Cum alegeți, întrețineți și prelungiți durata de viață a lanțurilor cu role?

Cum funcționează lanțurile cu role și de ce contează designul

A lanț cu role transmite puterea mecanică între două pinioane prin angajarea unei serii de plăci, știfturi, bucșe și role legate într-o buclă care se repetă. Când un pinion de antrenare se rotește, dinții săi cuplează rolele așezate între plăcile de legături interioare, trăgând lanțul înainte și transferând cuplul pinionului antrenat. Rola este elementul care face ca acest design să fie eficient: se rotește liber pe bucșă în timp ce se așează în dintele pinionului, transformând ceea ce altfel ar fi frecarea de alunecare în contact de rulare. Acest mecanism aparent simplu stă la baza unei game uriașe de mașini - de la transmisii de biciclete și echipamente agricole până la sisteme de transport, prese de imprimare și cutii de viteze industriale.

Înțelegerea anatomiei unui lanț cu role ajută la specificarea sau depanarea unuia. Legătura interioară constă din două plăci interioare presate pe o bucșă, cu rola așezată în jurul bucșei. Legătura exterioară - uneori numită legătură cu știfturi - conectează două verigi interioare prin două plăci exterioare și un bolț montat prin presare care trece prin ambele bucșe. Distanța dintre știft și bucșă determină cât de liber se articulează lanțul, iar duritatea acestor componente afectează direct durata de viață la uzură sub sarcină. Lanțurile de înaltă calitate folosesc știfturi și bucșe călite cu o suprafață dură, rezistentă la uzură peste un miez dur care rezistă la impact fără a deveni casant.

Seria standard de lanțuri cu role și ce înseamnă numerele

Lanțurile cu role sunt fabricate conform standardelor recunoscute internațional, în principal ANSI/ASME B29.1 în America de Nord și ISO 606 în Europa și în cea mai mare parte a restului lumii. Aceste standarde definesc pasul - distanța de la centru la centru dintre știfturile consecutive - împreună cu diametrul rolei, lățimea interioară, grosimea plăcii și rezistența minimă la tracțiune. Denumirea ANSI folosește un număr din două sau trei cifre, unde primele cifre indică pasul în optimi de inch, iar ultima cifră indică tipul de lanț: 0 pentru standard, 1 pentru ușor și 5 pentru lanț cu bucșă fără role.

Lanțurile dublu și multiplu poartă sufixul „-2” sau „-3” după numărul lanțului (de exemplu, 60-2 pentru un lanț dublu #60). Aceste configurații multiplică capacitatea de încărcare fără a crește pasul, ceea ce este util atunci când un lanț cu pas mai mare ar rula prea lent sau ar crea o solicitare excesivă a dintelui pinionului la viteza necesară.

Selectarea lanțului cu role potrivit pentru aplicația dvs

Selecția lanțului începe cu cerința de transmisie a puterii, dar reducerea acesteia la o cifră simplă de cai putere lipsește mai mulți factori care determină dacă un anumit lanț va oferi o durată de viață acceptabilă. Următorii parametri trebuie evaluați împreună înainte de a stabili o specificație a lanțului.

Puterea de proiectare și factorul de serviciu

Puterea nominală a unui motor nu este cifra utilizată pentru selectarea lanțului. În schimb, inginerii calculează puterea de proiectare înmulțind puterea transmisă cu un factor de serviciu care ține cont de natura sarcinii. Sarcinile netede, uniforme de la motoarele electrice folosesc de obicei un factor de serviciu de 1,0. Sarcinile de șoc moderate - cum ar fi cele de la compresoarele cu piston sau transportoarele cu încărcare neregulată - necesită un factor de 1,3 până la 1,5. Sarcinile mari de șoc de la concasoare, tocatoare sau mori cu ciocane pot necesita un factor de serviciu de 1,7 sau mai mare. Această cifră de putere proiectată ajustată este apoi comparată cu tabelele de putere nominale ale producătorului lanțului, care specifică puterea maximă admisibilă pentru fiecare dimensiune a lanțului la o anumită viteză a pinionului în RPM.

