Les chaînes à rouleaux ou les chaînes à rouleaux à bagues sont le plus souvent utilisées dans divers types de machines domestiques, industrielles et agricoles telles que les convoyeurs, les machines à tréfiler, les presses à imprimer, les automobiles, les motos, etc. Il s'agit d'un type d'entraînement par chaîne utilisé. vélo. Il se compose d'une série de rouleaux cylindriques courts maintenus ensemble par des maillons latéraux. Il est entraîné par des engrenages appelés pignons. Il s'agit d'un moyen simple, fiable et efficace de transmettre de l'électricité. Un croquis de Léonard de Vinci du XVIe siècle montre une chaîne à roulements à rouleaux. En 1800, James Fassel a breveté une chaîne à rouleaux dotée d'un verrou à contrepoids, et en 1880, Hans Reynold a breveté une chaîne à rouleaux Bush.
faire des réserves
Les chaînes à rouleaux à douilles comportent deux types de maillons disposés en alternance. Le premier type est le maillon intérieur, où les deux plaques intérieures sont maintenues ensemble par deux manchons ou bagues qui font tourner deux rouleaux. Les maillons intérieurs alternent avec un deuxième type de maillon extérieur, constitué de deux plaques extérieures maintenues ensemble par des broches passant dans des bagues de maillon intérieur. Les chaînes à rouleaux « sans douille » sont construites différemment mais fonctionnent de la même manière. Au lieu de bagues ou de manchons séparés maintenant les panneaux intérieurs ensemble, les panneaux sont estampés de tubes qui dépassent à travers les trous et remplissent le même objectif. Cela présente l'avantage de supprimer une étape d'assemblage de la chaîne. La conception de la chaîne à rouleaux réduit la friction, ce qui augmente l'efficacité et réduit l'usure par rapport aux conceptions plus simples. La chaîne d'entraînement d'origine n'avait ni rouleaux ni bagues, et les plaques intérieure et extérieure étaient maintenues ensemble par des broches qui entraient en contact direct avec les dents du pignon. Cependant, dans cette configuration, j'ai constaté que les dents du pignon et le plateau sur lequel tournaient les dents du pignon s'usaient très rapidement. Ce problème a été partiellement résolu par le développement de chaînes à manchons, dans lesquelles les broches retenant les plaques extérieures passent à travers des bagues ou des manchons reliant les plaques intérieures. Cela répartit l'usure sur une zone plus large. Cependant, les dents du pignon s'usent toujours plus rapidement que prévu en raison du frottement de glissement avec les bagues. Les rouleaux ajoutés entourant le manchon de la douille de chaîne assurent un contact roulant avec les dents du pignon et offrent également une excellente résistance à l'usure du pignon et de la chaîne. Tant que la chaîne est bien lubrifiée, la friction est très faible. Une lubrification propre et continue des chaînes à rouleaux est essentielle pour un fonctionnement efficace et une tension correcte.
lubrifiant
De nombreuses chaînes d'entraînement (telles que les entraînements d'arbre à cames dans les équipements d'usine et les moteurs à combustion interne) fonctionnent dans des environnements propres afin que leurs surfaces d'usure (c'est-à-dire les broches et les bagues) ne soient pas affectées par les sédiments déposés et en suspension, et beaucoup sont des environnements fermés. Par exemple, certains rouleaux Les chaînes ont un joint torique intégré entre la plaque de maillon extérieure et la plaque de chaîne à rouleaux intérieure. Les fabricants de chaînes ont commencé à adopter cette fonctionnalité après que Joseph Montano, qui travaillait pour Whitney Chain à Hartford, dans le Connecticut, a inventé cette application en 1971. Les joints toriques ont été introduits comme méthode d'amélioration de la lubrification des maillons de la chaîne de transmission de puissance, ce qui est important pour prolonger la durée de vie de la chaîne. . Ces dispositifs de retenue en caoutchouc créent une barrière qui maintient la graisse appliquée en usine dans les zones d'usure de la goupille et de la bague. De plus, les joints toriques en caoutchouc empêchent la poussière et autres contaminants de pénétrer dans les joints de la chaîne. Sinon, ces particules peuvent provoquer une usure importante. Il existe également de nombreuses chaînes qui doivent fonctionner dans des conditions sales et ne peuvent pas être scellées pour des raisons de taille ou de fonctionnement. Les exemples incluent les chaînes utilisées sur le matériel agricole, les vélos et les tronçonneuses. Ces chaînes présentent inévitablement un taux d'usure relativement élevé. De nombreux lubrifiants à base d’huile attirent la poussière et d’autres particules, formant finalement une pâte abrasive qui augmente l’usure de la chaîne. Ce problème peut être atténué en utilisant une pulvérisation « sèche » de PTFE. Après application, il forme un film résistant qui bloque à la fois les particules et l'humidité.
