تاريخ تطور وتطبيق سلاسل الأسطوانة

تُستخدم سلاسل الأسطوانة أو سلاسل الأسطوانة ذات الجلابيب بشكل شائع في أنواع مختلفة من الآلات المنزلية والصناعية والزراعية مثل الناقلات وآلات سحب الأسلاك والمطابع والسيارات والدراجات النارية وما إلى ذلك. وهو نوع محرك سلسلة مستخدم. دراجة. وهي تتألف من سلسلة من بكرات أسطوانية قصيرة مثبتة معًا بواسطة روابط جانبية. يتم تشغيلها بواسطة تروس تسمى العجلة المسننة. إنها طريقة بسيطة وموثوقة وفعالة لنقل الكهرباء. يُظهر رسم تخطيطي من القرن السادس عشر لليوناردو دافنشي سلسلة ذات محامل أسطوانية. في عام 1800، حصل جيمس فاسيل على براءة اختراع لسلسلة بكرات طورت قفل موازنة، وفي عام 1880، حصل هانز رينولد على براءة اختراع لسلسلة بكرات بوش.
ضع
تحتوي سلاسل الأسطوانة المغطاة على نوعين من الروابط مرتبة بالتناوب. النوع الأول هو الوصلة الداخلية، حيث يتم تثبيت اللوحتين الداخليتين معًا بواسطة جلبتين أو جلبتين تقومان بتدوير بكرتين. تتناوب الوصلات الداخلية مع النوع الثاني من الوصلات الخارجية، التي تتكون من لوحين خارجيين مثبتين معًا بواسطة مسامير تمر عبر جلب الوصلة الداخلية. يتم إنشاء سلاسل الأسطوانة "بدون بوش" بشكل مختلف ولكنها تعمل بشكل مشابه. بدلاً من البطانات أو الأكمام المنفصلة التي تربط الألواح الداخلية معًا، يتم ختم الألواح بأنابيب تبرز من خلال الثقوب وتخدم نفس الغرض. يتميز هذا بإلغاء خطوة في تجميع السلسلة. يعمل تصميم سلسلة الأسطوانة على تقليل الاحتكاك، مما يزيد من الكفاءة ويقلل من التآكل مقارنة بالتصميمات الأبسط. لم تكن سلسلة القيادة الأصلية تحتوي على بكرات أو بطانات، وتم تثبيت الصفائح الداخلية والخارجية معًا بواسطة دبابيس تلامس بشكل مباشر أسنان العجلة المسننة. ومع ذلك، في هذا التكوين، وجدت أن أسنان العجلة المسننة واللوحة التي تدور عليها أسنان العجلة المسننة تتآكل بسرعة كبيرة. تم حل هذه المشكلة جزئيًا من خلال تطوير سلاسل الأكمام، حيث تمر المسامير التي تحمل الصفائح الخارجية عبر البطانات أو الأكمام التي تربط الصفائح الداخلية. هذا يوزع التآكل على مساحة أوسع. ومع ذلك، لا تزال أسنان العجلة المسننة تتآكل بشكل أسرع من المتوقع بسبب الاحتكاك المنزلق مع البطانات. توفر البكرات المضافة المحيطة بجلبة السلسلة اتصالًا متدحرجًا مع أسنان العجلة المسننة وتوفر أيضًا مقاومة تآكل ممتازة للعجلة المسننة والسلسلة. طالما أن السلسلة مشحمة جيدًا، يكون الاحتكاك منخفضًا جدًا. يعد التشحيم النظيف المستمر لسلاسل الأسطوانة أمرًا ضروريًا للتشغيل الفعال والتوتر الصحيح.

