Come scegliere il giusto riduttore a catena: Consigli degli esperti

I. Processo di selezione dell'unità

Quando si sceglie una trasmissione a catena dentata, è necessario scegliere la combinazione di catena e pignone per soddisfare al meglio i requisiti. Nella maggior parte dei casi, si tratta di un processo in più fasi: la prima fase consiste nel conoscere lo spazio di installazione della catena e del pignone, nonché i requisiti di carico e velocità di lavoro.

Di solito, per una determinata condizione di lavoro, esiste più di una combinazione di dimensioni di catena e pignone, quindi è meglio prendere in considerazione due o tre piani alternativi e tenere conto di altri fattori importanti, come il costo, l'utilizzo delle scorte e la durata prevista.

La maggior parte dei produttori di catene fornisce manuali di selezione dei convertitori di frequenza e assistenza tecnica per aiutare gli utenti a scegliere i prodotti. Alcuni forniscono anche programmi informatici per semplificare il processo di selezione. Quando la scelta dell'azionamento comporta un notevole dispendio di denaro o lavora in condizioni anomale ed estreme, è essenziale consultare il produttore della catena per ottenere assistenza.

II. Passo della catena

In generale, le catene a passo piccolo funzionano senza problemi a velocità elevate. Le catene a passo grande trasmettono una coppia maggiore, ma a velocità inferiori.

III. Larghezza della catena

La potenza nominale delle catene dentate è espressa in termini di valore di potenza unitario della larghezza della catena. Per qualsiasi passo, l'aumento della larghezza della catena aumenta la resistenza della catena. La potenza nominale aumenta, così come il costo. Quando diverse larghezze di catena soddisfano i requisiti specificati, in genere si sceglie la catena con la larghezza minore per ridurre i costi. Tuttavia, l'aumento della larghezza della catena può rendere la trasmissione più affidabile e resistente agli urti.

IV. Fattore condizioni di lavoro

La tabella 1 riporta i fattori di condizione di lavoro. I fattori di condizione di lavoro sono utilizzati per caratterizzare le caratteristiche di carico della fonte di alimentazione e dell'apparecchiatura azionata. Quando si sceglie una trasmissione a catena dentata, è necessario utilizzare il fattore di condizione di lavoro appropriato per ottenere prestazioni di trasmissione e durata soddisfacenti. L'uso errato dei fattori di condizione di lavoro può causare danni prematuri al dispositivo di trasmissione.

Tabella 1 Fattori delle condizioni di lavoro

Motore primo di tipo A: trasmissione idraulica per motori a combustione interna, convertitori di coppia, motori elettrici, turbine o motori idraulici.

Motore primo di tipo B: trasmissione meccanica per motori a combustione interna.

V, numero di denti del pignone

Per garantire una trasmissione di lunga durata e un funzionamento regolare, la ruota dentata deve avere almeno 21 denti. Utilizzo pignoni con un numero inferiore di denti nella trasmissione può aumentare le vibrazioni e la rumorosità a causa dell'effetto poligono. Ogni mozzo di pignone deve avere un diametro sufficiente per lavorare il foro dell'albero di montaggio e la cava per la chiavetta. La tabella 2 indica le dimensioni massime del diametro dei fori raccomandate per le catene dentate standard con 33 denti o meno.

Le ruote dentate ANSI non devono avere meno di 12 denti e il numero di denti delle ruote dentate di grandi dimensioni non deve generalmente superare i 120 denti.

Dopo l'usura della catena dentata, il passo effettivo aumenta, collocando la catena in un cerchio di passo più ampio sui denti della ruota. Quando l'allungamento è eccessivo, la catena può iniziare a saltare o cadere, danneggiando la catena e la ruota dentata. L'allungamento massimo consentito (%) della catena è 200/N, dove N è il numero di denti della ruota dentata grande.

Tabella 2 Diametro massimo del foro per ruote dentate standard (unità: in)

VI. Trattamento di indurimento del dente della ruota dentata

Per massimizzare la durata della trasmissione, i denti del pignone dovrebbero essere temprati. Tuttavia, in alcuni casi, come quando la ruota dentata è di grandi dimensioni, con più di 50 denti, e sia il carico che la velocità sono bassi, anche i denti non temprati possono garantire una buona durata.

VII. Angolo di avvolgimento della catena del pignone piccolo

Per garantire un innesto normale ed evitare il salto della catena, l'angolo di avvolgimento della catena del pignone piccolo deve essere di almeno 120°. Se il rapporto di trasmissione è 3:1 o inferiore, questo requisito è naturalmente soddisfatto. L'angolo di avvolgimento della catena si calcola con la formula seguente.

A=180°-2arcsin[(D-d)/2C]

Dove

• A è l'angolo di avvolgimento della catena (°);
• D è il diametro della ruota dentata grande (in);
• d è il diametro della ruota dentata piccola (in);
• C è l'interasse (in).

