Come scegliere la specifica della catena del giunto a catena?

Quando si tratta di sistemi di trasmissione di potenza, la scelta di un giunto appropriato è fondamentale per l'efficienza del sistema. Sebbene siano disponibili diversi stili di accoppiamento, il giunto a catena a rulli rimane una soluzione flessibile e duratura nel settore. 

I giunti a catena sono comuni nei trasportatori agricoli, nelle macchine tessili e in altri settori. Tuttavia, la scelta del tipo e della dimensione errati può causare danni. In questo articolo ti spiegheremo come selezionare le specifiche della catena dell'accoppiamento a catena. 

Cos'è un giunto a catena?

L'accoppiamento a catena si riferisce a un giunto flessibile utilizzato per unire due alberi per trasmettere potenza in modo efficace. È un semplice dispositivo meccanico costituito da tre componenti principali:

1. Due ruote dentate: le ruote dentate sono fissate alle estremità degli alberi motore e condotto.

2. Catena a doppio rullo: la lunghezza della catena a doppio rullo è una larghezza specifica che collega i due pignoni. 

3. Una copertura: la copertura è una fusione che trattiene il lubrificante e protegge il giunto da sporco e detriti. Anche se questo è facoltativo, è altamente raccomandato. 

L'accoppiamento della catena funziona impegnando la catena con i denti del pignone, consentendo così il trasferimento della coppia tra gli alberi. La catena offre flessibilità, ammortizzando i cuscinetti e gli alberi contro le forze di piccolo disallineamento e gli urti.

Perché è importante scegliere la specifica della catena corretta

Prima di immergerci nella guida alla selezione, è fondamentale considerare perché è importante scegliere la specifica della catena corretta. Ecco alcuni motivi:

• Manutenzione semplice: una specifica di catena adeguatamente selezionata richiede lubrificazione, manutenzione e sostituzione meno frequenti. 

• Elevata densità di coppia: i giunti a catena trasmettono una coppia elevata. Pertanto, la scelta della giusta specifica della catena le renderà adatte per applicazioni pesanti.

• Previene guasti prematuri: l'uso di una catena di dimensioni errate può portare a sollecitazioni eccessive. A sua volta, ciò porterà all’allungamento della catena, all’usura del pignone e al guasto. Tuttavia, la scelta delle specifiche corrette preverrà questi problemi. 

• Ridurre vibrazioni e rumore: la selezione di specifiche inadeguate può portare a squilibri, distribuzione non uniforme e vibrazioni, che verranno trasmesse all'intero sistema. Scegliere quello giusto ridurrà le vibrazioni e il rumore. 

• Trasmissione di potenza efficiente: la specifica appropriata della catena di accoppiamento ridurrà al minimo la perdita di potenza e migliorerà l'efficienza del sistema.

Fattori chiave da considerare nella scelta della catena Specifiche del giunto a catena

1. Requisiti di coppia e potenza trasmessi

I requisiti di coppia e potenza trasmessi sono il fattore più critico nella scelta di un giunto a catena. Esiste una formula di calcolo standard da seguire:

Coppia = 9550 Pn

Dove:

T = Coppia (Nm)

P = Potenza (kW)

n = Velocità (giri/min)

Utilizzare un fattore di servizio compreso tra 1,2 e 2,5, che varia a seconda delle circostanze, inclusi carichi d'urto, cicli di avvio-arresto e carichi diversi. Selezionare sempre un giunto con una coppia nominale superiore alla coppia calcolata. 

2. Diametro dell'albero e diametro del foro

L'accoppiamento della catena deve avere esattamente le stesse dimensioni dell'albero e del foro. La dimensione del foro dovrebbe corrispondere alla dimensione dell'albero. Una scelta errata della dimensione del foro può causare effetti di scivolamento e vibrazioni.

Le dimensioni della sede della chiavetta devono soddisfare gli standard normativi. La tolleranza di adattamento non deve essere ignorata poiché garantisce un'installazione corretta. 

3. Passo e dimensione della catena

Il passo della catena è uguale alla distanza tra i centri dei perni adiacenti. Questo è ciò che determina la dimensione della catena. Le lunghezze o dimensioni delle catene più comuni sono ANSI #40, ANSI #50, ANSI #60, ANSI #80 e ANSI #100. 

Maggiore è il passo, maggiore è la capacità di carico. Minore è il passo, più fluida sarà l'operazione a velocità più elevate. Assicurarsi che vi sia compatibilità durante la sostituzione o l'approvvigionamento di componenti. 

