18 hammaspyörä: kuinka hampaiden määrä vaikuttaa nopeuteen, vääntömomenttiin ja ketjukäytön valintaan

18-hampainen hammaspyörä on pienin hammasluku, jota useimmat vetosuunnittelijat pitävät normaalina työvalintana. Alle noin 17 hammasta, melu, tärinä ja rullan kuluminen nousevat nopeasti; 18-vuotiaana pidät pienen kentän halkaisijan ilman näitä rangaistuksia. Tämän tasapainon vuoksi sama määrä näkyy niin moottoripyörien loppukäytöissä, yksinopeuksisissa polkupyörissä, pakkauskuljettimissa kuin pumppukäytöissäkin. Jos harkitset muutosta 18 hampaan tai siitä pois, käytännön kysymys on aina sama: mitä yksi hammas vaikuttaa nopeuteen, vääntömomenttiin ja ketjun käyttöikään?

Lyhyt vastaus: tällä pienellä ketjupyörällä yksi hammas siirtää käyttösuhdetta noin 5–6 prosenttia. Se riittää tuntemaan koneessa, ja harvoin tarpeeksi pakottamaan muutoksia muualle voimansiirtoon. Tämän oppaan loppuosa käsittelee numeron takana olevaa geometriaa, kuinka sovittaa ketjupyörä todellisuudessa ajamaasi ketjuun ja tarkistusluettelon, joka erottaa ketjupyörän, joka kestää koukkuun ja hyppäämiseen.

Mikä määrittelee 18-hampaisen ketjupyörän

Hammasluku ja ketjun jako yhdessä vahvistavat ketjupyörän koon. Jakovälin halkaisija on yhtä suuri kuin ketjun nousu jaettuna sinillä (180°/N); 18 hampaissa nimittäjä on sin 10°, noin 0,1736, joten jakohalkaisija tulee ulos noin 5,76 kertaa jako. 18-hampainen ketjupyörä 0,5-väliselle ketjulle, kuten ANSI #40, on siis noin 73 mm (2,88 tuumaa) jakoympyrän poikki, ulkohalkaisija on hieman suurempi telojen tyhjentämiseksi.

Standardit määrittelevät kaiken muun. ANSI/ASME B29.1 hallitsee amerikkalaista hammasmuotoa, ISO 606 ja DIN 8187/8188 kuvaavat eurooppalaista muotoa, ja Kiinan GB-standardit heijastavat molempia. Muotit eivät ole keskenään vaihdettavissa: samalla 12,7 mm:n jakovälillä ANSI #40 ja British Standard 08B -ketjut käyttävät eri telan halkaisijat ja levypaksuudet, joten yhdelle sarjalle profiloitu hammaspyörä vaurioittaa ketjua toisesta. Napatyyli on erillinen päätös – tavallinen levy, napa ruuveilla tai porattu kartioholkkia varten – ja pienellä ketjupyörällä napa lisää usein enemmän kokonaishalkaisijaa kuin itse hampaat.

Miksi 18 hammasta on käytännöllinen suloinen paikka

Ketjujen valmistajat kertovat suoraan hammasten vähimmäismäärästä: 12 hammasta on hyväksytty lattia hitaille, kevyesti kuormitetuille ajoille, noin 17 on suositeltu vähimmäismäärä kohtalaisille nopeuksille ja kuormituksille ja 21 tai enemmän suurille nopeuksille. 18-hampainen ketjupyörä istuu juuri suositellun nauhan sisällä, minkä vuoksi se on niin yleinen oletus parin pienemmässä pyörässä.

Tekninen syy on sointutoiminta. Ketju ei kulje tasaisella ympyrällä; se siltaa hampaiden poikki, nousee ja laskee hieman jokaisen rullan istuessa. Nopeuden vaihtelu on noin 1 - cos(180°/N), ja jokainen rulla niveltyy 360°/N aina, kun se käärii hammaspyörän. Terävämpi nivel tarkoittaa nopeampaa tappien ja holkkien kulumista, minkä vuoksi hyvin pieni ketjupyörä lyhentää ketjun käyttöikää kauan ennen kuin se rikkoo mitään.

Pienet ketjupyörät työstävät myös kutakin hammasta kovemmin, koska harvemmat hampaat jakavat siirretyn kuorman, joten tämän alueen oikein tehdyssä ketjupyörässä on induktio- tai läpikarkaistut hampaat. Sama logiikka pätee kiristinten välipyöriin: pidä ne vähintään 17 hampaissa ja löysällä puolella, muuten välipyörä kuluttaa ketjua nopeammin kuin itse veto.

