik määravad tööea reaalsetes tootmiskeskkondades.

Kuidas määrata hammasratta asendust ilma vigadeta

Täielik ketiratta spetsifikatsioon sisaldab seitset andmepunkti. Kõigi seitsme esitamine tellimisel välistab edasi-tagasi tehingud, mis viivitavad hankimist ja takistavad detaili saamist, mis sobib küll mõõtmetega, aga toimib valesti:

  1. Keti seeria ja rulli läbimõõt: Mitte ainult samm – kontrollige rulli läbimõõtu, mis määrab standardi (ANSI vs ISO vs inseneriklass) ja hoiab ära hambaprofiilide mittevastavuse.
  2. Hammaste arv: Loendage hambaid otse kulunud ketirattal. Ärge arvutage võlli kiiruse ülekandearvude põhjal ilma füüsiliste hammaste arvuga võrdlemata – ülekandearvud on harva ümmargused arvud.
  3. Ketikiudide arv: Simpleks, dupleks või tripleks. Ketiratta pinna laius, hammaste vahekaugus ja juhtsobiti mõõtmed sõltuvad kõik kiudude arvust.
  4. Rummu stiil ja projektsioon: A, B, C, koonuslukk (ja pukside seeria) või QD (ja pukside seeria). B- ja C-rummude puhul määrake keti külje suhtes rummu vasak- või parempoolne suund.
  5. Ava läbimõõt ja kiiluava: Ava millimeetrites (või tollides ANSI rakenduste puhul), kiiluava laius ja sügavus vastavalt standardile DIN 6885 või ASME B17.1, lisaks nõuded kinnituskruvidele.
  6. Materjal ja pinnatöötlus: Süsinikteras, malm, roostevaba teras, plast. Pinnatöötlus: sile, must oksiid, nikkel, kuumtsink.
  7. Nõutavad sertifikaadid: Materjali katsesertifikaat (MTC), FDA vastavusdeklaratsioon (toiduainetetööstuse jaoks), kolmanda osapoole kontrolliaruanne, kui see on projekti dokumentatsiooni jaoks vajalik.
Kõige välditavam hankeviga: Rummu tüübi määramine „standardseks” ilma kinnitamata, mida „standard” selle konkreetse hammaste arvu ja sammu kombinatsiooni puhul tähendab. Väikese sammuga ketirataste puhul (#35 ja väiksemad) on standardne rumm sageli A-plaat, kuna rummu töötlemise kulud muutuvad väikese läbimõõduga ketta puhul ebaproportsionaalselt suureks. Suure sammuga ketirataste puhul (#80 ja suuremad) on B-rumm standardne rumm. Ühe vastuse eeldus kõigi suuruste jaoks toob kaasa valed varuosade tellimused suurusvahemiku mõlemas otsas.

Korea Ever-Powerilt tellides võimaldab kulunud ketiratta kolme mõõdu – hammastevahelise sammu läbimõõt, rulliku istme läbimõõt (mõõdetuna hambajuurest) ja rummu eend – saatmine koos ava ja kiilusoone mõõtmetega meie meeskonnal enne töötlemise algust spetsifikatsiooni kinnitada või parandada. See eeltellimuse seeriakinnitus on samm, mis hoiab ära 94/95 seeria asendusvea ja ANSI/ISO hambaprofiili mittevastavuse, mis moodustavad enamiku probleemidest. ketiratta vahetuse vead teatatud esimesel paigalduskuul.

