Un ghid cuprinzător despre transmisiile cu lanț și tipurile de lanțuri: Cunoștințe esențiale pentru ingineri

locația expediției: orașul Xuzhou, provincia Jiangsu, China Timpul standard de livrare: aproximativ 35 de zile (variază în funcție de cantitatea comandată)

Transmisiile cu lanț se remarcă prin faptul că reprezintă o soluție esențială de transmitere mecanică a puterii, fiind frecvent utilizate pentru transferul de putere între componente, fie pe distanțe lungi (de exemplu în motoare navale de înălțimea a 5 etaje), fie pe distanțe scurte (cum este cazul bicicletelor). Ele se numără printre cele cinci metode cele mai comune de transmitere mecanică a puterii, alături de cuplaje, transmisii cu angrenaje, transmisii cu curele și șuruburi de putere. Fiecare metodă are avantajele și dezavantajele sale specifice, astfel că inginerii trebuie să le evalueze cu atenție pentru a face alegerea optimă în funcție de aplicația specifică. Acest articol explorează principiile de bază ale transmisiilor cu lanț, clasificările acestora, tipurile comune de lanțuri, criteriile de selecție, precum și principalele avantaje și dezavantaje.

Ce sunt transmisiile cu lanț?

O transmisie cu lanț este un sistem de transmitere mecanică a puterii care utilizează un lanț pentru a transfera puterea de la un loc la altul. O transmisie cu lanț tipică este compusă din două sau mai multe roți dințate (roți cu dinți) și un lanț propriu-zis, iar găurile din zalele lanțului se potrivesc peste dinții roților dințate.
Când motorul primar (de exemplu, un motor electric sau un motor cu ardere internă) se rotește, acesta acționează roata de lanț fixată pe arborele său. Această rotație pune în mișcare lanțul înfășurat în jurul roții de lanț, care apoi aplică o forță mecanică asupra arborelui condus, transmitând eficient puterea.

Comparații importante cu alte metode de transmitere

Comparativ cu transmisiile prin curea: Spre deosebire de transmisiile prin curea, transmisiile prin lanț nu au alunecare, garantând un raport constant de viteză. Acest lucru elimină întârzierea în transmiterea puterii, făcându-le ideale pentru aplicații precum lanțurile de distribuție ale motoarelor cu ardere internă. Singura pierdere de putere în transmisiile prin lanț provine din frecarea dintre elementele lanțului și roțile de lanț, rezultând o eficiență mecanică mai mare.
Comparativ cu transmisiile prin angrenaje: Transmisiile prin lanț sunt mai flexibile în ceea ce privește distanța de funcționare. Ele se remarcă atunci când arborii sunt plasați la distanțe mai mari decât pot acoperi angrenajele, menținând în același timp o configurație compactă. În plus, un singur lanț poate acționa simultan mai mulți arbori - o caracteristică pe care angrenajele o realizează foarte rar.

Tipuri de Transmisii cu Lanț (După Funcție)

Transmisile cu lanț sunt împărțite în trei tipuri principale în funcție de funcția lor principală, fiecare fiind adaptată nevoilor specifice de aplicație:

1. Transmisii cu Lanț pentru Transmisia Puterii

 Proiectate exclusiv pentru a transmite puterea între două arbori, aceste transmisii cu lanț rezolvă o problemă frecventă: majoritatea mașinilor care generează energie (de exemplu, motoarele de la pompe) nu pot folosi pe loc energia pe care o produc.
Aplicații Obișnuite: Bicicletele, mașinile agricole, compresoarele și arborii cu came ai motorului - toate se bazează pe lanțuri de transmisie a puterii pentru a muta energia de la sursă la punctul de utilizare.

2. Transmisii cu Lanț pentru Transportoare

Transmisile cu lanț pentru transportoare sunt specializate în manipularea materialelor. Ele dispun de sute de designuri cu proprietăți adaptate, cum ar fi coeficient de frecare redus, rezistență la temperaturi înalte, rezistență la substanțe chimice, proprietăți antistatice sau magnetice. De asemenea, se pot adăuga accesorii la lanț pentru a satisface diverse nevoi.
Utilizare industrială: Adoptată pe scară largă în ambalare, producția auto, fabricarea de alimente și băuturi, farmaceutică și textile pentru transportul eficient al materialelor.