Lubrification de chaîne de moto
Utiliser un bain d'huile avec une chaîne qui tourne à une vitesse élevée équivalente à celle d'un véhicule à deux roues. Cela n'est pas possible sur les motos modernes et la plupart des chaînes de motos fonctionnent sans protection. Par conséquent, les chaînes de moto ont tendance à s’user rapidement par rapport à d’autres utilisations. Ils sont soumis à des forces extrêmes et exposés à la pluie, à la boue, au sable et au sel de déneigement. La chaîne de vélo est la partie de la transmission qui transfère la puissance du moteur à la roue arrière. Une chaîne correctement lubrifiée peut atteindre une efficacité de transmission supérieure à 98 %. Une chaîne non lubrifiée réduira considérablement les performances et augmentera l'usure de la chaîne et des pignons. Il existe deux types de lubrifiants pour chaînes de moto de rechange : les lubrifiants en spray et les systèmes goutte à goutte. Les lubrifiants en spray peuvent contenir de la cire ou du téflon. Ces lubrifiants utilisent des additifs collants pour adhérer à votre chaîne, mais ils créent également une pâte abrasive qui élimine la saleté et les gravillons de la route et accélère l'usure des composants au fil du temps. Lubrifiez continuellement la chaîne en faisant couler de l'huile, en utilisant de l'huile légère qui ne colle pas à la chaîne. La recherche montre que les systèmes d'alimentation en huile goutte à goutte offrent une protection maximale contre l'usure et des économies d'énergie maximales.
Variantes
Si la chaîne n'est pas utilisée pour des applications à forte usure (par exemple, simplement transmettre le mouvement d'un levier à main à un arbre de commande d'une machine, ou à une porte coulissante d'un four), un type plus simple est utilisé. La chaîne peut toujours être utilisée. À l’inverse, une chaîne peut « cogner » lorsqu’une force supplémentaire est nécessaire, mais elle doit être entraînée en douceur à des intervalles plus rapprochés. Au lieu de placer seulement 2 rangées de plaques à l'extérieur de la chaîne, il est possible de placer 3 (« doubles »), 4 (« triples ») ou plus rangées de plaques parallèles, avec des bagues entre les paires et les rouleaux adjacents. Les dents avec le même nombre de rangées sont disposées parallèlement et assorties sur le pignon. Par exemple, une chaîne de distribution de moteur de voiture comporte généralement plusieurs rangées de plaques appelées chaînes. Les chaînes à rouleaux sont disponibles dans une variété de tailles, les normes ANSI (American National Standards Institute) les plus courantes étant 40, 50, 60 et 80. Le premier chiffre indique l'espacement de la chaîne par incréments de 8 pouces, et le dernier chiffre indique l'espacement de la chaîne par incréments de 8 pouces. est 0. 1 correspond à une chaîne standard, 1 à une chaîne légère et 5 à une chaîne à manchon sans rouleaux. Ainsi, une chaîne avec un pas de 0,5 pouce est un pignon de taille 40, tandis qu'un pignon de taille 160 a 2 pouces entre les dents, et ainsi de suite. Le pas de filetage métrique est exprimé en seizièmes de pouce. Par conséquent, la chaîne métrique n° 8 (08B-1) équivaut à la norme ANSI n° 40. La plupart des chaînes à rouleaux sont fabriquées en acier au carbone ou en acier allié, mais l'acier inoxydable est utilisé dans les machines de transformation des aliments et dans d'autres endroits où la lubrification est un problème. , on voit aussi parfois du nylon et du laiton pour la même raison. Les chaînes à rouleaux sont généralement reliées à l'aide de maillons principaux (également appelés « maillons de connexion »). Ce maillon principal comporte généralement une goupille maintenue en place par un clip en fer à cheval plutôt que par un ajustement par friction et peut être inséré ou retiré avec un simple outil. Les chaînes avec maillons ou épingles amovibles sont également appelées chaînes fendues réglables. Des demi-maillons (également appelés « décalages ») sont disponibles et sont utilisés pour augmenter la longueur de la chaîne avec un seul rouleau. Chaînes à rouleaux rivetées Les extrémités des maillons principaux (également appelés « maillons de liaison ») sont « rivetées » ou écrasées. Ces broches sont durables et ne peuvent pas être retirées.
