تاریخچه توسعه و کاربرد زنجیرهای غلتکی

زنجیر غلتکی یا زنجیر غلتکی بوش دار بیشتر در انواع ماشین آلات خانگی، صنعتی و کشاورزی مانند نوار نقاله، ماشین های سیم کشی، ماشین های چاپ، خودرو، موتورسیکلت و ... استفاده می شود. دوچرخه این شامل یک سری غلتک استوانه ای کوتاه است که توسط پیوندهای جانبی به هم متصل شده اند. توسط چرخ دنده هایی به نام چرخ دنده هدایت می شود. این یک راه ساده، قابل اعتماد و کارآمد برای انتقال برق است. طرحی متعلق به قرن شانزدهم توسط لئوناردو داوینچی یک زنجیر با رولبرینگ را نشان می دهد. در سال 1800، جیمز فاسل یک زنجیر غلتکی را به ثبت رساند که یک قفل تعادل ایجاد می کرد و در سال 1880، هانس رینولد یک زنجیر غلتکی بوش را به ثبت رساند.
قرار دادن
زنجیرهای غلتکی بوش دار دارای دو نوع پیوند هستند که به طور متناوب مرتب شده اند. نوع اول پیوند داخلی است که در آن دو صفحه داخلی توسط دو آستین یا بوش که دو غلتک را می چرخانند به هم متصل می شوند. پیوندهای داخلی با نوع دوم پیوند بیرونی، متشکل از دو صفحه بیرونی که توسط پین هایی که از بوش های پیوند داخلی عبور می کنند، به هم متصل می شوند. زنجیرهای غلتکی "بدون بوش" متفاوت ساخته می شوند اما به طور مشابه عمل می کنند. به جای بوش‌ها یا آستین‌های جداگانه که پانل‌های داخلی را در کنار هم نگه می‌دارند، پانل‌ها با لوله‌هایی که از سوراخ‌ها بیرون زده و همان هدف را انجام می‌دهند، مهر می‌شوند. این مزیت حذف یک مرحله در مونتاژ زنجیره را دارد. طراحی زنجیره غلتکی اصطکاک را کاهش می دهد که باعث افزایش کارایی و کاهش سایش در مقایسه با طرح های ساده تر می شود. زنجیر محرک اصلی فاقد غلتک یا بوش بود و هر دو صفحه داخلی و خارجی توسط پین هایی که مستقیماً با دندانه های چرخ دنده تماس برقرار می کردند به هم متصل می شدند. با این حال، در این پیکربندی متوجه شدم که دندان‌های چرخ‌دنده و صفحه‌ای که دندان‌های چرخ‌دنده روی آن می‌چرخند، خیلی سریع فرسوده می‌شوند. این مشکل تا حدی با توسعه زنجیره های آستین حل شد، که در آن پین های نگهدارنده صفحات بیرونی از بوش ها یا آستین های اتصال صفحات داخلی عبور می کنند. این سایش را در منطقه وسیع تری توزیع می کند. با این حال، به دلیل اصطکاک لغزشی با بوشینگ، دندان‌های چرخ‌دنده همچنان سریع‌تر از حد انتظار فرسوده می‌شوند. غلتک های اضافه شده اطراف آستین بوش زنجیر، تماس غلتشی را با دندانه های چرخ دنده ایجاد می کند و همچنین مقاومت در برابر سایش عالی را برای چرخ دنده و زنجیر ایجاد می کند. تا زمانی که زنجیر به خوبی روغن کاری شود، اصطکاک بسیار کم است. روانکاری تمیز مداوم زنجیره های غلتکی برای عملکرد کارآمد و کشش صحیح ضروری است.