3. Lanțuri de ridicare și tracțiune

Aceste lanțuri de antrenare sunt utilizate în mașini pentru ridicarea și coborârea sarcinilor grele, funcționând frecvent împreună cu role pentru reducerea efortului. Exemple includ macarale cu lanț (manuale, electrice sau pneumatice), care sunt comune în garaje, ateliere, șantiere, camerele motoarelor de pe nave și fabrici - capabile să ridice/coboare sarcini de până la 20 de tone.
Lanțurile de ridicare se împart, la rândul lor, în două subtipuri:

Lanțuri eliptice (lanțuri de bobinare): Utilizate pentru ridicarea sarcinilor medii sau mici, la viteză redusă. Elementele lor sunt eliptice și interblocate prin sudare. Lanțurile cu zale pătrate sunt uneori o alternativă, dar sunt de obicei evitate din cauza distribuției necorespunzătoare a stresului și a problemelor de încurcare.
Lanțuri cu știft: Preferate pentru aplicații cu sarcini mari. Fiecare verigă are un știft instalat în lățimea sa interioară, ceea ce previne încurcarea și sporește rezistența și durabilitatea. Sunt frecvent utilizate la ancore de nave și alte echipamente de ridicare de mare tonaj.

Tipuri comune de lanțuri utilizate în transmisiile prin lanț

Cinci tipuri de lanțuri domină aplicațiile industriale și comerciale, fiecare având structuri și avantaje distincte:

1. Lanțuri cu role (Lanțuri cu role și bucșe)

Tipul cel mai cunoscut de lanț, lanțurile cu role (sau lanțuri cu role și bucșe) sunt larg utilizate în transmisii pentru biciclete, motociclete și echipamente de transport. Sunt fabricate, de regulă, din oțel carbon sau aliaje de oțel.
Structură: Compusă din plăci interioare (plăci cu role), plăci exterioare (plăci cu pivoți), bucșe, pivoți și role. Rolele sunt distribuite uniform între verigi, angrenând cu dinții roților de lanț pentru a transmite puterea.
Avantaje principale: Rolele se rotesc după necesitate, atunci când sunt în contact cu dinții roții de lanț, minimizând pierderile de putere. La lanțurile de transmisie, înălțimea plăcilor rolei (de ambele părți ale rolelor) depășește diametrul rolei, prevenind atingerea roților de lanț de către plăcile laterale și acționând ca ghidaje pentru a evita alunecarea lanțului. La lanțurile cu role pentru transportoare, diametrul rolei este mai mare decât înălțimea barelor laterale, eliminând contactul dintre barele laterale și pista transportorului pentru reducerea frecării. Lanțuri cu role multiple sunt disponibile pentru nevoi de putere mare, permițând viteze mai joase și pași mai mici pentru aceeași sarcină necesară.

2. Lanțuri silențioase (Lanțuri cu dinți inversați)

Transmisiile clasice cu lanț sunt adesea zgomotoase, fiind nepotrivite pentru medii sensibile la zgomot, cum ar fi spațiile închise, minele sau zonele rezidențiale. Lanțurile silențioase (sau lanțurile cu dinți inversați) rezolvă această problemă, funcționând liniștit în timp ce transmit putere mare la viteze ridicate.
Construcție: Realizată din plăci plate stivuite în rânduri și conectate prin unul sau mai multe pivoți. Partea de jos a fiecărui element are un profil care se potrivește dinților roții de lanț pentru o angrenare liniștită.
Performanță: Capacitatea de încărcare, rezistența la tracțiune și lățimea lanțului cresc odată cu numărul de plăci plate pe element.

3. Lanțuri cu plăcuțe

Tipul cel mai simplu de lanț, lanțurile cu plăcuțe sunt compuse doar din pivoți și plăci - plăcile alternând ca elemente cu pivot și elemente cu articulație. Acestea nu angrenează cu roțile de lanț; în schimb, rulează pe role de ghidare.
Aplicații: Ideale pentru ridicare și echilibrare, precum în ascensoare, stivuitoare, transportoare laterale și turnurile de elevație. Aceste mașini cu viteză redusă supun lanțurile la sarcini statice mari și sarcini minime de funcționare, iar lanțurile cu plăcuțe se remarcă prin capacitatea de a suporta șocurile și inerția.
Cerință esențială: Trebuie să reziste la tensiuni mari de tracțiune fără alungire sau rupere și să aibă o ductilitate suficientă pentru a rezista la oboseală. Trebuie luate în considerare lubrifierea și condițiile ambientale în timpul proiectării.

