Valurauta
Alemmat kustannukset.
Itsevaimennus.
Hauras.

Harmaa ja pallografiittivalurauta. AGMA-luokka I / II. Ihanteellinen iskunkestävään, suuren tuotantomäärän käyttöön, jossa alkuperäinen hinta määrää ostopäätöksen.

Hiili- ja seosteräs
Kotelokarkaistu.
Sitkeä.
Korkeampi elämä.

1045, 4140, 8620. Hammaspinnan kovuus HRC 55–60. Vaaditaan iskukuormituksille, monisyklisille käytöille ja kaikille sovelluksille, joissa hammaspinnan kuluminen vaikuttaa käyttöikään.

Valurautaiset vs. teräsrattaat: Tekninen perustelu molemmille – ja kun valinnalla on väliä

Pohjois-Chungcheongin maakunnassa sijaitseva rehutehdas osti valurautaisia ​​hammaspyöriä kuljettimensa päivitystä varten vuonna 2022. Ne olivat 35%-laatua halvempia kuin teräksiset vastaavat tuotteet. Toimittaja vahvisti yhteensopivuuden olemassa olevan #80-ketjun kanssa, ja kunnossapitopäällikkö oli käyttänyt valurautaisia ​​hammaspyöriä onnistuneesti samantyyppisessä kuljettimessa aiemmassa laitoksessaan. Kahdeksantoista kuukautta myöhemmin kahdessa kahdestatoista käyttökohdasta hammaspyörän hampaat olivat murtumia. Ei kulumisesta johtuvia murtumia. Rikkoutuneet hampaat olivat kohdissa, joissa kuljetin kantoi kauhahissin lastausvartta – kohdassa, jossa kuljettimen ketjuun kohdistuu hetkellinen jännityspiikki jokaisen kauhan täyttyessä alaspäin suuntautuvalla liikkeellä. Valurautaiset hampaat olivat murtuneet asteittain, yksi hampaan kärki kauhan lastaustapahtumaa kohden, kunnes useita hampaita puuttui ja ketju irtosi. Vaihtospesifikaatio oli hiiliteräs 1045 pintakarkaistulla teräksellä. Seuraavien 30 käyttökuukauden aikana ei ollut murtumia. Valurautaisten hammaspyörien 35%-laatua vastaava alkukustannussäästö maksoi vaihto- ja seisokkikustannuksissa noin kahdeksan kertaa niiden arvon 18 kuukauden aikana.

Valurautaiset hammaspyörät ovat pätevä insinöörispesifikaatio oikeisiin sovelluksiin. Virhe ei ole valuraudan valinnassa – vaan valuraudan valinnassa sovelluksiin, jotka sisältävät iskukuormitusta. Siinä valuraudan hauras murtuminen muuttaa pienen hampaan ylikuormituksen täydelliseksi hampaan murtumaksi sen sijaan, että se tapahtuisi teräksessä tapahtuvan plastisen muodonmuutoksen seurauksena.

hammaspyörä 1

Kolme ominaisuutta, jotka määräävät rattaiden materiaalin valinnan

Hampaan pinnan kovuus
→ säätelee käyttöikää

Hampaan pinnan kovuus määrää, kuinka nopeasti ketjurulla kuluu ketjupyörän hammasprofiiliin. Kovempi hammaspinta kuluu hitaammin saman rullan kosketusrasituksen alaisena. Valetun valuraudan hammaspinnan kovuus on 160–220 HB (HRC ~0–18). Pintakarkaistun teräksen hampaan pinta on kovuudeltaan 55–60 (noin 595–746 HB). Kovuusero on noin 4–5:1 – ja kulumisnopeus skaalautuu suunnilleen kovuussuhteen neliöön, mikä tarkoittaa, että pintakarkaistun teräksen hampaat kuluvat noin 1/16–1/25 kertaa valuraudan hampaiden kulumisnopeudesta samassa voimansiirrossa.