روان کننده
بسیاری از زنجیرهای محرک (مانند درایوهای میل بادامک در تجهیزات کارخانه و موتورهای احتراق داخلی) در محیط‌های تمیز کار می‌کنند تا سطوح پوشیده آن‌ها (یعنی پین‌ها و بوش‌ها) تحت تأثیر رسوبات ته‌نشین و معلق قرار نگیرند و بسیاری از آنها محیط‌های بسته هستند، به عنوان مثال، برخی از غلتک‌ها. زنجیرها دارای یک حلقه O داخلی بین صفحه پیوند بیرونی و صفحه زنجیره غلتکی داخلی هستند. تولید کنندگان زنجیر پس از آنکه جوزف مونتانو، که برای ویتنی چین در هارتفورد، کانکتیکات کار می کرد، این برنامه را در سال 1971 اختراع کرد، شروع به استفاده از این ویژگی کردند. رینگ های O به عنوان روشی برای بهبود روانکاری پیوندهای زنجیره انتقال نیرو معرفی شدند که برای افزایش عمر زنجیر مهم است. . این نگهدارنده های لاستیکی مانعی ایجاد می کنند که گریس اعمال شده در کارخانه را در نواحی سایش پین و بوش نگه می دارد. علاوه بر این، O-ring های لاستیکی از ورود گرد و غبار و سایر آلاینده ها به اتصالات زنجیره ای جلوگیری می کنند. در غیر این صورت، چنین ذرات می توانند باعث سایش شدید شوند. زنجیرهای زیادی نیز وجود دارند که باید در شرایط کثیف کار کنند و به دلیل اندازه یا دلایل عملیاتی قابل آب بندی نیستند. به عنوان مثال می توان به زنجیر مورد استفاده در تجهیزات کشاورزی، دوچرخه و اره برقی اشاره کرد. این زنجیرها به ناچار میزان سایش نسبتا بالایی دارند. بسیاری از روان کننده های مبتنی بر روغن گرد و غبار و سایر ذرات را جذب می کنند و در نهایت یک خمیر ساینده تشکیل می دهند که سایش زنجیره را افزایش می دهد. این مشکل را می توان با استفاده از پاشش PTFE "خشک" کاهش داد. پس از استفاده یک لایه قوی تشکیل می دهد که هم ذرات و هم رطوبت را مسدود می کند.

روغن کاری زنجیر موتور سیکلت
از حمام روغن با زنجیر استفاده کنید که با سرعت بالایی معادل یک وسیله نقلیه دو چرخ حرکت می کند. در موتورسیکلت های مدرن این امکان وجود ندارد و بیشتر زنجیر موتورسیکلت ها بدون محافظ کار می کنند. بنابراین، زنجیر موتور سیکلت در مقایسه با سایر موارد به سرعت فرسوده می شود. آنها در معرض نیروهای شدید قرار می گیرند و در معرض باران، گل و لای، ماسه و نمک جاده هستند. زنجیر دوچرخه بخشی از پیشرانه است که نیرو را از موتور به چرخ عقب منتقل می کند. یک زنجیر به درستی روغن کاری شده می تواند بیش از 98 درصد راندمان انتقال را به دست آورد. یک زنجیر روغن کاری نشده عملکرد را به میزان قابل توجهی کاهش می دهد و سایش زنجیر و چرخ دنده را افزایش می دهد. دو نوع روان کننده های زنجیره ای موتور سیکلت در بازار وجود دارد: روان کننده های اسپری و سیستم های قطره ای. روان کننده های اسپری ممکن است حاوی موم یا تفلون باشند. این روان کننده ها از افزودنی های چسبنده برای چسبیدن به زنجیر شما استفاده می کنند، اما همچنین خمیر ساینده ای ایجاد می کنند که خاک و شن را از جاده می کشد و سایش اجزا را در طول زمان تسریع می کند. با استفاده از روغن سبک که به زنجیر نمی چسبد، به طور مداوم زنجیره را با چکاندن روغن روغن کاری کنید. تحقیقات نشان می دهد که سیستم های تامین روغن قطره ای حداکثر محافظت در برابر سایش و حداکثر صرفه جویی در انرژی را ارائه می دهند.