Mitä yksi hammas muuttaa: suhde, vääntömomentti ja ketjun veto

Käyttösuhde jakautuu vetohampaisiin jaettuna voimanlähteen hampailla, joten jokainen hammas kantaa enemmän painoa pienellä ketjupyörällä. 19-hampaisen takarattaan vaihtaminen 18-hampaiseen polkupyörässä tai moottoripyörässä – klassinen yhden hampaan vaihto – tekee vaihteistosta noin 5,6 prosenttia korkeamman. Tienopeus samalla polkimella tai moottorin kierrosluvulla nousee saman verran, kiihtyvyys laskee suunnilleen saman verran ja vaihteistosta ajettava nopeusmittari näyttää noin 5 prosenttia matalaa. Toisinpäin 18-hampaisen ohjaimen asentaminen 17-hampaiseen lyhentää vaihteistoa noin 5,6 prosenttia ja lisää vääntömomentin kertomista lähdössä.

Hampaiden määrä muuttaa myös ketjun vetoa, jonka suhde yksin piilottaa. Ketjun kireys on yhtä suuri kuin akselin vääntömomentti jaettuna noususäteellä, joten pienempi kuljettaja kuormittaa ketjua kovemmin samalla vääntömomentilla. 20-hampaisen kuljettajan vaihtaminen 18-hampaiseen nostaa työketjun kireyttä noin 11 prosenttia, ja se on yleensä todellinen raja sille, kuinka pitkälle kuljettaja voi kutistua, ennen kuin ketjusta, ei ketjupyörästä, tulee heikko lenkki.

Hammaspyörän yhdistäminen ketjuun

Koska hampaiden muoto seuraa ketjusarjaa, ensimmäinen askel minkä tahansa 18-hampaisen ketjupyörän tilaamisessa on tunnistaa ketju, ei ketjupyörä. Vahvista nousu, rullan halkaisija ja standardi, jonka mukaan ketju on rakennettu. Jos taajuusmuuttaja käyttää A-sarjan lyhytjakoista tarkkuusrullaketjua – useimpien luetteloiden ANSI-perheen puoli – vastinratas on profiloitava A-sarjan rullan istukan ja levyn paksuuden mukaan.

A-sarjan lyhytkulmainen tarkkuusrullaketju A-sarjan ANSI-perheen rullaketju, jota käytetään monissa käytöissä; ketjun sarjan, nousun ja rullan halkaisijan tunnistaminen on ensimmäinen askel ennen oikein profiloidun ketjupyörän tilaamista. Näytä tuote →

B-sarjan ketju, eurooppalaisissa koneissa yleinen British Standard -perhe, näyttää yhdellä silmäyksellä lähes identtiseltä, mutta käyttää isompaa rullaa ja eri levymittoja samalla nousulla, joten se tarvitsee oman hammasprofiilin ja oman hammaspyörän.

B-sarjan lyhytkulmainen tarkkuusrullaketju British Standard B-sarjan ketju, jossa on suurempi rulla ja eri levymitat kuin A-sarjassa samalla nousulla, joten se vaatii oman hammasprofiilin ja erityiset ketjupyörät. Näytä tuote →

Materiaali on seuraava päätös. Karkaistu hiiliteräs peittää useimmat koteloidut sisäkäyttöiset taajuusmuuttajat. Ruokalinjat, pesualueet, laivojen varusteet ja kemialliset tehtaat vaativat ruostumatonta terästä – SS304 yleiskäyttöisenä teräksenä, SS316, jossa on klorideja – ja ihannetapauksessa ruostumatonta terästä, joka kulkee ruostumatonta ketjua vasten, jotta koko vetolaite kuluu samalla nopeudella. Yksi yksityiskohta, jolla ei ole mitään tekemistä hammaspyörän kanssa, mutta jota usein syytetään: se, voidaanko ketjua yhdistää yhdyslenkillä, riippuu sen kokonaispituusluvusta, joten leikkaa ketju parilliseen määrään aina kun mahdollista.

Missä 18-hampaiset ketjupyörät näkyvät

Kaksipyöräisissä autoissa 18 hammasta on yleinen laskelma ajajille, jotka vaihtavat hieman kiihtyvyyttä rauhallisemman matkanopeuden saavuttamiseksi – sama yhden hampaan kompromissi edellä kuvatulla tavalla – ja pitch-sarjat, kuten 428, 520, 525 ja 530, palvelevat samaa roolia kuin #40 tai 08B teollisuusajoissa.