Harmaa valurauta
160–220 hehtaaria
Karkaistu teräs
HRC 55–60

Iskunkestävyys
→ säätelee iskunkestävyyttä

Harmaalla valuraudalla on lähes olematon lovimainen iskusitkeys – grafiittihiutaleinen mikrorakenne luo sisäisiä jännityskeskittymiä, jotka etenevät halkeamina iskukuormituksen alaisena. Yksittäisen hampaan isku, joka ylittää materiaalin murtumissitkeyskynnyksen, aiheuttaa hampaan täydellisen murtumisen. Hiiliteräksen (1045, 4140) iskusitkeysarvot ovat 30–80 J (Charpy) – se muuttaa muotoaan plastisesti pikemminkin kuin murtumalla samalla iskukuormituksella. Iskukäyttöisissä sovelluksissa tämä ero on ratkaiseva: ensimmäinen isku, joka ylikuormittaa valuraudan hampaan, murtaa sen; sama ylikuormitus teräshampaalle muuttaa muotoaan hieman, mikä vähentää kosketusgeometriaa, mutta säilyttää toiminnallisuuden.

Harmaa valurauta
~2–4 joulea
1045 terästä
40–80 joulea

Tärinänvaimennus
→ hallitsee melua

Harmaalla valuraudalla on teräkseen verrattuna parempi tärinänvaimennus – sitkeyttä vähentävä grafiittihiutaleinen mikrorakenne aiheuttaa samanaikaisesti sisäistä kitkaa, joka haihduttaa värähtelyenergiaa. Harmaan valuraudan vaimennuskerroin on noin 10–25 kertaa hiiliteräksen vaimennuskerroin. Nopeakäyttöisissä ketjukäyttösovelluksissa, joissa telojen kytkeytymismelu on huolenaihe (esim. työstökoneiden käytössä, instrumentointikuljettimissa, tarkkuusmittauslaitteiden lähellä olevissa käytössä), harmaan valuraudan ketjupyörät vähentävät mitattavasti välittyvää tärinää ja akustista melua verrattuna teräksisiin vastaaviin tuotteisiin samalla ketjunopeudella.

Harmaa valurauta
Korkea vaimennus
hiiliteräs
Alhainen vaimennus
Vastoin intuitiota: ominaisuus, joka tekee valuraudasta huonon valinnan iskunkestävään materiaaliin – sen grafiittihiutalemainen mikrorakenne – on täsmälleen sama ominaisuus, joka tekee siitä teräksestä paremman tärinänvaimennuksen. Grafiittihiutaleet toimivat sekä halkeamien aiheuttajina iskukuormituksen aikana että tärinä-energian vaimentajina vakiokäytössä. Harmaasta valuraudasta valmistettu ketjupyörä tasaisessa, nopeassa ja vähän iskuja aiheuttavassa ketjukäytössä on hiljaisempi ja välittää vähemmän tärinää viereisiin rakenteisiin kuin teräksinen ketjupyörä. Sama ketjupyörä kuljetinsovelluksessa, jossa esiintyy satunnaista iskukuormitusta (materiaalin putoaminen, vino ketjun käynnistyminen, jumittuminen ja irtoaminen), murtaa hampaita. Ketjupyörien materiaalivalinta ei ole pelkästään "teräs on parempaa kuin rauta" - se edellyttää sen tunnistamista, mikä ominaisuus (kulumiskestävyys, sitkeys tai vaimennus) hallitsee tiettyä sovellusta.

Täydellinen materiaalivertailu: Seitsemän ketjupyörän materiaalitiedot

Materiaali Hampaan kovuus Iskunkestävyys Kulutusikä (suhteellinen) Työstettävyys Kustannukset (suhteelliset) Ensisijaiset sovellukset
Harmaa valurauta (FC200) 160–200 hehtaaria Hyvin matala 1× (viite) Erinomainen Alin (1,0×) Kevyt kuljetin, vähän iskuja kestävät, nopeat ja hiljaiset käyttölaitteet
Pallografiittivalurauta (FCD450) 180–240 hehtaaria Kohtalainen 1,4× Hyvä 1,2–1,4× Kohtalainen isku, maatalous, hitaammat teollisuuskäytöt
C45 / 1045 hiiliteräs (koneistettu) 200–250 hehtaaria Korkea 1,5× Hyvä 1,3–1,6× Vakioteollisuuskäytöt, liukulaakerilla tai kartiolukituksella
1045 / C45 pintakarkaistu HRC 55–60 pinta Korkea 5–8× Hyvä (ennen kovettumista) 1,8–2,5× Useimmat teolliset voimansiirrot – vakiomäärittely
4140 / SCM440-seosteräs (Q&T) 280–340 HB läpi Erittäin korkea 3–5× Kohtalainen 2,0–3,0× Iskunkestävät, raskaaseen käyttöön tarkoitetut kuljettimet, puristussiirto
8620 pintakarkaistu HRC 58–62 -pinta Erittäin korkea 7–12× Kohtalainen 2,5–3,5× Korkean syklin, tarkkuusindeksointi, autojen vaihteisto
304 / 316L ruostumaton teräs 170–200 HB (koneistettuna) Kohtalainen 0,3–0,5 × (alhaisempi kuin luottamusväli) Kohtalainen 3–5× Elintarviketeollisuus, kemikaalit, pesu – ei kulutusta kestävä