انواع
اگر زنجیر برای کاربردهای با سایش بالا استفاده نشود (به عنوان مثال، انتقال حرکت از یک اهرم دستی به شفت کنترل یک ماشین، یا یک درب کشویی روی کوره)، از نوع ساده‌تر استفاده می‌شود. زنجیر هنوز قابل استفاده است. برعکس، یک زنجیر ممکن است در صورت نیاز به استحکام اضافی "برخورد" کند، اما باید به آرامی در فواصل زمانی کوچکتر حرکت داده شود. به جای قرار دادن تنها 2 ردیف صفحه در قسمت بیرونی زنجیره، می توان 3 ("دو")، 4 ("سه") یا بیشتر ردیف صفحات موازی را با بوش هایی بین جفت ها و غلتک های مجاور قرار داد. دندان هایی با تعداد ردیف یکسان به موازات یکدیگر قرار گرفته اند و روی چرخ دنده مطابقت دارند. به عنوان مثال، یک زنجیر تایم موتور خودرو معمولا دارای چندین ردیف صفحات به نام زنجیر است. زنجیر غلتکی در اندازه‌های مختلفی تولید می‌شود که رایج‌ترین استانداردهای مؤسسه استاندارد ملی آمریکا (ANSI) 40، 50، 60 و 80 است. عدد اول نشان‌دهنده فاصله زنجیره در افزایش 8 اینچی و آخرین عدد است. 0 است. 1 برای یک زنجیر استاندارد، 1 برای یک زنجیر سبک وزن، و 5 برای یک زنجیر آستین بدون غلتک است. بنابراین یک زنجیر با گام 0.5 اینچی یک چرخ دنده سایز 40 است، در حالی که یک زنجیر سایز 160 دارای 2 اینچ بین دندان ها است و غیره. گام نخ متریک در شانزدهم اینچ بیان می شود. بنابراین، زنجیره متریک شماره 8 (08B-1) معادل ANSI شماره 40 است. بیشتر زنجیرهای غلتکی از کربن ساده یا فولاد آلیاژی ساخته می شوند، اما فولاد ضد زنگ در ماشین آلات پردازش مواد غذایی و سایر مکان هایی که روغن کاری مشکل است استفاده می شود. ، گاهی اوقات نایلون و برنج را نیز به همین دلیل می بینیم. زنجیرهای غلتکی معمولاً با استفاده از پیوندهای اصلی (که "لینک های اتصال" نیز نامیده می شوند) به هم متصل می شوند. این پیوند اصلی معمولاً دارای یک سنجاق است که توسط یک گیره نعل اسبی به جای اتصال اصطکاکی ثابت شده است و می توان آن را با یک ابزار ساده وارد یا برداشت. به زنجیرهایی که دارای پیوندها یا پین های قابل جابجایی هستند، زنجیره های تقسیم قابل تنظیم نیز گفته می شود. پیوندهای نیمه (همچنین به نام "offset") موجود است و برای افزایش طول زنجیره با یک غلتک استفاده می شود. زنجیر غلتکی پرچ شده انتهای پیوندهای اصلی (که به آنها "حلقه اتصال" نیز گفته می شود) "پرچ" یا خرد شده است. این پین ها بادوام هستند و قابل جدا شدن نیستند.

گیره نعل اسب
گیره نعل اسبی یک اتصال فولادی فنری U شکل است که برای محکم کردن صفحات جانبی پیوند اتصال (یا "مستر") که قبلا برای تکمیل پیوند زنجیره غلتکی لازم بود استفاده می شود. روش گیره در حال از بین رفتن است زیرا زنجیره های بیشتری به عنوان حلقه های بی پایان ساخته می شوند که برای نگهداری در نظر گرفته نشده اند. موتورسیکلت های مدرن معمولا به زنجیر بی پایان مجهز می شوند، اما به ندرت پیش می آید که زنجیر فرسوده شود و نیاز به تعویض داشته باشد. به عنوان قطعه یدکی موجود است. تغییرات در سیستم تعلیق موتور سیکلت باعث کاهش این استفاده می شود. معمولاً در موتورسیکلت‌های قدیمی‌تر و دوچرخه‌های قدیمی‌تر (مانند آنهایی که دارای دنده توپی هستند) یافت می‌شود، این روش گیره را نمی‌توان در دوچرخه‌هایی با چرخ دنده‌های چرخ‌دنده استفاده کرد، زیرا گیره‌ها تمایل دارند در شیفتر گیر کنند. در بسیاری از موارد، زنجیر بی پایان به قاب دستگاه ثابت می شود و به راحتی قابل تعویض نیست (این امر به ویژه در مورد دوچرخه های سنتی صادق است). با این حال، در برخی موارد، پیوندهای جفت با استفاده از گیره های نعل اسبی ممکن است کار نکنند یا توسط برنامه ترجیح داده شوند. در این مورد، از یک "پیوند نرم" استفاده می شود که تنها به اصطکاک با استفاده از ماشین پرچ زنجیری متکی است. با استفاده از جدیدترین مواد، ابزار و تکنیک های ماهر، این تعمیر یک تعمیر دائمی است که تقریباً به همان اندازه قوی است و به اندازه یک زنجیره ناگسستنی دوام می آورد.