التشحيم
تعمل العديد من سلاسل القيادة (مثل محركات عمود الحدبات في معدات المصانع ومحركات الاحتراق الداخلي) في بيئات نظيفة بحيث لا تتأثر أسطح تآكلها (أي المسامير والبطانات) بالرواسب المستقرة والمعلقة، والعديد منها بيئات مغلقة، على سبيل المثال، بعض الأسطوانات تحتوي السلاسل على حلقة O مدمجة بين لوحة الوصلة الخارجية ولوحة سلسلة الأسطوانة الداخلية. بدأت الشركات المصنعة للسلاسل في اعتماد هذه الميزة بعد أن اخترع جوزيف مونتانو، الذي عمل في شركة ويتني تشين في هارتفورد، كونيتيكت، التطبيق في عام 1971. تم تقديم الحلقات الدائرية كوسيلة لتحسين تشحيم وصلات سلسلة نقل الطاقة، وهو أمر مهم لإطالة عمر السلسلة. . تعمل هذه المثبتات المطاطية على إنشاء حاجز يحافظ على الشحوم المطبقة في المصنع داخل مناطق التآكل الخاصة بالمسمار والجلبة. بالإضافة إلى ذلك، تمنع الحلقات المطاطية على شكل حرف O الغبار والملوثات الأخرى من دخول مفاصل السلسلة. وبخلاف ذلك، يمكن أن تسبب هذه الجزيئات تآكلًا شديدًا. هناك أيضًا العديد من السلاسل التي يجب أن تعمل في ظروف قذرة ولا يمكن إغلاقها بسبب الحجم أو لأسباب تشغيلية. تشمل الأمثلة السلاسل المستخدمة في المعدات الزراعية والدراجات والمناشير. من المؤكد أن هذه السلاسل لها معدل تآكل مرتفع نسبيًا. العديد من مواد التشحيم ذات الأساس الزيتي تجذب الغبار والجسيمات الأخرى، وتشكل في النهاية عجينة كاشطة تزيد من تآكل السلسلة. يمكن التخفيف من هذه المشكلة باستخدام رش PTFE "الجاف". إنه يشكل طبقة قوية بعد التطبيق تمنع الجزيئات والرطوبة.

تشحيم سلسلة الدراجة النارية
استخدم حمام زيت بسلسلة تسير بسرعة عالية تعادل مركبة ذات عجلتين. هذا غير ممكن على الدراجات النارية الحديثة، ومعظم سلاسل الدراجات النارية تعمل دون حماية. ولذلك، تميل سلاسل الدراجات النارية إلى التآكل بسرعة مقارنة بالاستخدامات الأخرى. إنهم يتعرضون لقوى شديدة ويتعرضون للمطر والطين والرمال وأملاح الطرق. سلسلة الدراجات هي جزء من نظام الدفع الذي ينقل الطاقة من المحرك إلى العجلة الخلفية. يمكن للسلسلة المشحمة بشكل صحيح أن تحقق أكثر من 98% من كفاءة النقل. ستؤدي السلسلة غير المشحمة إلى تقليل الأداء بشكل كبير وزيادة تآكل السلسلة والعجلة المسننة. هناك نوعان متاحان من مواد تشحيم سلسلة الدراجات النارية ما بعد البيع: مواد تشحيم الرش وأنظمة التنقيط. قد تحتوي مواد التشحيم الرذاذية على الشمع أو التيفلون. تستخدم مواد التشحيم هذه إضافات لزجة للالتصاق بسلسلتك، ولكنها أيضًا تخلق معجونًا كاشطًا يسحب الأوساخ والحصى من الطريق ويسرع من تآكل المكونات بمرور الوقت. قم بتشحيم السلسلة باستمرار عن طريق تقطير الزيت باستخدام زيت خفيف لا يلتصق بالسلسلة. تظهر الأبحاث أن أنظمة إمداد الزيت بالتنقيط توفر أقصى قدر من الحماية من التآكل وأقصى قدر من توفير الطاقة.