Pintakarkaisu: Miksi hammasprofiili on karkaistava koneistuksen jälkeen, ei ennen sitä

Yksisäikeiset rullaketjurattaat

Pintakarkaisu (hiiletys tai induktiokarkaisu) tuo hampaan pinnalle kovan ulkokerroksen (kotelon) ja säilyttää samalla sen alla kovan, matalan kovuuden omaavan ytimen. Tämä yhdistelmä – kova pinta kulutuskestävyyden ja kova ydin iskunkestävyyden takaamiseksi – on juuri sitä, mitä ketjupyörän kosketus vaatii: hampaan pinnan on kestettävä toistuva telan kosketusrasitus kulumatta, kun taas hampaan juuren on kestettävä ketjun vetämisestä johtuva taivutusjännitys murtumatta.

Ketjupyörän valmistuksen kriittinen valmistusjärjestys on seuraava: hammasprofiilin koneistus lopullisiin mittoihin, sitten pintakarkaisu ja kevyt viimeistely vain, jos se on tarpeen reiän tarkkuuden varmistamiseksi. Lopullisiin mittoihin koneistamattoman hammasprofiilin karkaisu ei ole käytännöllistä; ketjupyörän läpikarkaisu ennen hampaan koneistusta tuhoaa leikkaustyökalun käyttöikää ja tuottaa epätarkan hammasgeometrian. Karkaisuvaiheen on seurattava hammasprofiilin koneistusta.

Ketjupyörien kotelosyvyys on tyypillisesti 0,8–1,5 mm #60–#100-ketjusovelluksissa. Alle 0,8 mm:n syvyys voi aiheuttaa kotelon läpimurron hampaan juuressa, kun hammas taipuu ketjun vedon vaikutuksesta. Alle 1,5 mm:n syvyys voi aiheuttaa koko hampaan poikkileikkauksen haurauden, jos kotelosyvyys lähestyy yli 25–30% hampaan kokonaispaksuudesta. Suuren kuormituksen sovelluksissa kotelosyvyyden määrittäminen nimenomaisesti ostotilauksessa – ei pelkästään "hiilikarkaistu" – on oikea lähestymistapa.

Materiaalivalinnan päätöksentekomatriisi

Määritä harmaa valurauta, kun:
  • Kuorma on tasainen (ei iskuja, ei peruutusta, ei jumiutumista ja irtoamista)
  • Ketjun nopeus on kohtalainen tai korkea ja melunvaimennus on tärkeää
  • Budjetti on ensisijainen rajoite, ja tasaisen kuormituksen edellytykset on vahvistettu
  • Vaadittu suuri määrä (valurauta mahdollistaa monimutkaisten muotojen valmistuksen suurissa määrissä alhaisilla kustannuksilla)
  • Vaihtotiheys on ennustettavissa ja suunniteltu – vikaantumistapa on kuluminen, ei murtuma
Määritä pintakarkaistu 1045-teräs, kun:
  • Shokkikuormitus on läsnä tai mahdollinen (kuljettimet, joissa materiaali putoaa, puristussiirto, käynnistys-/pysäytyskäyttö)
  • Korkea syklien määrä vaatii pidennettyä hampaan käyttöikää (vuoro × 365 päivää × monivuotinen)
  • Suunnittelemattoman vian kustannukset ylittävät merkittävästi valuraudan ja teräksen välisen kustannuseron
  • Hammasluku on pieni (alle 17 hammasta) – pienemmillä rattailla on suurempi hammaskohtainen rasitus ja ne vaativat parempia materiaaliominaisuuksia
  • Tämä on useimpien teollisuuden voimansiirron ketjukäyttöjen standardispesifikaatio.
Määritä 4140/8620-seosteräs, kun:
  • Suuri isku ja suuri kuormitus samanaikaisesti (murskainten käyttölaitteet, puristimen siirto raskailla työkaluilla)
  • Hampaiden käyttöikä on maksimaalinen (monivuotiset suunnitellut huoltovälit)
  • Taajuusmuuttajaan on vaikea päästä huoltamaan (korkeiden huoltokustannusten vuoksi)
  • Nopeat tarkkuuskäytöt (8620 tarjoaa paremman mittapysyvyyden lämpökäsittelyn avulla)

