Корзина
Ваша корзина пуста!
Это никогда не поздно исправить :)
Катковые блоки из стали 20: конструкция, параметры и применение
Катковые блоки из стали 20 — грузонесущие узлы, в которых тело качения (ролик или цилиндрическая катка) контактирует с обоймой, изготовленной из конструкционной качественной углеродистой стали марки 20 по ГОСТ 1050. Сталь 20 — низкоуглеродистая (0,17–0,24 % C), хорошо свариваемая, пластичная, с высокой технологичностью при холодной штамповке и токарной обработке. Именно поэтому обоймы, оси, втулки и корпусные детали катковых блоков часто изготавливают из этой марки, а не из легированных сталей, когда не требуется высокая контактная выносливость.
Конструктивные исполнения и материалы сопряжённых деталей
Катковый блок из стали 20 обычно включает: обойму (корпус), ось или палец, собственно каток, а также элементы фиксации — стопорные кольца, шайбы, шплинты. Обойма может быть сварной или цельноточеной. Каток, как правило, выполняют из подшипниковой стали ШХ15 (ГОСТ 801) или из стали 45 с последующей закалкой ТВЧ до 45–52 HRC, поскольку сталь 20 не обеспечивает требуемой твёрдости поверхности катания без цементации. Если каток также изготовлен из стали 20, применяют цементацию на глубину 0,8–1,2 мм с закалкой до 56–62 HRC, что повышает контактную долговечность, но увеличивает стоимость и длительность цикла.
Для осей и пальцев в составе каткового блока сталь 20 применяется после нормализации (твёрдость 120–160 HB) либо после улучшения. Предел текучести стали 20 — не менее 245 МПа, временное сопротивление — 410–530 МПа, относительное удлинение — не менее 25 %. Эти характеристики достаточны для восприятия знакопеременных нагрузок в узлах с умеренными скоростями скольжения и качения.
Технические параметры типовых катковых блоков со сталью 20
| Параметр | Значение | Единица | Условие | Примечание |
|---|---|---|---|---|
| Диаметр катка | 40–120 | мм | номинал | по ГОСТ 6636 |
| Статическая нагрузка | 8–45 | кН | на блок | при 20 C |
| Твёрдость обоймы | 120–160 | HB | нормализация | сталь 20 |
| Шероховатость дорожки | Ra 0,8–1,6 | мкм | после точения | при необходимости — шлифование |
| Рабочая температура | –40…+120 | C | без смазки | ограничена термостойкостью смазки |
| Ресурс до замены | 8 000–25 000 | ч | при номинальной нагрузке | зависит от условий |
Области применения
Катковые блоки со сталью 20 в составе обоймы и осей востребованы там, где преобладают статические и малоцикловые нагрузки, а также требуется ремонтопригодность и свариваемость конструкции:
- Конвейерные системы горно-обогатительных комбинатов — роликоопоры ленточных конвейеров с умеренной скоростью ленты.
- Складская техника — направляющие катки тележек штабелёров и ричтраков при перемещении по рельсовым путям.
- Сельхозмашиностроение — катки почвообрабатывающих орудий, прикатывающие и опорные катки сеялок.
- Металлургическое оборудование — рольганги и передаточные тележки в зонах без интенсивного абразивного износа.
- Подъёмно-транспортное оборудование — катки грузовых тележек мостовых кранов малой и средней грузоподъёмности.
- Строительные леса и опалубка — ходовые катки перемещаемых секций при бетонировании.
Технологические особенности изготовления
Обоймы катковых блоков из стали 20 получают точением из сортового проката (круг ГОСТ 2590) либо сваркой из листового проката (ГОСТ 19903). Сварные конструкции подвергают отжигу при 680–720 C для снятия внутренних напряжений. Посадочные отверстия под ось обрабатывают с допуском H7–H8. При необходимости повышения износостойкости дорожки катания цементируют на глубину 0,6–1,0 мм и закаливают до 56–60 HRC. Резьбовые элементы (если предусмотрены) выполняют по ГОСТ 24705.
Вопросы и ответы
Можно ли использовать катковый блок из стали 20 без термообработки?
Да, если контактные напряжения не превышают допустимых для нормализованной стали 20 (твёрдость 120–160 HB). В узлах с высокими удельными нагрузками обойму или каток цементируют и закаливают.
Какой ресурс у каткового блока со сталью 20 в конвейерной роликоопоре?
При номинальной нагрузке и периодической смазке ресурс составляет 8 000–25 000 ч. В абразивной среде без уплотнений ресурс снижается до 3 000–6 000 ч.
Чем сталь 20 отличается от стали 45 в катковых блоках?
Сталь 20 пластичнее и лучше сваривается, но имеет меньшую прочность и твёрдость. Сталь 45 после закалки ТВЧ обеспечивает 45–52 HRC, что повышает контактную выносливость, но затрудняет сварку.
Применяется ли сталь 20 для катков, работающих при отрицательных температурах?
Да, до –40 C. Сталь 20 сохраняет ударную вязкость при низких температурах, однако смазка должна соответствовать диапазону, например литиевая до –40 C.