المتغيرات
إذا لم يتم استخدام السلسلة في التطبيقات عالية التآكل (على سبيل المثال، ببساطة نقل الحركة من رافعة اليد إلى عمود التحكم في الآلة، أو الباب المنزلق في الفرن)، فسيتم استخدام نوع أبسط. لا يزال من الممكن استخدام السلسلة. على العكس من ذلك، قد "تصطدم" السلسلة عند الحاجة إلى قوة إضافية، ولكن يجب قيادتها بسلاسة على فترات زمنية أصغر. بدلاً من وضع صفين فقط من الصفائح على الجزء الخارجي من السلسلة، من الممكن وضع 3 ("مزدوجة")، 4 ("ثلاثية") أو أكثر من صفوف الصفائح المتوازية، مع البطانات بين الأزواج والبكرات المتجاورة. يتم ترتيب الأسنان التي لها نفس عدد الصفوف بشكل متوازي ومتطابقة على العجلة المسننة. على سبيل المثال، عادةً ما تحتوي سلسلة توقيت محرك السيارة على صفوف متعددة من اللوحات تسمى السلاسل. تأتي سلاسل الأسطوانة بأحجام متنوعة، مع معايير المعهد الوطني الأمريكي للمعايير (ANSI) الأكثر شيوعًا وهي 40 و50 و60 و80. يشير الرقم الأول إلى التباعد بين السلسلة بزيادات 8 بوصة، والرقم الأخير 0. 1 للسلسلة القياسية، و1 لسلسلة خفيفة الوزن، و5 لسلسلة الأكمام بدون بكرات. لذا فإن السلسلة التي يبلغ حجمها 0.5 بوصة هي مقاس 40 ضرسًا، في حين أن مقاس 160 ضرسًا بها بوصتان بين الأسنان، وهكذا. يتم التعبير عن خطوة الخيط المترية في ستة عشر من البوصة. ولذلك، فإن السلسلة المترية رقم 8 (08B-1) تعادل ANSI رقم 40. معظم سلاسل الأسطوانة مصنوعة من الكربون العادي أو سبائك الفولاذ، ولكن يتم استخدام الفولاذ المقاوم للصدأ في آلات تجهيز الأغذية وغيرها من الأماكن التي يمثل فيها التشحيم مشكلة. كما نرى أحيانًا النايلون والنحاس لنفس السبب. عادةً ما يتم توصيل سلاسل الأسطوانة باستخدام روابط رئيسية (وتسمى أيضًا "روابط التوصيل"). عادةً ما يحتوي هذا الرابط الرئيسي على دبوس مثبت في مكانه بواسطة مشبك حدوة حصان بدلاً من مشبك احتكاك ويمكن إدخاله أو إزالته باستخدام أداة بسيطة. تسمى السلاسل ذات الروابط أو المسامير القابلة للإزالة أيضًا بالسلاسل المقسمة القابلة للتعديل. تتوفر وصلات نصفية (وتسمى أيضًا "الإزاحات") وتستخدم لزيادة طول السلسلة باستخدام بكرة واحدة. سلاسل الأسطوانة المثبتة: نهايات الوصلات الرئيسية (وتسمى أيضًا "روابط التوصيل") يتم "تثبيتها" أو سحقها. هذه الدبابيس متينة ولا يمكن إزالتها.

مقطع حدوة حصان
مشبك حدوة الحصان عبارة عن ملحق فولاذي زنبركي على شكل حرف U يستخدم لتأمين الألواح الجانبية لوصلة التوصيل (أو "الرئيسية") التي كانت ضرورية في السابق لإكمال رابط سلسلة الأسطوانة. أصبحت طريقة المشبك غير مفضلة حيث يتم تصنيع المزيد والمزيد من السلاسل لتكون حلقات لا نهاية لها غير مخصصة للصيانة. تميل الدراجات النارية الحديثة إلى أن تكون مجهزة بسلاسل لا نهاية لها، ولكن من النادر أن تتآكل السلسلة وتحتاج إلى الاستبدال. متوفرة كقطع غيار. تميل التعديلات على أنظمة تعليق الدراجات النارية إلى تقليل هذا الاستخدام. توجد هذه الطريقة بشكل شائع في الدراجات النارية القديمة والدراجات القديمة (مثل تلك التي تحتوي على تروس مركزية)، ولا يمكن استخدام طريقة المشبك هذه على الدراجات المزودة بتروس derailleur لأن المشابك تميل إلى التعلق في ناقل الحركة. في كثير من الحالات، يتم تثبيت السلسلة التي لا نهاية لها على إطار الآلة ولا يمكن استبدالها بسهولة (وهذا ينطبق بشكل خاص على الدراجات التقليدية). ومع ذلك، في بعض الحالات، قد لا تعمل وصلات التوصيل التي تستخدم مشابك حدوة الحصان أو يفضلها التطبيق. في هذه الحالة، يتم استخدام "الوصلة الناعمة" التي تعتمد فقط على الاحتكاك باستخدام آلة تثبيت السلسلة. باستخدام أحدث المواد والأدوات والتقنيات الماهرة، يعد هذا الإصلاح إصلاحًا دائمًا قويًا تقريبًا ويدوم طالما كانت السلسلة غير مكسورة.

