Catene di trasmissione: dati sulle prestazioni e guida alla selezione

Per una trasmissione meccanica affidabile della potenza, specificata e mantenuta correttamente catena di trasmissione raggiunge fino a Efficienza del 98%. , riducendo direttamente la perdita di energia e i tempi di inattività non pianificati. Il parametro di manutenzione più critico è l'allungamento della catena: una volta che la catena si allunga oltre 3% della sua lunghezza originaria, il fallimento diventa imminente. Pertanto, la misurazione regolare dell'allungamento e una lubrificazione adeguata costituiscono la base di una gestione efficace della catena di trasmissione.

Misurare l'allungamento della catena per prevederne la durata

L'allungamento della catena non deriva dallo stiramento del metallo stesso, ma dall'usura delle superfici del perno e della boccola. Ogni articolazione rimuove le particelle microscopiche, aumentando gradualmente la lunghezza del passo. Una nuova catena a rulli ANSI 40 ha un passo di 12,70 mm. Allungamento di giusto 0,5% indica già un'usura significativa del perno, mentre l'allungamento va oltre Dall'1,5% al 2% comporta un impegno brusco con i pignoni, un'usura accelerata e il rischio di saltare i denti. Per applicazioni ad alta velocità superiori a 500 giri/min, la sostituzione dovrebbe essere pianificata quando si raggiunge l'allungamento 1% .

• Misurare oltre 1 metro di catena (o il tratto rettilineo più lungo disponibile).
• Applicare una tensione misurabile pari ad almeno il 2% del carico di rottura della catena per eliminare l'allentamento.
• Confrontare la misurazione con un nuovo segmento di catena di identica lunghezza.

Ad esempio, un tratto di 1 metro di catena di trasmissione usurata che misura 1012 mm ha un allungamento di 1,2% , che è ancora accettabile per azionamenti a bassa velocità sotto i 200 giri/min, ma fondamentale per i trasportatori ad alta velocità. Questo metodo di misurazione consente la sostituzione predittiva invece della gestione reattiva dei guasti.

Metodi di lubrificazione e loro impatto sull'efficienza

La lubrificazione riduce l'attrito tra perni e boccole e tra rulli e denti della ruota dentata. Senza un'adeguata lubrificazione, una catena di trasmissione può perdere fino a 5% della sua efficienza entro 100 ore di funzionamento e i tassi di usura aumentano fino a 7 volte . Il metodo di lubrificazione corretto dipende dalla velocità della catena e dall'ambiente operativo.

Per la lubrificazione a bagno d'olio l'olio deve raggiungere una viscosità di da 68 a 100 cSt a 40°C per la maggior parte degli azionamenti industriali. Se la catena funziona a temperature elevate superiori a 70°C, gli oli sintetici con indici di viscosità più elevati mantengono il film lubrificante meglio degli oli minerali. Le catene che funzionano a secco o con lubrificazione insufficiente mostrano un forte aumento della temperatura dei perni, spesso superiore 85°C misurato mediante termografia a infrarossi, che è direttamente correlata all'allungamento accelerato.

Selezione del passo e dei trefoli corretti della catena di trasmissione

Il sottodimensionamento di una catena di trasmissione porta a rapidi guasti per fatica, mentre il sovradimensionamento aggiunge inerzia e costi inutili. La potenza di progetto per la scelta della catena è pari alla potenza trasmessa moltiplicata per un fattore di servizio. Per un tipico trasportatore in funzione 10 ore al giorno con carichi d'urto moderati, il fattore di servizio è 1.2-1.4 . Ad esempio, un motore che eroga 7,5 kW a 300 giri/min richiede una potenza di progetto pari a da 9,0 a 10,5 kW . In questa gamma diventa necessario fare riferimento alle tabelle dei dati del produttore per le catene ANSI 80 (passo 25,40 mm) o ANSI 100 (passo 31,75 mm).

Le catene a più fili aumentano la capacità di potenza ma riducono la flessibilità e richiedono un allineamento più preciso. Una catena a doppio filo (a due fili) trasporta circa 1,7 volte la potenza di un singolo filamento, mentre un triplo filamento trasporta 2,5 volte . Tuttavia, lo squilibrio di carico tra i trefoli è comune. Per evitare un'usura irregolare, i pignoni devono avere un disallineamento totale inferiore a 0,25 mm per 300 mm di lunghezza dell'albero . Per azionamenti superiori a 30 kW, una catena singola a filamento largo è spesso più affidabile di catene multiple a filamento stretto perché il rischio di una distribuzione non uniforme del carico è inferiore.

Abbassamento, tensione e controllo del carico dinamico

Un corretto abbassamento della catena sul lato lento è essenziale per ridurre i carichi d'urto e l'usura del pignone. Per le unità orizzontali con centri entro 1 metro, l'abbassamento dovrebbe essere dal 2% al 3% dell'interasse. Per un interasse di 600 mm, questo equivale da 12 a 18 mm della deflessione verticale totale misurata nel punto medio del trefolo allentato. Una catena troppo tesa (abbassamento inferiore all'1%) aumenta i carichi sui cuscinetti e crea picchi di trazione durante la coppia di avviamento. Un abbassamento troppo lento (abbassamento superiore al 5%) consente alla frusta a catena e all'azione cordale di generare frequenze di vibrazione che possono entrare in risonanza con la struttura di trasmissione.

La tensione della catena può essere stimata misurando la forza necessaria per deviare la campata allentata 1% dell'interasse . Per un tipico azionamento industriale, una forza di deflessione pari a Da 2 a 5 N per millimetro di larghezza della catena è appropriato per il lato lento. Se la forza misurata supera 8 N/mm, è probabile una tensione eccessiva. Catene sottoposte a ripetuti picchi di alta tensione di cui sopra 30% della loro resistenza alla trazione finale fallirà per frattura per fatica delle piastre laterali interne Da 10 a 20 milioni di cicli , che a 500 giri/min equivale a sole 300-600 ore di funzionamento.

Intervalli di ispezione e criteri di sostituzione

Un programma di ispezione sistematico previene guasti catastrofici. Per operazioni continue 24 ore su 24, 7 giorni su 7, ispezionare settimanalmente le condizioni di lubrificazione e l'abbassamento della catena. Misurare l'allungamento ogni 500 ore di funzionamento o mensile. Registrare i valori di allungamento su un grafico di tendenza. Sostituire la catena quando raggiunge l'allungamento misurato 2,0% per unità chiuse e 1,5% per ambienti aperti o abrasivi. Anche i pignoni devono essere sostituiti quando l'usura dei fianchi dei denti è eccessiva 0,5 mm su un diametro primitivo per catene ANSI 60 e inferiori, o quando il profilo del dente diventa uncinato. Il riutilizzo di pignoni usurati con una nuova catena riduce la durata utile della nuova catena fino a 75% perché la catena si inserisce più in profondità nel profilo del dente usurato, aumentando l'angolo di articolazione e l'usura del perno.

Per le unità critiche in cui i costi di arresto non pianificato superano il prezzo della catena di un fattore pari o superiore a 20, implementare un limite di usura di Allungamento 1,0%. come soglia di sostituzione. Questo limite conservativo, combinato con i controlli settimanali del livello dell'olio e la termografia mensile, estende il tempo medio tra i guasti dalle tipiche 8.000 ore a oltre 25.000 ore per catene ben mantenute che operano entro i carichi nominali.