pince à fer à cheval
Une pince en fer à cheval est un accessoire en acier à ressort en forme de U utilisé pour fixer les plaques latérales du maillon de connexion (ou « maître ») qui était auparavant nécessaire pour compléter le maillon de chaîne à rouleaux. La méthode des pinces tombe en disgrâce car de plus en plus de chaînes sont constituées de boucles sans fin qui ne sont pas destinées à l'entretien. Les motos modernes ont tendance à être équipées de chaînes sans fin, mais il est de plus en plus rare que la chaîne s'use et doive être remplacée. Disponible en pièce de rechange. Les modifications apportées aux suspensions des motos tendent à réduire cette utilisation. Généralement trouvée sur les motos et les vélos plus anciens (comme ceux équipés de moyeux), cette méthode de serrage ne peut pas être utilisée sur les vélos équipés de dérailleurs, car les colliers ont tendance à rester coincés dans le levier de vitesses. Dans de nombreux cas, la chaîne sans fin est fixée au châssis de la machine et ne peut pas être facilement remplacée (cela est particulièrement vrai pour les vélos traditionnels). Cependant, dans certains cas, les liens d'accouplement utilisant des pinces en fer à cheval peuvent ne pas fonctionner ou être préférés par l'application. Dans ce cas, on utilise un « maillon souple », qui repose uniquement sur le frottement à l'aide d'une riveteuse à chaîne. Utilisant les derniers matériaux, outils et techniques qualifiées, cette réparation est une solution permanente qui est presque aussi solide et dure aussi longtemps qu'une chaîne ininterrompue.
utiliser
Les chaînes à rouleaux sont utilisées dans les entraînements à vitesse faible à moyenne avec des vitesses d'environ 600 à 800 pieds par minute. Cependant, à des vitesses élevées, environ 2 000 à 3 000 pieds par minute, les courroies trapézoïdales sont souvent utilisées en raison de problèmes d'usure et de bruit. La chaîne de vélo est un type de chaîne à rouleaux. Votre chaîne de vélo peut avoir un maillon principal ou nécessiter un outil de chaîne pour la retirer et l'installer. La plupart des motos utilisent une chaîne similaire, plus grande et plus solide, mais celle-ci est parfois remplacée par une courroie crantée ou un arbre d'entraînement qui produit moins de bruit et nécessite moins d'entretien. Certains moteurs automobiles utilisent des chaînes à rouleaux pour entraîner les arbres à cames. Les entraînements par engrenages sont couramment utilisés dans les moteurs hautes performances, et certains fabricants utilisent des courroies crantées depuis le début des années 1960. Les chaînes sont également utilisées dans les chariots élévateurs qui utilisent des vérins hydrauliques comme poulies pour soulever et abaisser le camion. Cependant, ces chaînes ne sont pas considérées comme des chaînes à rouleaux mais sont classées comme chaînes de levage ou chaînes à plaques. Les chaînes de coupe des tronçonneuses ressemblent superficiellement aux chaînes à rouleaux, mais sont plus étroitement liées aux chaînes à lames. Ils sont entraînés par des maillons d'entraînement saillants et servent également à positionner la chaîne sur le guide-chaîne. Utilisant peut-être de manière inhabituelle une paire de chaînes de moto, le Harrier Jumpjet utilise un entraînement par chaîne provenant d'un moteur pneumatique pour faire tourner une buse de moteur mobile qui pointe vers le bas pour le vol stationnaire et vers l'arrière pour le vol normal. Vol vers l'avant, un système appelé « poussée vectorielle ».