Toimialakohtaiset ketjupyörän materiaalitiedot

Korealaiset elintarvikkeiden ja juomien pakkauslinjat. Korean juomateollisuuden pakkauslinjoilla (Hite, OB, Lotte Chilsung) käytetään #60- ja #80-ketjukäyttöjä laatikoiden kuljetukseen ja pullojen käsittelyyn 30–80 m/min nopeuksilla tasaisilla tuotekuormituksilla. Harmaata valurautaa olevia ketjupyöriä käytetään laajalti näissä sovelluksissa niiden tärinänvaimennusominaisuuksien ansiosta kohtuullisilla ja suurilla ketjunopeuksilla. Pullokuljettimien matala iskuprofiili – tasaiset kuormat, ei paakkuja, ei kovaa käynnistystä – pitää valuraudan hampaiden murtumisriskin erittäin pienenä. Voiteluympäristö vaatii kuitenkin öljyyhteensopivaa valurautaa – tavallinen harmaa valurauta on sopiva; fosfatoitua tai käsiteltyä valurautaa korroosionkestävyyden parantamiseksi ei tarvita, jos öljyä on läsnä. Harmaavalurautaiset hammaspyörät vakio-ANSI-jakoille ovat saatavilla valmiiksi porattuina vakiokiilaura- ja asetusruuvikokoonpanoilla.

Terästehdas ja raskas teollisuus. Korealaisissa ja vietnamilaisissa terästehtaissa käytettävät vaa'ankuljettimet, teräsnauhan laahauskuljettimet ja kelansiirtolaitteet vaativat 4140- tai 8620-seosteräksestä valmistetut hammaspyörät, joissa on läpikarkaisu tai syvä pintakarkaisu. Korkean ketjun kireyden, hilsemateriaalin kontaminaation ja uunivyöhykkeiden läheisyydestä johtuvien lämpövaihteluiden yhdistelmä sulkee pois sekä valuraudan (iskunvaimennus) että tavallisen hiiliteräksen (riittämätön kulutuskestävyys). Terästehtaiden hammaspyörien pintakovuus on tyypillisesti HRC 58–62 1,2–2,0 mm:n syvyydessä, ja jokaiselle erälle vaaditaan kovuustodistus. Sovitettu raskaaseen käyttöön tarkoitettu ketju näille käyttölaitteille tilataan samanaikaisesti, jotta varmistetaan materiaalin kovuuden tasainen jakautuminen kosketuspinnassa.

Maatalouskoneet. Korean ja Kaakkois-Aasian maataloussovelluksissa käytettävien puimureiden käyttörattaiden ja riisimyllyjen kuljettimien käyttörattaiden ominaisuudet vaihtelevat: pääsyöttölaitteen käyttörattaat (iskunkestävät, vaihtelevan kuormituksen kestävät, kivien iskut kestävät) vaativat pallografiittivalurautaa tai pintakarkaistua hiiliterästä; kevyen kuormituksen puhtaat apukäytöt (siementen annostelu, olkien levitin, akanoiden levitin) sopivat harmaalle valuraudalle, koska niissä kustannussäästöt rattaita kohden suuressa konekannassa ovat todellinen taloudellinen etu.