4. Lanțuri cu suprafață plană

Utilizate exclusiv pentru transport, lanțurile cu suprafață plană înlocuiesc benzile transportoare și transmisiile cu curele - materialele pot fi transportate direct pe zalele lor.
Structură: Zalele individuale sunt realizate, de regulă, din plăci de oțel cu proeminențe goale de formă cilindrică pe partea de jos. Bolțurile trec prin aceste proeminențe pentru a conecta zalele adiacente, permițând mișcarea doar într-o direcție. Lanțurile speciale cu suprafață plană pot face curbă lateral (prin structuri de bolț modificate), permițând astfel transportorului să negocieze curbe.
Aplicații: Sunt utilizate în transportoare cu viteză redusă pentru transportul materialelor în linii de asamblare.

5. Lanțuri din oțel de inginerie

Dezvoltate în anii 1880, lanțurile din oțel de inginerie sunt concepute pentru medii dificile și aplicații solicitante. Sunt fabricate din oțel laminat la cald (uneori tratat termic pentru o rezistență suplimentară) și au spații mai mari între componentele lor, pentru a rezista prafului, murdăriei și materialelor abrazive în timpul funcționării.
Utilizări moderne: Sunt utilizate în principal ca lanțuri de transport pentru manipularea materialelor, însă unele servesc și ca transmisii. Se găsesc în instalații de transport, în camioanele frontale, în elevatoare cu cupe și în instalații de foraj petrolier, oferind o rezistență, o rezistență la uzură, o capacitate de încărcare și un pas îmbunătățite pentru a satisface cerințele industriale moderne.

Cum să alegeți transmisia cu lanț potrivită

Alegerea transmisiei cu lanț corecte necesită evaluarea cerințelor aplicației pentru a elimina opțiunile nepotrivite. Factorii principali de luat în considerare sunt:

1. Încărcare

Determinați puterea care trebuie transmisă - lanțul trebuie să poată suporta puterea generată de sursa motrice. Calculările exacte sunt esențiale pentru siguranță, fiind recomandat un factor de siguranță suficient.

2. Viteza lanțului

Nu toate transmisiile cu lanț funcționează la viteze mari; unele sunt concepute pentru viteze reduse. Calculați viteza necesară și asigurați-vă că aceasta se încadrează în intervalul recomandat pentru lanțul respectiv, pentru a reduce opțiunile.

3. Așezarea arborilor

Majoritatea transmisiilor cu lanț funcționează doar cu arbori paraleli. Dacă arborii nu sunt aliniați corespunzător, angrenajele pot fi o alternativă mai bună.

4. Distanța dintre axe

Distanța dintre axe este recomandată să fie de 30–50 de ori pasul lanțului. În plus, asigurați o arc de contact minim de 120° pe roata dințată mai mică; dacă roata are puțini dinți, trebuie ca cel puțin cinci dinți să fie în contact cu lanțul în orice moment.

5. Mediu de funcționare

Mediul determină rezistența necesară a lanțului la umiditate, murdărie, abrazivi, coroziune și temperaturi înalte. De asemenea, influențează vibrațiile, nivelul zgomotului și rezistența la oboseală. De exemplu, lanțurile cu dinți inversați (lanțuri silențioase) sunt preferate în zone sensibile la zgomot.

6. Ungere

Majoritatea transmisiilor prin lanț necesită ungere pentru a prelungi durata de viață a uzurii. Tipul lanțului, dimensiunea, sarcina și viteza determină metoda de ungere (manuală, picurare, baie de ulei sau ungere forțată). Există lanțuri auto-ungere – acestea folosesc bucșe din plastic sau metal sinterizat, impregnat cu ulei, pentru a oferi o ungere continuă fără întreținere externă.

Avantajele transmisiilor prin lanț

Poate transmite cuplu pe distanțee lungi.
Fără alunecare (spre deosebire de transmisiile cu curea), asigurând o performanță consistentă.
Mai compactă decât transmisiile cu curea, putând fi montată în spații relativ mici.
O singură transmisie cu lanț poate acționa mai mulți arbori.
Versatilă, funcționând în condiții de temperatură ridicată și în medii diverse (uscate, umede, abrazive, corozive etc.).
Sistem cu frecare redusă, garantând o eficiență mecanică ridicată.

Dezavantaje ale transmisiilor cu lanț

Nu poate fi utilizată cu arbori ne-paraleli.
Sensibilă la zgomot și vibrații în timpul funcționării.
O aliniere necorespunzătoare poate cauza alunecarea lanțului.
Unele modele necesită ungere continuă.
De regulă, este necesară o carcasă pentru protecție.
Tensionarea periodică (de exemplu, prin role de întindere) este necesară pentru a menține performanța.

locația expediției: orașul Xuzhou, provincia Jiangsu, China Timpul standard de livrare: aproximativ 35 de zile (variază în funcție de cantitatea comandată)