چگونه می‌توانید عمر زنجیره‌های غلتکی را انتخاب، نگهداری و افزایش دهید؟

زنجیر غلتکی چگونه کار می کند و چرا طراحی آن اهمیت دارد

A زنجیر غلتکی قدرت مکانیکی را بین دو چرخ دنده با درگیر کردن یک سری صفحات متصل، پین ها، بوش ها و غلتک ها در یک حلقه تکراری انتقال می دهد. هنگامی که یک چرخ دنده رانندگی می‌چرخد، دندان‌های آن با غلتک‌هایی که بین صفحات پیوند داخلی قرار دارند درگیر می‌شوند، زنجیر را به سمت جلو می‌کشند و گشتاور را به چرخ دنده منتقل می‌کنند. غلتک عنصری است که این طراحی را کارآمد می کند: هنگام قرار گرفتن در دندانه زنجیر، آزادانه روی بوش می چرخد ​​و آنچه را که در غیر این صورت اصطکاک لغزشی می شود به تماس غلتشی تبدیل می کند. این مکانیسم به ظاهر ساده زیربنای طیف عظیمی از ماشین‌آلات - از پیشرانه‌های دوچرخه و تجهیزات کشاورزی گرفته تا سیستم‌های نوار نقاله، ماشین‌های چاپ، و جعبه‌دنده‌های صنعتی است.

درک آناتومی یک زنجیره غلتکی در تعیین یا عیب یابی آن کمک می کند. پیوند داخلی شامل دو صفحه داخلی است که بر روی یک بوش فشرده شده و غلتک در اطراف بوش قرار دارد. پیوند بیرونی - که گاهی اوقات پیوند پین نامیده می شود - دو پیوند داخلی را از طریق دو صفحه بیرونی و یک پین فشرده که از هر دو بوش عبور می کند، به هم متصل می کند. فاصله بین پین و بوش تعیین می کند که زنجیر چقدر آزادانه مفصل می شود و سختی این اجزا مستقیماً بر عمر سایش تحت بار تأثیر می گذارد. زنجیرهای با کیفیت بالا از پین‌ها و بوش‌های سخت‌شده با سطح سخت و مقاوم در برابر سایش بر روی یک هسته سخت استفاده می‌کنند که بدون شکننده شدن در برابر ضربه مقاومت می‌کند.

سری استاندارد زنجیره ای غلتکی و معنی اعداد

زنجیرهای غلتکی بر اساس استانداردهای بین المللی شناخته شده، عمدتاً ANSI/ASME B29.1 در آمریکای شمالی و ISO 606 در اروپا و بیشتر نقاط جهان تولید می شوند. این استانداردها گام (فاصله مرکز به مرکز بین پین های متوالی) را به همراه قطر غلتک، عرض داخلی، ضخامت صفحه و حداقل استحکام کششی تعریف می کنند. تعیین ANSI از یک عدد دو یا سه رقمی استفاده می کند که اولین ارقام نشان دهنده گام در هشتم اینچ و رقم آخر نشان دهنده نوع زنجیره است: 0 برای استاندارد، 1 برای سبک وزن، و 5 برای زنجیره بوش بدون غلتک.

زنجیره های دو رشته ای و چند رشته ای پسوند "-2" یا "-3" را بعد از شماره زنجیره دارند (به عنوان مثال، 60-2 برای یک زنجیره دو رشته ای #60). این پیکربندی‌ها ظرفیت بار را بدون افزایش گام چند برابر می‌کنند، که زمانی مفید است که یک زنجیر گام بزرگ‌تر خیلی آهسته اجرا شود یا فشار بیش از حد دندان چرخ‌دنده را با سرعت مورد نیاز ایجاد کند.

انتخاب زنجیره غلتکی مناسب برای برنامه شما

انتخاب زنجیر با نیاز انتقال قدرت آغاز می شود، اما کاهش آن به یک عدد اسب بخار ساده، عوامل متعددی را که تعیین می کند یک زنجیره معین عمر مفید قابل قبولی را ارائه می دهد را از دست می دهد. پارامترهای زیر باید همه با هم قبل از تعیین مشخصات زنجیره ارزیابی شوند.

ضریب قدرت و خدمات طراحی

اسب بخار نامی یک موتور رقمی نیست که برای انتخاب زنجیره استفاده می شود. در عوض، مهندسان قدرت طراحی را با ضرب توان ارسالی در یک ضریب سرویس که ماهیت بار را محاسبه می کند، محاسبه می کنند. بارهای صاف و یکنواخت از موتورهای الکتریکی معمولاً از ضریب سرویس 1.0 استفاده می کنند. بارهای شوک متوسط - مانند کمپرسورهای رفت و برگشتی یا نوار نقاله با بار نامنظم - به ضریب 1.3 تا 1.5 نیاز دارند. بارهای ضربه ای سنگین از سنگ شکن ها، خردکن ها یا آسیاب های چکشی ممکن است به ضریب سرویس 1.7 یا بالاتر نیاز داشته باشد. سپس این رقم توان طراحی تنظیم شده با جداول رتبه بندی قدرت سازنده زنجیر که حداکثر اسب بخار مجاز را برای هر اندازه زنجیره در یک سرعت چرخ دنده معین در RPM مشخص می کند، ارجاع داده می شود.