porter
L’usure de la chaîne à rouleaux a pour effet d’augmenter le pas (la distance entre les maillons) et d’allonger la chaîne. Notez que cela est dû à l'usure de l'axe de pivotement et de la bague, et non à l'allongement réel du métal (ce qui arrive avec certaines pièces en acier flexibles, telles que les câbles de frein à main de voiture). comme). Avec les chaînes modernes, il est rare qu'une chaîne (non destinée au vélo) s'use au point de tomber en panne. À mesure que la chaîne s'use, les dents du pignon commencent à s'user rapidement et finissent par se briser, entraînant la perte de toutes les dents du pignon. Dents de pignon. Le pignon (en particulier le plus petit des deux pignons) subit un mouvement de meulage qui crée la forme caractéristique en crochet sur la surface entraînée des dents. (Cet effet est exacerbé par une tension de chaîne inappropriée, mais il est inévitable quelles que soient les précautions prises). Les dents (et les chaînes) usées ne pourront pas transmettre la puissance en douceur, ce qui sera évident par le bruit, les vibrations ou (dans le cas des moteurs de voiture équipés de chaînes de distribution) les changements dans le calage de l'allumage vus à travers la lampe stroboscopique. Une nouvelle chaîne sur un pignon usé ne durera pas longtemps, donc dans ce cas, le pignon et la chaîne devront être remplacés. Cependant, dans les cas moins graves, vous pouvez conserver le plus grand des deux pignons. En effet, ce sont toujours les petits pignons qui s'usent le plus. Les chaînes ne sortent généralement des pignons que dans des applications très légères (comme les vélos) ou dans les cas extrêmes de tension insuffisante. L'allongement d'usure de la chaîne est calculé selon la formule suivante : % = ( ( M. − ( S. ＊ P. ) ) / ( S. ＊ P. ) ) ＊ 100 {\displaystyle \%=((M-(S *P ))/(S*P))*100} M = Longueur du nombre de maillons mesurés S = Nombre de maillons mesurés P = Pas Il est courant dans l'industrie de surveiller le mouvement des le tendeur de chaîne (qu'il soit manuel ou automatique) et la précision de la chaîne d'entraînement. Longueur (une règle générale consiste à étirer les rouleaux de 3 % dans un entraînement réglable pour remplacer la chaîne ou à étirer la chaîne à rouleaux de 1,5 %) % (dans un entraînement fixe entraînement central). Une méthode simple, particulièrement adaptée aux utilisateurs de vélos et de motos, consiste à retirer la chaîne du plus grand des deux pignons lorsque la chaîne est tendue. Un mouvement important (visible à travers les interstices, etc.) peut indiquer que la chaîne a atteint ou dépassé sa limite d'usure ultime. Ignorer ce problème peut endommager le pignon. L'usure du pignon peut contrecarrer cet effet et masquer l'usure de la chaîne.
Usure de la chaîne de vélo
Les chaînes légères des vélos équipés de dérailleurs peuvent se briser parce que la goupille intérieure est en forme de tonneau au lieu d'être cylindrique (ou plutôt dans la plaque latérale, puisque le « rivetage » est généralement le premier à échouer). peut se détacher). Le contact entre l'axe et la bague est un point plutôt qu'une ligne habituelle, ce qui fait que l'axe de la chaîne passe à travers la bague et éventuellement le rouleau, provoquant finalement la rupture de la chaîne. Cette structure est nécessaire car l'action de changement de vitesse de cette transmission nécessite que la chaîne se plie et se torde latéralement, mais elle est due à la flexibilité et à la liberté relativement longue d'une chaîne aussi fine sur le vélo. une longueur peut survenir. La défaillance de la chaîne est moins problématique dans les systèmes à moyeux (Bendix 2 vitesses, Sturmey-Archer AW, etc.) car la surface d'usure en contact avec les bagues des axes parallèles est beaucoup plus grande. Le système de moyeux permet également d'obtenir un boîtier complet, ce qui facilite grandement la lubrification et la protection contre le sable.