VIII. Rapporto di trasmissione

Il rapporto di trasmissione di una catena dentata può raggiungere 12:1, ma un rapporto di trasmissione inferiore a 8:1 è solitamente più economico e pratico. Rapporti superiori richiedono spesso una trasmissione a due stadi.

IX. Lunghezza della catena

Il numero totale di anelli della catena deve essere pari. Se si utilizza un numero dispari di maglie, è necessario utilizzare una maglia di transizione, che riduce la capacità di trasmissione e aumenta i costi. Diversi tipi e larghezze di catene dentate non possono utilizzare maglie di transizione.

X. Interasse dell'asse

Se l'interasse non è predeterminato, è meglio assicurarsi che l'angolo di avvolgimento della ruota dentata piccola sia di almeno 120°, oppure prendere il valore minimo in base ad altre condizioni pratiche di applicazione. Infatti, a parità di rapporto di trasmissione, un interasse minore richiede una catena più corta, che può ridurre il numero di parti soggette a usura e i costi. Un interasse maggiore comporta una catena più lunga, che può causare vibrazioni e accelerare l'usura, rendendo più difficile la manutenzione.

XI. Interasse minimo

L'interasse minimo deve garantire che le due ruote dentate non interferiscano e deve essere in grado di far raggiungere al pignone piccolo un angolo di avvolgimento della catena di 120°. Per evitare che le ruote dentate interferiscano, l'interasse deve essere maggiore della somma dei raggi dei cerchi esterni delle due ruote dentate. Se il rapporto di trasmissione è di 3:1 o inferiore, l'interasse può essere grande quanto necessario e l'angolo di avvolgimento delle ruote dentate piccolo rispetterà lo standard. Per rapporti di trasmissione superiori, l'angolo di avvolgimento della catena deve essere calcolato utilizzando la formula menzionata in precedenza per la scelta dell'interasse.

XII, Interasse pratico

In genere, l'interasse non deve superare la lunghezza di 60 maglie della catena. Se l'interasse è troppo grande, l'abbassamento della catena sarà eccessivo.

XIII, Interasse regolabile

L'interasse deve essere reso regolabile ogni volta che è possibile, in modo che la catena possa essere ritensionata dopo l'usura per garantire una trasmissione normale. Una stima della regolazione necessaria per una determinata trasmissione consiste nel moltiplicare il tasso di allungamento massimo consentito per l'interasse iniziale e nell'effettuare la regolazione il più vicino possibile alla lunghezza di due maglie della catena.

XIV, Interasse fisso

Quando l'interasse può essere solo fissato e non è possibile utilizzare dispositivi di tensionamento come ruote tendicatena o altri metodi, è particolarmente importante mantenere una tensione adeguata nella catena durante la progettazione della trasmissione. Una pratica tipica è quella di controllare rigorosamente la lunghezza della catena e l'interasse delle ruote dentate utilizzate. A volte, i produttori di catene consigliano di aumentare leggermente l'interasse preciso per garantire che la catena abbia la tensione corretta dopo una breve prova.

Quando si utilizzano le catene, è generalmente consigliabile sceglierne una più larga del necessario, in modo da ridurre efficacemente le sollecitazioni sulle cerniere della catena, diminuire il tasso di usura e prolungare la vita utile del distanziatore a centro fisso. Per i distanziatori a centro fisso, è possibile richiedere raccomandazioni specifiche ai produttori di catene.

XV, Spazio Catena Sag

Dopo l'usura e l'allungamento della catena, l'abbassamento sul lato allentato della catena aumenterà. È necessario assicurarsi che intorno al dispositivo di trasmissione vi sia spazio sufficiente per far fronte all'usura.

XVI, Tenditore della catena

Per mantenere una tensione corretta della catena, è possibile utilizzare un tenditore o un dispositivo di tensionamento a scarpa sul lato allentato della catena. Il tendicinghia deve essere installato all'interno della trasmissione, mentre il pattino deve essere installato all'esterno. Prima di utilizzare un tenditore a pattino, verificare che la catena dentata utilizzata sia compatibile. Molte catene dentate non hanno un design "backbend", che può causare gravi danni al pattino.

XVII, disposizione degli azionamenti

I dispositivi di azionamento comuni sono stati introdotti negli articoli precedenti.

1. Azionamento a velocità variabile

Quando l'azionamento opera entro un certo intervallo, è necessario assicurarsi che la catena abbia la capacità di lavorare con il massimo carico e la massima velocità. Talvolta, il ciclo di carico (la percentuale di tempo di lavoro in condizioni di carico e velocità diverse) è molto chiaro e deve essere preso in considerazione per i requisiti di durata previsti della catena prima di scegliere definitivamente la catena.

2. Pignoni multipli

Quando ci sono più ruote dentate azionate (vedi figura seguente), si utilizzano spesso catene a doppia faccia, che possono azionare le ruote dentate su entrambi i lati della catena. Le catene a pignoni bilaterali sono disponibili in varie forme e i produttori di catene devono essere consultati quando si progettano trasmissioni a pignoni bilaterali.