Igavese jõu töötuba 1

Korduma kippuvad küsimused

Kuidas ma saan määrata olemasoleva ketiratta sammu läbimõõtu ilma kataloogita?
Ketiratta sammu läbimõõtu (PD) saab arvutada keti sammu ja hammaste arvu põhjal järgmise valemi abil: PD = P / sin(180 / N), kus P on keti samm millimeetrites ja N on hammaste arv. ANSI #60 (19,05 mm samm) ketiratta puhul, millel on 19 hammast: PD = 19,05 / sin(180/19) = 19,05 / sin(9,47°) = 19,05 / 0,1646 = 115,73 mm. Seda arvutatud sammu läbimõõtu saab kontrollida, mõõtes kahe vastassuunalise hambajuure vahel õige rulli läbimõõduga tihvtimõõturiga – õigesti valmistatud ketiratta puhul peaks mõõt võrduma arvutatud PD-ga ±0,5 mm piires.
Kas koonuslukuga ketiratast saab uuesti kasutada, kui võlli läbimõõt muutub?
Jah – see on peamine põhjus, miks koonuslukustusega puksid eksisteerivad. Ketiratas sobib oma seeria mis tahes puksiga (näiteks kõik 1615, 1615H ja 1610 puksid sobivad samale ketiratta korpusele). Kui võlli läbimõõt muutub, vahetage välja ainult õige ava suurusega puks. Ketiratast ennast saab lõputult taaskasutada, eeldusel, et koonusava pole vale paigaldamise tõttu kahjustatud. Ainus asi, mida ei saa taaskasutada, on puks, mis on üle pingutatud nii palju, et koonus praguneb – enne kasutatud koonuslukustusega puksi uuesti paigaldamist kontrollige alati puksi ava ja koonuse pinda pragude suhtes.
Mis põhjustab ketiratta hamba "konksprofiili" teket ja kas ketiratast saab taaskasutada?
Hammaste haakumine – kus hambaots kõverdub keti liikumissuunas – tekib pikliku keti ületamisel selle vahetusläve ületamisel. Kui keti samm ületab ketiratta sammuringi, liigub kett hambal kõrgemale ja puutub kokku otsaga, mitte istumiskõveraga. Korduv kokkupuude hambaotsaga deformeerib otsa materjali plastiliselt keti liikumissuunas, tekitades iseloomuliku konksu kuju. Haakunud ketiratast ei saa uue ketiga uuesti kasutada – konksu geomeetria kiirendab uue keti kulumist kohe, kuna uued ketirullikud ei saa korralikult istuda. Kui haakumine on nähtav, vahetage ketiratas ja kett samaaegselt välja. Uue ketiratta hind on palju väiksem kui uue keti hävitamine nelja nädalaga.
Kas QD-ketiratta ja koonuslukustusega ketiratta vahel on peale eemaldamismeetodi veel mingeid funktsionaalseid erinevusi?
Jah. Lisaks eemaldusmeetodile erinevad need kaks süsteemi ka kontsentrilise täpsuse poolest. Koonuslukustusega puksid tekitavad oma kinnitusjõu koonilise kiilumise toimel, mis tsentreerib puksi ava täpselt ketiratta koonilisele avale – isetsentreeruv koonus annab standardsete pukside puhul kontsentrilise täpsuse ligikaudu 0,025–0,05 mm TIR (indikaatori koguväljaviske). QD-puksid kinnituvad peamiselt ääriku kokkusurumise, mitte koonilise kiilumise teel, mis annab veidi suurema väljaviske – tavaliselt 0,05–0,15 mm TIR. Kiirete täppisajamite puhul, kus keti vibratsiooni tuleb minimeerida, tagab koonuslukustus parema kontsentrilise täpsuse. Hooldusmahukate formaadivahetusrakenduste puhul, kus eemaldamiskiirus on olulisem kui täpsus, on QD parem valik.
Kuidas ketikiudude arv mõjutab ketiratta spetsifikatsiooni?
Dupleks- ja tripleksketid vajavad ketirattaid, millel on mitu hambarida, mis on eraldatud täpselt mõõdetud juhtplaadi või juhtsoonega. Standard ANSI B29.1 määrab hambaridade vahekauguse keti sisemise lüli laiuse ja kiudude arvu funktsioonina. Dupleksketi jaoks freesitud ketirattal on kaks hambarida, millel on õige külgmine vahe, et joondada iga kiudude rida oma hambarea kohal. Lihtsa ketiratta asendamine dupleksketi ajamis – isegi kui samm ja hammaste arv sobivad – põhjustab kahe keti kiudude hõõrdumist ühe hambaplaadi vastu ja sisemiste lüliplaatide tugevat külgkoormust esimestel töötundidel. Mitmekiulised ketirattad vajavad ka vastavalt laiemat avaga rummu, et mahutada suurenenud pinna laius, seega muutuvad rummu mõõtmed proportsionaalselt kiudude arvuga.

Vajad kinnitatud ava ja rummu spetsifikatsiooniga ketirattaid?

Kui esitame enne tellimist sammu, rulliku läbimõõdu, hammaste arvu, rummu tüübi ja ava mõõtmed, saame enne materjali kinnitamist kinnitada täpsed spetsifikatsioonid – sealhulgas selle, kas keti seeria ja ketiratta hammaste geomeetria on ühilduvad.

Toimetaja: Cxm

Meie tehase VR-tuur

MÄRGISELDID:kett | ketiratas | Ketiratas