Force de la chaîne
La mesure la plus courante de la résistance d’une chaîne à rouleaux est la résistance à la traction. La résistance à la traction indique la quantité de charge unique qu'une chaîne peut supporter avant de se briser. La résistance à la fatigue de la chaîne est aussi importante que la résistance à la traction. Les facteurs clés qui affectent la résistance à la fatigue de la chaîne sont la qualité de l'acier utilisé pour fabriquer la chaîne, le traitement thermique des composants de la chaîne, la qualité du traitement des trous de nœuds de la cadène, le type de grenaille et la résistance du revêtement de grenaillage. sur le tableau de liens. D'autres facteurs peuvent inclure l'épaisseur de la cadène et la conception de la cadène (profil). Pour les chaînes à rouleaux fonctionnant en entraînement continu, une règle empirique est que la charge sur la chaîne ne doit pas dépasser 1/6 ou 1/9 de la résistance à la traction de la chaîne, selon le type de maillon principal utilisé (à ajustement serré ou à glissement). sur ). doit convenir). Les chaînes à rouleaux fonctionnant en entraînement continu au-dessus de ces seuils peuvent tomber en panne prématurément, et le font souvent, en raison d'une défaillance par fatigue des plateaux à chaîne. La résistance ultime minimale standard pour les chaînes en acier ANSI 29.1 est de 12 500 x (pas en pouces)2. Les chaînes X-ring et O-ring contiennent des lubrifiants internes qui réduisent considérablement l'usure et prolongent la durée de vie de la chaîne. Le lubrifiant interne est injecté sous vide lors du rivetage de la chaîne.
norme de chaîne
Les organismes de normalisation tels que l'ANSI et l'ISO maintiennent des normes relatives à la conception, aux dimensions et à l'interchangeabilité des chaînes de transmission. Par exemple, le tableau ci-dessous présente les données de la norme ANSI B29.1-2011 (Chaînes à rouleaux de précision, accessoires et pignons) développée par l'American Society of Mechanical Engineers (ASME). Voir Ressources pour plus de détails. Pour vous aider à vous en souvenir, voici un autre tableau des dimensions clés (en pouces) pour la même norme (qui fait partie de ce que vous prenez en compte lors du choix des chiffres recommandés par la norme ANSI) : Chaîne de vélo typique (pour les dérailleurs) Utiliser étroite 1 Chaîne à pas de /2 pouces. La largeur de la chaîne est variable sans affecter la capacité de charge. Plus vous avez de pignons sur la roue arrière (auparavant 3-6, maintenant 7-12), plus la chaîne est fine. Les chaînes sont vendues en fonction du nombre de vitesses auxquelles elles sont conçues pour fonctionner, comme une « chaîne à 10 vitesses ». Les moyeux ou les vélos à vitesse unique utilisent une chaîne de 1/2 x 1/8 pouce. 1/8 de pouce fait référence à l'épaisseur maximale du pignon pouvant être utilisée sur une chaîne. Les chaînes à maillons parallèles ont généralement un nombre pair de maillons, chaque maillon étroit étant suivi d'un maillon plus large. Les chaînes constituées de maillons uniformes étroits à une extrémité et larges à l'autre peuvent être fabriquées avec un nombre impair de maillons, ce qui est avantageux pour s'adapter à des distances particulières entre les pignons. D’une part, ces chaînes ont tendance à être moins solides. Les chaînes à rouleaux fabriquées selon les normes ISO sont parfois appelées « isochaînes ».
Heure de publication : 06 novembre 2023