يستخدم
تُستخدم سلاسل الأسطوانة في محركات الأقراص ذات السرعة المنخفضة إلى المتوسطة بسرعات تتراوح من 600 إلى 800 قدم تقريبًا في الدقيقة. ومع ذلك، عند السرعات العالية، حوالي 2000 إلى 3000 قدم في الدقيقة، غالبًا ما يتم استخدام أحزمة V بسبب مشاكل التآكل والضوضاء. سلسلة الدراجات هي نوع من سلسلة الأسطوانة. قد تحتوي سلسلة دراجتك على رابط رئيسي، أو قد تتطلب أداة سلسلة لإزالتها وتثبيتها. تستخدم معظم الدراجات النارية سلسلة مماثلة وأكبر وأقوى، ولكن يتم استبدالها أحيانًا بحزام مسنن أو محرك عمود ينتج ضوضاء أقل ويتطلب صيانة أقل. تستخدم بعض محركات السيارات سلاسل أسطوانية لقيادة أعمدة الكامات. تُستخدم محركات التروس بشكل شائع في المحركات عالية الأداء، وقد استخدمت بعض الشركات المصنعة الأحزمة المسننة منذ أوائل الستينيات. تُستخدم السلاسل أيضًا في الرافعات الشوكية التي تستخدم الكباش الهيدروليكية كبكرات لرفع وخفض الشاحنة. ومع ذلك، لا تعتبر هذه السلاسل سلاسل أسطوانية ولكن يتم تصنيفها على أنها سلاسل رفع أو سلاسل ألواح. تتشابه سلاسل قطع المنشار ظاهريًا مع سلاسل الأسطوانة ولكنها ترتبط ارتباطًا وثيقًا بسلاسل الأوراق. يتم تشغيلها بواسطة روابط محرك بارزة وتعمل أيضًا على وضع السلسلة على الشريط. ربما باستخدام زوج من سلاسل الدراجات النارية بشكل غير معتاد، تستخدم Harrier Jumpjet محركًا متسلسلًا من محرك هوائي لتدوير فوهة المحرك المتحركة التي تشير إلى الأسفل لرحلة التحليق وإلى الخلف في الوضع الطبيعي. الطيران إلى الأمام، وهو نظام يسمى "توجيه الدفع".