اندازه و نسبت سرعت چرخ دنده

تعداد دندان‌های چرخ‌دنده کوچک - همیشه از این دو بار بحرانی‌تر - مستقیماً بر عمر زنجیره تأثیر می‌گذارد. حداقل 17 دندان در چرخ دنده کوچک یک دستورالعمل پرکاربرد برای درایوهایی است که به طول عمر طولانی نیاز دارند، زیرا تعداد دندانه های کمتر باعث می شود که زنجیر با هر درگیری در یک زاویه تیزتر مفصل شود و سایش پین و بوش را تسریع کند. نسبت های سرعت بسیار زیاد (بالاتر از 7:1) عموماً در دو مرحله با استفاده از یک محور میانی به جای درایو زنجیر غلتکی تک مرحله ای، هم به دلایل کارایی و هم برای حفظ قطر چرخ دنده بزرگ، به بهترین وجه انجام می شود.

فاصله مرکز و طول زنجیره

فاصله مرکز ایده آل بین چرخ دنده های محرک و رانده 30 تا 50 برابر گام زنجیر است. فاصله بسیار کوتاه از مرکز، قوس پیچ خوردگی روی چرخ دنده کوچک را کاهش می دهد و باعث می شود هر پیوند به طور مکرر مفصل بندی شود، در حالی که فاصله بیش از حد مرکز باعث افتادگی و لرزش می شود. طول زنجیر به جای واحدهای خطی بر حسب پیوندها محاسبه می‌شود و مجموع باید یک عدد زوج باشد تا امکان استفاده از یک پیوند استاندارد فراهم شود. از دستگاه‌های جمع‌آوری قابل تنظیم یا چرخ‌دنده‌های بی‌حرکتی برای حفظ کشش مناسب زنجیر استفاده می‌شود، زیرا زنجیر از طریق سایش معمولی در طول عمر مفید طولانی می‌شود.

روانکاری: بزرگترین عامل در طول عمر زنجیره

هیچ روش تعمیر و نگهداری دیگری به اندازه روغن کاری صحیح تأثیر بیشتری بر عمر زنجیره غلتکی ندارد. مکانیزم سایش اولیه در زنجیره غلتکی، فرسایش تدریجی سطوح تماس پین و بوش است که باعث افزایش گام می‌شود - چیزی که معمولاً کشش زنجیره نامیده می‌شود، اگرچه خود صفحات فولادی در واقع کشیده نمی‌شوند. روان کننده به فاصله پین بوشینگ نفوذ می کند، یک لایه هیدرودینامیکی تحت بار تشکیل می دهد و گرمای تولید شده توسط مفصل را از بین می برد. بدون روغن کاری کافی، یک زنجیر که تحت بارهای صنعتی متوسط کار می کند ممکن است در کسری از زمان با روغن کاری مناسب فرسوده شود.

سازندگان زنجیر روش های روانکاری را بر اساس نوع کاربرد مشخص می کنند. چهار دسته استاندارد مورد استفاده در صنعت وجود دارد:

• نوع A – روانکاری دستی یا قطره‌ای: به صورت دوره‌ای با یک قوطی روغن یا برس اعمال می‌شود، یا توسط یک روغن‌کش قطره‌ای با سرعت یک قطره هر پنج تا بیست حلقه زنجیره در دقیقه ارسال می‌شود. مناسب برای درایوهای کم سرعت و کم بار.
• نوع B - روانکاری حمام یا دیسک: رشته پایینی زنجیره از داخل یک حمام روغن در یک محفظه مهر و موم شده عبور می کند، یا یک دیسک متصل به محور چرخ دنده روغن را برداشته و روی زنجیر پرتاب می کند. برای سرعت های متوسط تا حدود 600 دور در دقیقه روی چرخ دنده کوچک استفاده می شود.
• نوع C - روانکاری جریان روغن: یک جریان پیوسته از روغن از یک نازل تغذیه شده با پمپ که در قسمت داخلی زنجیره پایینی نزدیک چرخ دنده محرک قرار دارد، به زنجیره هدایت می شود. برای درایوهای پرسرعت بالای 1500 RPM مورد نیاز است.
• زنجیر مهر و موم شده و از پیش روغن کاری شده: زنجیر با مهر و موم های O-ring یا X-ring چربی بسته بندی شده بین پین و بوش را در زمان تولید حفظ می کند. اینها در مواردی که آلودگی خارجی شدید است یا روغن کاری مجدد غیرعملی است، مانند تجهیزات کشاورزی و ساختمانی در فضای باز استفاده می شود.