Dimensiunea pinionului și raportul de viteză

Numărul de dinți de pe pinionul mic - întotdeauna cel mai grav încărcat dintre cei doi - afectează direct durata de viață a lanțului. Un minim de 17 dinți pe pinionul mic este un ghid utilizat pe scară largă pentru transmisiile care necesită o durată de viață lungă, deoarece mai puțini dinți fac ca lanțul să se articuleze printr-un unghi mai ascuțit la fiecare angrenare, accelerând uzura bolțului și bucșei. Rapoartele de viteză foarte mari (peste 7:1) sunt, în general, cel mai bine gestionate în două etape, folosind un arbore intermediar, mai degrabă decât o transmisie cu lanț cu role cu o singură treaptă, atât din motive de eficiență, cât și pentru a menține pinionul mare la un diametru ușor de gestionat.

Distanța centrală și lungimea lanțului

Distanța centrală ideală dintre pinioanele antrenate și antrenate este de 30 până la 50 de ori pasul lanțului. O distanță prea scurtă la centru reduce arcul de înfășurare pe pinionul mic și face ca fiecare articulație să se articuleze mai frecvent, în timp ce o distanță prea mare la centru introduce slăbire și vibrații. Lungimea lanțului este calculată mai degrabă în legături decât în unități liniare, iar totalul trebuie să fie un număr par pentru a permite utilizarea unei verigi de legătură standard. Dispozitivele de preluare reglabile sau pinioane de rulare sunt utilizate pentru a menține tensiunea adecvată a lanțului, pe măsură ce lanțul se alungește prin uzura normală pe durata de viață a acestuia.

Lubrifiere: Cel mai mare factor în longevitatea lanțului

Nicio altă practică de întreținere nu are un efect mai mare asupra duratei de viață a lanțului cu role decât lubrifierea corectă. Mecanismul principal de uzură într-un lanț cu role este eroziunea treptată a suprafețelor de contact a știftului și bucșei, ceea ce face ca pasul să crească - ceea ce se numește în mod obișnuit întindere a lanțului, deși plăcile de oțel în sine nu se întind de fapt. Lubrifiantul pătrunde în spațiul dintre bucșele știftului, formează o peliculă hidrodinamică sub sarcină și duce la îndepărtarea căldurii generate de articulare. Fără o lubrifiere adecvată, un lanț care funcționează sub sarcini industriale moderate se poate uza într-o fracțiune din timpul în care ar dura cu ungerea adecvată.

Producătorii de lanțuri specifică metodele de lubrifiere în funcție de tipul de aplicare. Există patru categorii standard utilizate în industrie:

• Tip A — Lubrifiere manuală sau prin picurare: se aplică periodic cu o cutie de ulei sau o perie sau se livrează cu un ulei de picurare cu o picătură la fiecare cinci până la douăzeci de zale pe minut. Potrivit pentru unități de viteză redusă, cu încărcare redusă.
• Tip B – Lubrifiere cu baie sau cu disc: toronul inferior al lanțului trece printr-o baie de ulei într-o carcasă etanșă sau un disc atașat la arborele pinionului preia uleiul și îl aruncă pe lanț. Folosit pentru viteze moderate de până la aproximativ 600 RPM pe pinionul mic.
• Tip C — Ungerea cu flux de ulei: un curent continuu de ulei este direcționat către lanț de la o duză alimentată cu pompă, poziționată în interiorul toronului inferior al lanțului, lângă pinionul de antrenare. Necesar pentru unități de mare viteză peste 1.500 RPM.
• Lanțuri etanșate și pre-lubrifiate: lanțurile cu etanșări O-ring sau X-ring rețin grăsimea strânsă între bolț și bucșă la fabricație. Acestea sunt utilizate acolo unde contaminarea externă este severă sau unde re-ungerea nu este practică, cum ar fi în utilajele agricole și de construcții în aer liber.