يرتدي
تأثير تآكل سلسلة الأسطوانة هو زيادة درجة الصوت (المسافة بين الوصلات) وإطالة السلسلة. لاحظ أن هذا يرجع إلى تآكل الدبوس المحوري والجلبة، وليس الاستطالة الفعلية للمعدن (وهو ما يحدث مع بعض الأجزاء الفولاذية المرنة، مثل كابلات فرملة اليد في السيارة). يحب). مع السلاسل الحديثة، من النادر أن يتم ارتداء سلسلة (غير خاصة بالدراجة) إلى درجة الفشل. مع تآكل السلسلة، تبدأ أسنان العجلة المسننة في التآكل بسرعة وتنكسر في النهاية، مما يؤدي إلى فقدان جميع أسنان العجلة المسننة. أسنان ضرس. يخضع العجلة المسننة (خاصة الأصغر بين العجلة المسننة) لحركة طحن تخلق شكل الخطاف المميز على السطح المدفوع للأسنان. (يتفاقم هذا التأثير بسبب شد السلسلة بشكل غير مناسب، ولكن لا يمكن تجنبه بغض النظر عن الاحتياطات المتخذة). لن تتمكن الأسنان (والسلاسل) البالية من نقل الطاقة بسلاسة، وهو ما سيكون واضحًا في الضوضاء أو الاهتزاز أو (في حالة محركات السيارات ذات سلاسل التوقيت) التغيرات في توقيت الإشعال التي تظهر من خلال ضوء التوقيت. لن تدوم السلسلة الجديدة الموجودة على العجلة المسننة لفترة طويلة، لذا في هذه الحالة يجب استبدال كل من العجلة المسننة والسلسلة. ومع ذلك، في الحالات الأقل خطورة، يمكنك حفظ العجلة الأكبر من العجلة المسننة. وذلك لأن العجلة المسننة الأصغر حجمًا دائمًا ما تتآكل أكثر. عادةً ما تخرج السلاسل من العجلة المسننة فقط في التطبيقات الخفيفة جدًا (مثل الدراجات) أو في الحالات القصوى من عدم كفاية التوتر. يتم حساب استطالة تآكل السلسلة وفقًا للمعادلة التالية: % = ( ( M. − ( S. ＊ P. ) ) / ( S. ＊ P. ) ) ＊ 100 {\displaystyle \%=((M-(S) *P ))/(S*P))*100} M = طول عدد الوصلات المقاسة S = عدد الوصلات المقاسة P = درجة الصوت من الشائع في الصناعة مراقبة حركة شداد السلسلة (سواء كانت يدوية أو أوتوماتيكية) ودقة طول سلسلة القيادة (القاعدة الأساسية هي تمديد البكرات بنسبة 3% في محرك قابل للتعديل لاستبدال السلسلة أو تمديد سلسلة الأسطوانة بنسبة 1.5%)٪ (في محرك مركزي ثابت) . هناك طريقة بسيطة، ومناسبة بشكل خاص لمستخدمي الدراجات والدراجات النارية، وهي سحب السلسلة من العجلة المسننة الأكبر عندما تكون السلسلة مشدودة. قد تشير الحركة الكبيرة (المرئية من خلال الفجوات، وما إلى ذلك) إلى أن السلسلة قد وصلت أو تجاوزت الحد الأقصى للتآكل. قد يؤدي تجاهل هذه المشكلة إلى إتلاف العجلة المسننة. يمكن أن يؤدي ارتداء العجلة المسننة إلى مقاومة هذا التأثير وإخفاء تآكل السلسلة.

ارتداء سلسلة دراجة
يمكن أن تنكسر السلاسل خفيفة الوزن على الدراجات ذات التروس الدوارة لأن الدبوس الداخلي على شكل برميل بدلاً من أن يكون أسطوانيًا (أو بالأحرى، في اللوحة الجانبية، نظرًا لأن "التثبيت" عادة ما يكون أول من يفشل). قد ينزل). الاتصال بين الدبوس والجلبة هو نقطة وليس الخط المعتاد، مما يتسبب في مرور دبوس السلسلة عبر الجلبة وفي النهاية الأسطوانة، مما يؤدي في النهاية إلى كسر السلسلة. يعد هذا الهيكل ضروريًا لأن حركة النقل لناقل الحركة هذا تتطلب ثني السلسلة ولفها جانبيًا، ولكن يرجع ذلك إلى المرونة والحرية الطويلة نسبيًا لمثل هذه السلسلة الرفيعة على الدراجة. قد يحدث طول. يمثل فشل السلسلة مشكلة أقل في أنظمة تروس المحور (Bendix 2 speed، Sturmey-Archer AW، وما إلى ذلك) لأن سطح التآكل الملامس للبطانات ذات المسامير المتوازية يكون أكبر بكثير. يسمح نظام تروس المحور أيضًا بغطاء كامل، مما يساعد بشكل كبير في التشحيم وحماية الرمال.