روان کننده توصیه شده برای اکثر کاربردهای زنجیره غلتکی صنعتی، روغن معدنی غیر شوینده با ویسکوزیته SAE 20 تا SAE 50 بسته به دمای محیط است. به طور کلی باید از گریس برای روانکاری در حین کار خودداری کرد، زیرا به طور موثری در فضای خالی پین بوشینگ نفوذ نمی کند. شکاف بین صفحات بیرونی و صفحات داخلی را پر می کند اما سطوح سایش بحرانی را به اندازه کافی محافظت نمی کند.

اندازه گیری سایش و دانستن زمان تعویض زنجیر غلتکی

یک زنجیر غلتکی باید قبل از اینکه بیش از 3% طول اسمی آن کشیده شود یا 2% برای درایوهای دقیق و کاربردهایی که هندسه دندانه‌ای چرخدار حیاتی است، تعویض شود. منتظر ماندن تا زمانی که زنجیر به‌طور مشهودی شل شود یا دندان‌های پرش روی چرخ‌دنده باعث سایش سریع چرخ‌دنده، خرابی ناگهانی در زیر بار و آسیب احتمالی به ماشین‌آلات متصل می‌شود. مطمئن ترین روش برای اندازه گیری سایش زنجیر در میدان، استفاده از ابزار نشانگر سایش زنجیر اختصاصی است که بار ثابتی را به دهانه اندازه گیری شده زنجیر اعمال می کند و ازدیاد طول را به طور مستقیم می خواند. در غیاب ابزار مناسب، یک قانون فولادی می‌تواند 12 گام زنجیره را اندازه‌گیری کند: یک زنجیر جدید که دقیقاً به اندازه طول اسمی 12 گام است فرسوده نشده است، در حالی که یک زنجیره با اندازه 0.5٪ یا بیشتر از این مرجع شروع به ساییدگی قابل توجهی کرده است.

هنگام تعویض زنجیر فرسوده، بررسی همزمان چرخ دنده های جفت گیری ضروری است. چرخ‌دنده‌ای که با یک زنجیر کشیده کار می‌کرده است، هنگامی که زنجیر در طول درگیری روی دندان‌ها بالاتر می‌رود، نمای دندانی قلاب‌دار یا باله‌ای کوسه‌ای مشخص ایجاد می‌کند. نصب یک زنجیر جدید روی چرخ دنده های فرسوده به سرعت سایش را به زنجیر جدید منتقل می کند و عمر مفید آن را به میزان قابل توجهی کاهش می دهد. به عنوان یک دستورالعمل کلی، چرخ دنده ها باید در هر تعویض زنجیره دوم یا سوم بسته به کاربرد، مواد و شرایط عملیاتی تعویض شوند. چرخ دنده های فولادی سخت شده - به ویژه آنهایی که دارای کناره های دندانی سخت شده القایی هستند - به طور قابل توجهی از نسخه های فولادی ملایم در درایوهای سخت دوام دارند.

انواع زنجیره غلتکی ویژه برای محیط های پر تقاضا

زنجیرهای غلتکی فولاد کربنی استاندارد برای اکثر کاربردهای صنعتی عمومی مناسب هستند، اما محیط های عملیاتی خاص نیاز به انواع زنجیره ای دارند که برای آن شرایط مهندسی شده اند. زنجیر غلتکی از جنس استنلس استیل در برابر خوردگی در فرآوری مواد غذایی، تولید دارو و محیط‌های دریایی که تماس با آب، مواد شیمیایی تمیزکننده یا رطوبت بالا به سرعت زنجیره‌های استاندارد را خورده می‌کند، مقاومت می‌کند. زنجیرهای نیکل اندود، حفاظت در برابر خوردگی متوسط را با هزینه کمتر نسبت به ساخت کامل ضد زنگ ارائه می دهند و یک انتخاب عملی برای محیط های داخلی با خورندگی متوسط هستند.

کاربردهای در دمای بالا - مانند زنجیرهای نوار نقاله که از داخل کوره ها، تونل های پخت یا محیط های ریخته گری عبور می کنند - به زنجیره های ساخته شده از آلیاژهای مقاوم در برابر حرارت با روان کننده های فیلم جامد یا بوش های متخلخل متخلخل آغشته به گریس با دمای بالا نیاز دارند، زیرا روغن های معمولی کربن می شوند و ویسکوزیته دمایی بالا را از دست می دهند. زنجیرهای خود روان شونده با استفاده از بوش های فلزی متخلخل یا اجزای پلیمری برای کاربردهایی طراحی شده اند که روانکاری خارجی غیرعملی است و فرکانس نگهداری را کاهش می دهد و در عین حال عمر مفید قابل قبولی را تحت بارهای سبک تا متوسط حفظ می کند. انتخاب نوع زنجیره مناسب برای محیط به اندازه انتخاب رتبه بار مناسب مهم است - یک زنجیره استاندارد که در محیط اشتباه نصب شده است بدون در نظر گرفتن اندازه دقیق از کار می افتد.