Tehtaissa 18-hampainen voimanlähde on tyypillinen pakkauskoneita, pullotuslinjoja, kauhahissejä ja keskiraskasta kuljettimia syöttävissä vaihdemoottoreissa, joissa se tarjoaa hyödyllisen ensimmäisen vähennyksen tilaa tuhlaamatta. Elintarvike-, lääke- ja jätevesilaitoksissa sama hammasluku koneistetaan ruostumattomaksi teräkseksi, joten taajuusmuuttaja kestää päivittäisen pesun. Näiden valintojen taustalla olevat täydelliset suhde- ja vääntömomenttilaskelmat löydät oppaastamme miten 18-hampainen ketjupyörä vaikuttaa nopeuteen ja vääntömomenttiin käsittelee numerot askel askeleelta.

Valinnan ja korvaamisen tarkistuslista

Ennen kuin tilaat tai vaihdat 18-hampaisen ketjupyörän, käy läpi tämä luettelo:

1. Tunnista ensin ketju – nousu, sarja ja standardi – ja tilaa sitten ketjupyörä sopivaksi, ei koskaan päinvastoin.
2. Vahvista reikä, kiilaura ja asennustapa (kiinnitysruuvinapa, ohjausreikä tai kartioholkki) akselia vasten ennen tilaamista.
3. Vaadi karkaistuja hampaita kuljettajalle todellisessa kuormituksessa; 18 hampaassa jokainen hammas ottaa suuremman osuuden vääntömomentista kuin suuremmalla ketjupyörällä, ja hyvämaineiset valmistajat karkaisevat pienet ketjupyörät oletuksena.
4. Kohdista molemmat ketjupyörät samaan tasoon ja aseta keskijännevälin välys noin 2–4 prosenttiin keskietäisyydestä vaakasuuntaisissa vetokäytöissä.
5. Vaihda ketju ja molemmat ketjupyörät sarjana; kuluneilla hampailla kulkeva uusi ketju hyppää ja kuluu epätasaisesti ensimmäisestä päivästä lähtien.
6. Irrota rullaketju noin 1,5 prosentin venymyksellä nopeissa vetoissa (3 prosenttia hitaissa vetoissa) ja vaihda ketjupyörät, kun hampaat näyttävät koukussa tai epäsymmetrisiltä.

Vakiohiiliteräksiset 18-hampaiset ketjupyörät ovat perusosia. Ketjunvalmistajalta ostaminen tulee esille, kun vaatimus ei ole vakio – ruostumattomat teräslaadut, kuten SS304 tai SS2205, erikoisreiät tai hampaiden lukumäärä, joka on valittu tasapainosuhteeseen ja kääreen uusitussa koneessa. Fubang-koneiden ketjupyörät ruostumattomasta teräksestä valmistettujen ketjujen lisäksi GB-, ISO-, ANSI- ja DIN-spesifikaatioihin asti, ja epästandardit hampaiden lukumäärät, poraukset ja materiaalit ovat rutiinipyyntö pikemminkin kuin erityinen poikkeus.

Mukautetut 18-hampaiset ketjupyörät Hammaspyörät, jotka on koneistettu GB-, ISO-, ANSI- ja DIN-spesifikaatioiden mukaan, mukaan lukien ruostumaton teräslajit ja erikoisreiät tai hampaiden lukumäärä, mitoitettu vastaamaan vetoketjussa todellisuudessa kulkevaa ketjua. Näytä tuote →

18-hampainen ketjupyörä on harvoin keskustelevin osa taajuusmuuttajassa, mutta se sijaitsee täsmälleen siellä, missä kompakti koko ja ketjuystävällinen geometria kohtaavat: riittävän suuri suojaamaan ketjua, tarpeeksi pieni pitämään kuoren tiukkana ja ensimmäinen suhteen pienentäminen mielekäs. Kokoa se ketjun mukaan, jota käytät, noudata yhden hampaan prosenttiosuuksia vaihdettaessa ja vaihda se yhdessä ketjunsa kanssa. Jos haluat, että hampaiden lukumäärä, poraus tai materiaali tarkistetaan tiettyyn asemaan ennen tilaamista, lähetä erittely meidän kauttamme. yhteydenottosivu ja suunnittelutiimi vahvistaa tiedot.