hammaspyörä 2

Usein kysytyt kysymykset

Voidaanko valurautainen ketjupyörä muuntaa teräksiseksi tilaamalla sama hammasluku ja reikä hiiliteräksestä?
Kyllä – valmistusrajoitusten puitteissa. Jos hammasluku, reiän halkaisija, kiilaura ja navan kokoonpano vastaavat ASME B29.1 -standardin mittoja ketjun jaolle, teräksestä valmistettu vastine voidaan tilata samoilla mittaspesifikaatioilla. Ainoat fyysiset rajoitukset ovat navan seinämän paksuus (terästä voidaan työstää ohuemmilla seinämillä kuin valurautaa saman lujuuden saavuttamiseksi) ja laipan halkaisija (valurauta muodostaa monimutkaisia ​​muotoja helpommin kuin taotut teräsaihiot). Alun perin valuraudan tuotantoon määritellyille epästandardille napakokoonpanoille – esimerkiksi puolatuille navoille tai monimutkaisille laippaprofiileille – teräksinen vastine saattaa vaatia erilaisen napageometrian ollakseen käytännöllinen koneistaa. Vakiomuotoisia A-levy- ja B-napakokoonpanoja on saatavilla teräksestä kaikille ANSI-jaoille.
Mistä voin selvittää, onko ketjupyörä pintakarkaistu vai läpikarkaistu, ilman dokumentaatiota?
Hampaan pinnalla tehtävä viilatesti – karkaistun viilan vetäminen pinnan poikki – antaa perustiedon: pintakarkaistu hammaspinta kestää viilaa lasimaisella tuntumalla eikä siinä ole näkyvää leikkausjälkeä; läpikarkaistu tai koneistettu hammas leikkaa helposti. Tarkempia tietoja varten kannettava Rockwell-kovuusmittari antaa suoran HRC-lukeman hampaan pinnalla. Kotelosyvyyden varmistamiseksi yhdestä hampaasta otetaan poikkileikkaus metallografista tutkimusta varten (Vickers-mikrokovuusmitta pinnasta ytimeen), mikä antaa lopullisen kotelosyvyyden ja -profiilin. Käytännössä ketjupyörille, joista ei ole saatavilla dokumentaatiota, viilatesti on nopein kenttätarkastus; jos viila leikkaa hampaan pintaa helposti (alle HRC 55), ketjupyörä ei ole pintakarkaistu ja sen käyttöikä paljon kuluttavassa sovelluksessa on yhdenmukainen karkaisemattoman kulumisnopeusarvojen kanssa yllä olevassa vertailutaulukossa.
Pitääkö ketjupyörän hampaan kovuuden vastata ketjurullan kovuutta?
Kyllä — ketjupyörän ja hammaspyörän hampaan epäsuhtainen kovuus nopeuttaa pehmeämmän komponentin kulumista. Tavallisessa rullaketjussa, jossa on karkaistut rullat (tyypillinen HRC 40–50) ja joka käyttää koneistettuja 1045-teräksisiä hammaspyöriä (200–250 HB = HRC 14–24), hammaspyörän hammas kuluu nopeammin kuin rulla. Tämä on yleensä hyväksyttävää, koska hammaspyörän vaihto on suunniteltu huoltoon; ketju on ensisijainen kulumisen ilmaisin. Pitkäikäisissä voimansiirroissa, joissa tavoitteena on ketjun ja hammaspyörien samanaikainen vaihto suunnitelluin väliajoin, molempien komponenttien tulisi olla samankokoisia kosketuspinnassa — pintakarkaistu hammaspyörä (HRC 55–60) yhdessä vakiorullaketjun karkaistujen rullien (HRC 40–50) kanssa tarjoaa kohtuullisen parin, jossa ketju pidentyy ensin ja toimii kulumisen ilmaisimena, kun taas hammaspyörän pinta pysyy käyttökelpoisena saman ajan.

Valurauta
1045 Kovetettu
4140 / 8620 -seos

Valurauta-, hiiliteräs- ja seosteräsrattaat saatavilla kaikilla ANSI-jaoilla

Kuvaile sovelluksesi kuormitustyyppi (tasainen / kohtalainen isku / voimakas isku), ketjun jako, hammasluku, reiän halkaisija ja vaadittu hampaan kovuus — määritämme oikean materiaalin ja vahvistamme kotelon syvyyden ennen valmistusta.

Toimittaja: Cxm

VR-kierros tehtaallamme

TAGIT:ketjupyörä | Hammaspyörä | RATTARATAS KIINA