4. Requisiti di velocità (RPM).

Un altro fattore da considerare sono i requisiti di velocità dell'accoppiamento a catena. Gli attacchi a catena sono adatti per velocità medio-basse. L'alta velocità accelera la forza centrifuga mentre una velocità eccessiva può portare a problemi di lubrificazione. Quando la catena gira a una velocità superiore al normale, si usurerà. 

5. Ambiente di lavoro

Un altro fattore da considerare è l’ambiente di lavoro. Le prestazioni del giunto possono essere fortemente influenzate dalle condizioni ambientali, tra cui temperatura, polvere, umidità e corrosione. Le alte temperature possono compromettere la lubrificazione, mentre polvere e detriti possono aumentare l'usura. 

Per risolvere questo problema, utilizzare catene in acciaio inossidabile per ambienti corrosivi, poiché sono altamente resistenti alla corrosione. Applicare rivestimenti protettivi e utilizzare coperture sigillate. 

6. Compensazione del disallineamento

La compensazione del disallineamento è un fattore cruciale che influisce sull’accoppiamento della catena. I giunti a catena possono sopportare solo disallineamenti limitati. Esistono diversi tipi di disallineamento:

• Disallineamento angolare: questo tipo di disallineamento si verifica quando le linee centrali dei due alberi si intersecano ad angolo. Vale a dire che le facce del pignone non sono perfettamente parallele. I giunti a catena possono tollerare un piccolo disallineamento angolare, da 0,5 a 1 grado circa.

• Disallineamento parallelo: il disallineamento parallelo o radiale si verifica quando gli alberi sono in posizioni parallele. Tuttavia, le loro linee centrali sono sfasate l'una dall'altra; cioè, un albero è più alto o più basso dell'altro. I giunti a catena possono sopportare solo un leggero disallineamento parallelo compreso tra 0,015 e 0,05 pollici, a seconda delle dimensioni. 

• Disallineamento assiale: il disallineamento assiale si verifica quando la distanza tra i mozzi di accoppiamento cambia lungo l'asse longitudinale dell'albero. In questo tipo di disallineamento, i pignoni sono troppo distanti o troppo vicini tra loro. Sebbene i giunti a catena possano sopportare un certo disallineamento assiale, un disallineamento eccessivo può causare stress sui cuscinetti della catena. Ciò può ridurre la durata del giunto a catena e aumentare l'usura. 

7. Fattore di sicurezza e tipo di applicazione

Diverse applicazioni industriali richiedono margini di sicurezza diversi. Includere sempre i fattori di sicurezza in base al tipo di applicazione. Esistono diversi tipi di categorie di applicazioni. 

• Per impieghi leggeri: nelle applicazioni per impieghi leggeri, i giunti a catena vengono utilizzati nei ventilatori e nei piccoli trasportatori. 

• Servizio medio: nelle applicazioni per servizio medio, i giunti a catena vengono utilizzati nelle pompe e nei compressori. 

• Per impieghi gravosi: in questo tipo di applicazione, i giunti a catena vengono utilizzati nelle miniere e nei frantoi. 

Come selezionare le specifiche della catena dell'accoppiamento a catena

1. Determinare la dimensione del foro

La determinazione della dimensione del foro è il primo passo per selezionare le specifiche della catena dell'accoppiamento a catena. Dovresti conoscere il diametro dell'albero motore (ad esempio, il motore elettrico) e l'albero condotto (ad esempio, il cambio o la pompa).  

I giunti a catena sono spesso disponibili in due stili di foro:

• Foro finito: il foro finito ha un pignone con una dimensione del foro, una sede per chiavetta e viti di fissaggio specifiche, e questi sono pronti per il montaggio. 

• Boccole Taper-Lock o QD: nello stile con foro, il pignone ha un grande foro conico. Si consiglia di acquistare una boccola separata che si comprime sull'albero per fornire una presa salda e prevenire la corrosione sull'albero. 

Si noti, tuttavia, che è comune che i due alberi abbiano diametri diversi. Se questa è la situazione, puoi facilmente mescolare e abbinare i fori dei pignoni. Ad esempio, è possibile utilizzare un foro da 1 pollice sul driver e un foro da 1,5 pollici sull'albero condotto. Ma assicurati che abbiano lo stesso passo della catena. 

2. Calcolare la coppia di progetto

La selezione di un giunto a catena basato esclusivamente sulla potenza (HP) può influire sull'efficienza del sistema di trasmissione di potenza. È necessario calcolare la coppia perché questa è la forza di torsione effettiva che la catena deve sopportare. 