قوة السلسلة
المقياس الأكثر شيوعًا لقوة سلسلة الأسطوانة هو قوة الشد. تشير قوة الشد إلى مقدار الحمل الفردي الذي يمكن أن تتحمله السلسلة قبل أن تنكسر. قوة إجهاد السلسلة لا تقل أهمية عن قوة الشد. العوامل الرئيسية التي تؤثر على قوة الكلال للسلسلة هي جودة الفولاذ المستخدم لتصنيع السلسلة، والمعالجة الحرارية لمكونات السلسلة، وجودة معالجة ثقب عقدة لوحة السلسلة، ونوع الطلقة وقوة طلاء peening بالرصاص. على لوحة الارتباط. قد تشمل العوامل الأخرى سمك لوحة السلسلة وتصميم لوحة السلسلة (الملف الشخصي). بالنسبة لسلاسل الأسطوانة التي تعمل في محركات مستمرة، فإن القاعدة الأساسية هي أن الحمل على السلسلة يجب ألا يتجاوز 1/6 أو 1/9 من قوة شد السلسلة، اعتمادًا على نوع الوصلة الرئيسية المستخدمة (ضغط مناسب أو انزلاق- على ). يجب أن يصلح). سلاسل الأسطوانة التي تعمل في محركات مستمرة فوق هذه العتبات يمكن أن تفشل، وغالبًا ما يحدث ذلك، قبل الأوان بسبب فشل الكلال في لوحات السلسلة. الحد الأدنى القياسي للقوة القصوى لسلاسل الفولاذ ANSI 29.1 هو 12500 × (درجة الميل بالبوصة)2. تتميز سلاسل الحلقة X والحلقة O بمواد تشحيم داخلية تقلل بشكل كبير من التآكل وتطيل عمر السلسلة. يتم حقن مادة التشحيم الداخلية عبر الفراغ عند تثبيت السلسلة.

معيار السلسلة
تحافظ منظمات المعايير مثل ANSI وISO على معايير لتصميم سلسلة القيادة والأبعاد وقابلية التبادل. على سبيل المثال، يعرض الجدول أدناه بيانات من معيار ANSI B29.1-2011 (سلاسل الأسطوانة الدقيقة والملحقات والعجلات المسننة) الذي طورته الجمعية الأمريكية للمهندسين الميكانيكيين (ASME). انظر الموارد للحصول على التفاصيل. لمساعدتك على التذكر، إليك مخطط آخر للأبعاد الرئيسية (بالبوصة) لنفس المعيار (وهو جزء مما تضعه في الاعتبار عند اختيار الأرقام الموصى بها بواسطة معيار ANSI): سلسلة دراجات نموذجية (لتروس derailleur ) استخدم ضيقة 1 /2 بوصة سلسلة الملعب. عرض السلسلة متغير دون التأثير على سعة الحمولة. كلما زاد عدد أسنان العجلة الموجودة على العجلة الخلفية (كانت 3-6، والآن 7-12)، أصبحت السلسلة أرق. تُباع السلاسل بناءً على عدد السرعات المُصممة للعمل بها، مثل "سلسلة ذات 10 سرعات". تستخدم معدات المحور أو الدراجات ذات السرعة الواحدة سلسلة مقاس 1/2 × 1/8 بوصة. يشير 1/8 بوصة إلى الحد الأقصى لسمك العجلة المسننة التي يمكن استخدامها على السلسلة. عادةً ما تحتوي السلاسل ذات الروابط المتوازية على عدد زوجي من الروابط، حيث يتبع كل رابط ضيق رابط أوسع. يمكن صنع السلاسل المصنوعة من روابط موحدة تكون ضيقة من أحد الطرفين وعريضة من الطرف الآخر بعدد فردي من الوصلات، وهو أمر مفيد لاستيعاب مسافات خاصة للعجلة المسننة. لسبب واحد، تميل هذه السلاسل إلى أن تكون أقل قوة. تُسمى أحيانًا سلاسل الأسطوانة المصنعة وفقًا لمعايير ISO "سلاسل متساوية".