استفاده کنید
زنجیر غلتکی در درایوهای با سرعت کم تا متوسط ​​با سرعت تقریباً 600 تا 800 فوت در دقیقه استفاده می شود. با این حال، در سرعت های بالا، حدود 2000 تا 3000 فوت در دقیقه، تسمه های V شکل اغلب به دلیل سایش و مشکلات صدا استفاده می شوند. زنجیر دوچرخه نوعی زنجیر غلتکی است. زنجیر دوچرخه شما ممکن است یک لینک اصلی داشته باشد، یا ممکن است برای برداشتن و نصب به یک ابزار زنجیره ای نیاز داشته باشد. اکثر موتورسیکلت ها از زنجیر مشابه، بزرگتر و قوی تر استفاده می کنند، اما گاهی اوقات با یک تسمه دندانه دار یا درایو شفت جایگزین می شود که صدای کمتری تولید می کند و نیاز به نگهداری کمتری دارد. برخی از موتورهای خودرو از زنجیر غلتکی برای به حرکت درآوردن میل بادامک استفاده می کنند. درایوهای دنده معمولاً در موتورهای با کارایی بالا استفاده می شوند و برخی از سازندگان از اوایل دهه 1960 از تسمه های دندانه دار استفاده می کردند. زنجیر همچنین در لیفتراک هایی استفاده می شود که از قوچ های هیدرولیک به عنوان قرقره برای بالا و پایین بردن کامیون استفاده می کنند. با این حال، این زنجیر به عنوان زنجیره غلتکی در نظر گرفته نمی شود، بلکه به عنوان زنجیره بالابر یا زنجیره صفحه طبقه بندی می شود. زنجیرهای برش اره برقی از نظر ظاهری شبیه به زنجیرهای غلتکی هستند اما بیشتر به زنجیره های برگ مرتبط هستند. آنها توسط پیوندهای محرک بیرون زده هدایت می شوند و همچنین برای قرار دادن زنجیر روی میله کار می کنند. شاید به طور غیرمعمول با استفاده از یک جفت زنجیر موتور سیکلت، هاریر جامپ جت از یک درایو زنجیره ای از یک موتور هوا برای چرخاندن نازل متحرک موتور استفاده می کند که برای پرواز شناور به سمت پایین و برای پرواز معمولی به عقب اشاره می کند. پرواز به جلو، سیستمی به نام «بردار رانش.