Puoi utilizzare due formule:

Coppia = 9550 Pn

Dove:

T = Coppia (Nm)

P = Potenza (kW)

n = Velocità (giri/min)

Puoi anche usare

Coppia (poll.-libbre) = (HP × 63.025) / RPM

Dove:

HP = Potenza

RPM = la velocità alla quale ruoterà il giunto

63.025 = una costante utilizzata per i calcoli pollici-libbre

Scenario reale: un motore da 10 HP funzionante a 1750 giri/min produce circa 360 libbre per pollice di coppia. 

3. Applicare il fattore di servizio

L'applicazione del fattore di servizio (SF) è un passaggio che la maggior parte delle persone dimentica. Sebbene la coppia di progetto abbia un carico perfettamente uniforme, le macchine nel mondo reale vibrano, subiscono urti e si avviano/arrestano in modo casuale. Pertanto, l’applicazione di un fattore di servizio aiuta ad assorbire lo stress. 

Moltiplicare la coppia di progetto calcolata per il fattore di servizio adatto alla propria applicazione. 

• Carico uniforme: nei carichi uniformi presenti nei ventilatori e nelle pompe centrifughe, utilizzare un fattore di servizio compreso tra 1,0 e 1,2.

• Urti moderati: per urti moderati nelle macchine per la lavorazione del legno e nei compressori, utilizzare un fattore di servizio compreso tra 1,3 e 1,5.

• Urti pesanti: agli urti pesanti nei frantoi da roccia e nelle presse per metalli dovrebbe essere assegnato un fattore di servizio pari a 1,5 -2,0 o superiore.

• Azionamenti del motore: se si utilizza un motore a combustione interna, aggiungere circa 0,5 - 1,0 al fattore di servizio a causa della coppia pulsante. 

In altre parole, coppia selezionata = coppia calcolata × fattore di servizio.

4. Verifica i limiti di velocità

Ogni giunto a catena ha un codice di velocità massimo. Generalmente, non sono progettati per velocità estremamente elevate. 

• Senza copertura: i giunti senza copertura sono limitati a velocità inferiori, che di solito sono inferiori a 500-800 giri/min a seconda delle dimensioni. 

• Con coperchio: il coperchio trattiene il grasso, determinando velocità più elevate che spesso arrivano fino a 2500 - 4000 giri/min per le dimensioni più piccole. 

Se la tua applicazione funziona a 3600 giri/min, assicurati di controllare le linee guida del produttore per assicurarti che la dimensione del giunto selezionata sia adatta a quella velocità. E non dimenticare di usare una copertura.

Conclusione

La scelta della giusta specifica della catena di accoppiamento bilancia fattori chiave come il calcolo della coppia, le condizioni ambientali e altri. L'applicazione dei passaggi menzionati qui ti garantirà una connessione solida e affidabile. 

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Domande frequenti

Posso personalizzare gli attacchi a catena per macchinari speciali?

Sì, è possibile personalizzare i giunti a catena per soddisfare i requisiti specifici di macchinari unici. Materiale, dimensioni e design possono essere modificati per adattarsi ad ambienti a coppia elevata o ad alta temperatura. 

Quando dovrei sostituire un giunto a catena?

È necessario sostituire un giunto di catena quando si nota un allungamento visibile della catena superiore al 3% o un allentamento significativo. Sostituire un giunto a catena quando si nota un rumore eccessivo, vibrazioni elevate, denti del pignone usurati o danni. 

Qual è la differenza tra gli standard di catena ANSI e ISO?

Gli standard della catena ANSI e ISO differiscono nei sistemi di misurazione e nelle dimensioni. Le catene ANSI sono ampiamente utilizzate in America. Le catene utilizzano misurazioni basate su pollici e sono robuste. Le catene ISO sono misurazioni basate sul millimetro e vengono utilizzate nei mercati europei e britannici. 

Quale passo della catena dovrei scegliere per le applicazioni pesanti?

Per le applicazioni pesanti, utilizzare un passo della catena ampio per una resistenza alla fatica e una durata superiori. L'intervallo del passo dovrebbe essere compreso tra #80 e #240, dove #80 (passo da 1 pollice) è il punto di partenza comune. 

Come calcolo la dimensione corretta dell'accoppiamento catena?

Per calcolare la dimensione appropriata del giunto a catena, determinare la coppia di progetto e adattare i diametri dell'albero. Successivamente, seleziona il modello giusto in base alla categoria dell'applicazione.