Lubrifiantul recomandat pentru majoritatea aplicațiilor industriale cu lanțuri cu role este un ulei mineral nedetergent, cu o vâscozitate de la SAE 20 la SAE 50, în funcție de temperatura ambiantă. În general, grăsimea trebuie evitată pentru lubrifierea în timpul funcționării, deoarece nu pătrunde în mod eficient în spațiul dintre bucșele de știft; umple golul dintre plăcile exterioare și plăcile interioare, dar lasă suprafețele critice de uzură insuficient protejate.

Măsurarea uzurii și cunoașterea când să înlocuiți un lanț cu role

Un lanț cu role trebuie înlocuit înainte ca acesta să se alungească cu mai mult de 3% din lungimea sa nominală sau cu 2% pentru antrenări de precizie și aplicații în care geometria dintelui pinionului este critică. Așteptați până când lanțul este vizibil slăbit sau săriți dinții de pe pinion riscă o uzură accelerată a pinionului, o defecțiune bruscă sub sarcină și o potențială deteriorare a utilajelor conectate. Cea mai fiabilă metodă de măsurare a uzurii lanțului în teren este utilizarea unui instrument dedicat indicator de uzură a lanțului, care aplică o sarcină fixă pe o lungime măsurată a lanțului și citește direct alungirea. În absența unei scule adecvate, o rigură de oțel poate măsura 12 pasi de lanț: un lanț nou care măsoară exact la lungimea sa nominală de 12 pasi nu este purtat, în timp ce un lanț care măsoară 0,5% sau mai mult peste această referință a început să acumuleze o uzură semnificativă.

Când înlocuiți un lanț uzat, este esențial să inspectați pinioanele de împerechere în același timp. Un pinion care rulează cu un lanț alungit dezvoltă un profil caracteristic de dinte cu cârlig sau cu aripioare de rechin, pe măsură ce lanțul merge mai sus pe dinți în timpul angajării. Instalarea unui lanț nou pe pinioane uzate va transfera rapid uzura noului lanț și va scurta substanțial durata de viață a acestuia. Ca un ghid general, pinioanele trebuie înlocuite la fiecare a doua sau a treia înlocuire a lanțului, în funcție de aplicație, material și condițiile de funcționare. Pinionii din oțel călit – în special cele cu flancuri dinților căliți prin inducție – supraviețuiesc semnificativ versiunilor din oțel moale la antrenări solicitante.

Variante speciale de lanțuri cu role pentru medii solicitante

Lanțurile cu role standard din oțel carbon sunt potrivite pentru majoritatea aplicațiilor industriale generale, dar mediile de operare specifice necesită variante de lanț proiectate pentru aceste condiții. Lanțurile cu role din oțel inoxidabil rezistă la coroziune în procesarea alimentelor, producția farmaceutică și mediile marine unde contactul cu apa, substanțele chimice de curățare sau umiditatea ridicată ar coroda rapid lanțurile standard. Lanțurile placate cu nichel oferă protecție la coroziune intermediară la un cost mai mic decât construcția completă din inox și sunt o alegere practică pentru mediile interioare moderat corozive.

Aplicațiile la temperaturi înalte - cum ar fi lanțurile transportoare care trec prin cuptoare, tuneluri de întărire sau medii de turnătorie - necesită lanțuri fabricate din aliaje rezistente la căldură cu lubrifianți cu peliculă solidă sau bucșe poroase sinterizate impregnate cu unsoare la temperatură înaltă, deoarece uleiurile convenționale se carbonizează și își pierd vâscozitatea la temperaturi ridicate. Lanțurile auto-lubrifiante care utilizează bucșe metalice sinterizate sau componente polimerice sunt proiectate pentru aplicații în care lubrifierea externă nu este practică, reducând frecvența de întreținere, menținând în același timp o durată de viață acceptabilă la sarcini ușoare până la moderate. Selectarea variantei de lanț potrivite pentru mediu este la fel de importantă ca și selectarea capacității de încărcare potrivite — un lanț standard instalat într-un mediu greșit va eșua, indiferent de cât de atent este dimensionat.