پوشیدن
اثر سایش زنجیره غلتکی افزایش گام (فاصله بین حلقه ها) و طولانی شدن زنجیره است. توجه داشته باشید که این به دلیل سایش پین و بوش است، نه کشیدگی واقعی فلز (که در مورد برخی از قطعات فولادی انعطاف پذیر مانند کابل های ترمز دستی خودرو اتفاق می افتد). مانند). با زنجیرهای مدرن، به ندرت پیش می آید که یک زنجیر (غیر دوچرخه) تا حد خرابی پوشیده شود. با فرسودگی زنجیر، دندان‌های چرخ‌دنده به سرعت شروع به ساییدگی می‌کنند و در نهایت می‌شکنند و در نتیجه تمام دندان‌های چرخ‌دنده از بین می‌روند. دندان های چرخ دنده. چرخ دنده (به خصوص کوچکتر از دو چرخ دنده) تحت یک حرکت سایشی قرار می گیرد که شکل مشخصه قلاب را روی سطح رانده دندان ها ایجاد می کند. (این اثر با کشش نامناسب زنجیره تشدید می شود، اما صرف نظر از اقدامات احتیاطی اجتناب ناپذیر است). دندان های فرسوده (و زنجیر) قادر به انتقال یکنواخت نیرو نخواهند بود، که در صدا، ارتعاش یا (در مورد موتورهای خودرو با زنجیر تایم) تغییرات در زمان جرقه زنی که از طریق چراغ تایم مشاهده می شود مشهود است. زنجیر جدید روی یک چرخ دنده فرسوده دوام زیادی نخواهد داشت، بنابراین در این حالت هم زنجیر و هم زنجیر باید تعویض شوند. با این حال، در موارد شدیدتر، می توانید چرخ دنده بزرگتر را ذخیره کنید. این به این دلیل است که چرخ دنده های کوچکتر همیشه بیشترین سایش را دارند. زنجیر معمولاً فقط در موارد بسیار سبک (مانند دوچرخه) یا در موارد شدید کشش ناکافی از چرخ دنده ها بیرون می آید. طول سایش زنجیره طبق فرمول زیر محاسبه می شود: % = ( ( M. − ( S. ＊ P. ) ) / ( S. ＊ P. ) ＊ 100 {\displaystyle \%=((M-(S *P ))/(S*P))*100} M = طول تعداد پیوندهای اندازه گیری شده S = تعداد پیوندهای اندازه گیری شده P = ارتفاع آن است رایج در صنعت برای نظارت بر حرکت کشش زنجیر (چه دستی یا خودکار) و دقت طول زنجیر محرک (یک قانون کلی این است که غلتک ها را 3٪ در یک درایو قابل تنظیم بکشید تا زنجیر را جایگزین کنید یا غلتک را بکشید. زنجیر 1.5٪٪ (در یک درایو مرکزی ثابت). یک روش ساده، مخصوصاً برای کاربران دوچرخه و موتور سیکلت، این است که زنجیر را از دو چرخ دنده بزرگتر در زمانی که زنجیر کشیده است، جدا کنید. حرکت قابل توجه (قابل مشاهده از طریق شکاف ها و غیره) ممکن است نشان دهنده این باشد که زنجیر به حد سایش نهایی خود رسیده یا از آن فراتر رفته است. نادیده گرفتن این مشکل ممکن است به چرخ دنده آسیب برساند. سایش چرخ زنجیر می تواند با این اثر مقابله کند و سایش زنجیره را بپوشاند.

لباس زنجیر دوچرخه
زنجیرهای سبک وزن در دوچرخه‌های دارای چرخ دنده‌های چرخ‌دنده می‌توانند بشکنند زیرا پین داخلی به جای استوانه‌ای بشکه‌ای شکل است (یا بهتر است بگوییم در صفحه جانبی، زیرا معمولاً «پرچ» اولین چیزی است که از کار می‌افتد). ممکن است از بین برود). تماس بین پین و بوش به جای خط معمولی یک نقطه است و باعث می شود پین زنجیر از بوش و در نهایت غلتک عبور کند و در نهایت باعث پاره شدن زنجیر می شود. این ساختار ضروری است زیرا عمل جابجایی این گیربکس مستلزم خم شدن و پیچش زنجیر به طرفین است، اما به دلیل انعطاف پذیری و آزادی نسبتا طولانی چنین زنجیر نازکی روی دوچرخه است. طول ممکن است رخ دهد. خرابی زنجیر در سیستم‌های دنده توپی (سرعت Bendix 2، Sturmey-Archer AW و غیره) کمتر مطرح است، زیرا سطح سایش در تماس با بوش‌های پین موازی بسیار بزرگ‌تر است. سیستم چرخ دنده توپی همچنین امکان یک محفظه کامل را فراهم می کند که کمک زیادی به روغن کاری و حفاظت از شن و ماسه می کند.

استحکام زنجیر
متداول ترین معیار استحکام زنجیره غلتکی استحکام کششی است. استحکام کششی نشان دهنده مقدار باری است که یک زنجیر قبل از شکستن می تواند تحمل کند. استحکام خستگی زنجیر به اندازه مقاومت کششی مهم است. عوامل کلیدی که بر استحکام خستگی زنجیر تأثیر می‌گذارند عبارتند از: کیفیت فولاد مورد استفاده برای ساخت زنجیره، عملیات حرارتی اجزای زنجیره، کیفیت پردازش سوراخ گره صفحه زنجیره، نوع شلیک و استحکام پوشش شات پینینگ. در صفحه پیوند عوامل دیگر ممکن است شامل ضخامت صفحه زنجیر و طراحی صفحه زنجیره (پروفایل) باشد. برای زنجیرهای غلتکی که در درایوهای پیوسته کار می کنند، یک قانون کلی این است که بار روی زنجیر نباید از 1/6 یا 1/9 استحکام کششی زنجیر تجاوز کند، بسته به نوع اتصال اصلی مورد استفاده (پرس مناسب یا لغزش). در ). باید مناسب باشد). زنجیرهای غلتکی که در درایوهای پیوسته بالاتر از این آستانه ها کار می کنند، می توانند و اغلب نیز به دلیل شکستگی ناشی از خستگی صفحات زنجیره ای، پیش از موعد از کار بیفتند. حداقل استحکام نهایی استاندارد برای زنجیرهای فولادی ANSI 29.1 برابر با 12500 x (گام در اینچ) است. زنجیره های X-ring و O-ring دارای روان کننده های داخلی هستند که به طور قابل توجهی سایش را کاهش می دهند و عمر زنجیره را افزایش می دهند. روان کننده داخلی هنگام پرچ کردن زنجیر از طریق خلاء تزریق می شود.

استاندارد زنجیره ای
سازمان های استاندارد مانند ANSI و ISO استانداردهایی را برای طراحی زنجیره محرک، ابعاد و قابلیت تعویض حفظ می کنند. برای مثال، جدول زیر داده‌های استاندارد ANSI B29.1-2011 (زنجیره‌های غلتکی دقیق، لوازم جانبی و چرخ‌دنده‌ها) را نشان می‌دهد که توسط انجمن مهندسین مکانیک آمریکا (ASME) توسعه یافته است. برای جزئیات بیشتر به منابع مراجعه کنید. برای کمک به یادآوری، در اینجا نمودار دیگری از ابعاد کلید (بر حسب اینچ) برای همان استاندارد آمده است (که بخشی از آن چیزی است که هنگام انتخاب اعداد توصیه شده توسط استاندارد ANSI در نظر می گیرید): زنجیر دوچرخه معمولی (برای دنده های چرخ دنده) از 1 باریک استفاده کنید. / زنجیر زمینی 2 اینچی. عرض زنجیر بدون تأثیر بر ظرفیت بار متغیر است. هرچه چرخ دنده های بیشتری روی چرخ عقب داشته باشید (قبلاً 3-6 بود، اکنون 7-12)، زنجیر نازک تر است. زنجیرها بر اساس تعداد سرعت هایی که برای کار طراحی شده اند فروخته می شوند، مانند "زنجیره 10 سرعته". چرخ دنده هاب یا دوچرخه های تک سرعته از زنجیر 1/2 x 1/8 اینچی استفاده می کنند. 1/8 اینچ به حداکثر ضخامت چرخ دنده ای اشاره دارد که می توان روی یک زنجیر استفاده کرد. زنجیرهای با پیوندهای موازی معمولاً دارای تعداد پیوند زوج هستند و هر پیوند باریک یک پیوند گسترده‌تر به دنبال دارد. زنجیرهای ساخته شده با پیوندهای یکنواخت که در یک انتها باریک و در انتهای دیگر پهن هستند را می توان با تعداد فرد حلقه ساخته شد که برای در نظر گرفتن فواصل خاص چرخ زنجیر سودمند است. برای یک چیز، چنین زنجیره هایی از استحکام کمتری برخوردار هستند. زنجیرهای غلتکی که طبق استانداردهای ISO تولید می شوند، گاهی اوقات "ایزوزنجیره" نامیده می شوند.