Роликовые цепи или роликовые цепи с втулкой чаще всего используются в различных типах бытовой, промышленной и сельскохозяйственной техники, такой как конвейеры, волочильные станки, печатные станки, автомобили, мотоциклы и т. д. Используется цепной привод. велосипед. Он состоит из ряда коротких цилиндрических роликов, скрепленных боковыми звеньями. Он приводится в движение шестернями, называемыми звездочками. Это простой, надежный и эффективный способ передачи электроэнергии. На эскизе Леонардо да Винчи XVI века изображена цепь с роликовыми подшипниками. В 1800 году Джеймс Фассель запатентовал роликовую цепь, в которой был разработан замок с противовесом, а в 1880 году Ганс Рейнольд запатентовал роликовую цепь Буша.
строить
Втулочные роликовые цепи имеют звенья двух типов, расположенные попеременно. Первый тип — это внутреннее звено, в котором две внутренние пластины скрепляются двумя втулками или втулками, которые вращают два ролика. Внутренние звенья чередуются с внешними звеньями второго типа, состоящими из двух внешних пластин, скрепленных штифтами, проходящими через втулки внутренних звеньев. «Безвтулочные» роликовые цепи имеют другую конструкцию, но работают аналогично. Вместо отдельных втулок или гильз, скрепляющих внутренние панели, на панелях штампуются трубки, которые проходят через отверстия и служат той же цели. Преимущество этого заключается в исключении этапа сборки цепи. Конструкция роликовой цепи снижает трение, что повышает эффективность и снижает износ по сравнению с более простыми конструкциями. Оригинальная приводная цепь не имела роликов и втулок, а внутренняя и внешняя пластины удерживались вместе штифтами, которые непосредственно контактировали с зубьями звездочки. Однако в этой конфигурации я обнаружил, что зубья звездочки и пластина, на которой вращались зубья звездочки, очень быстро изнашиваются. Частично эта проблема была решена разработкой втулочных цепей, в которых штифты, удерживающие внешние пластины, проходят через втулки или втулки, соединяющие внутренние пластины. Это распределяет износ по более широкой площади. Однако зубья звездочки по-прежнему изнашиваются быстрее, чем ожидалось, из-за трения скольжения о втулки. Дополнительные ролики, окружающие втулку втулки цепи, обеспечивают контакт качения с зубьями звездочки, а также обеспечивают превосходную износостойкость звездочки и цепи. Пока цепь хорошо смазана, трение очень низкое. Непрерывная чистая смазка роликовых цепей необходима для их эффективной работы и правильного натяжения.
смазочный
Многие приводные цепи (например, приводы распределительных валов заводского оборудования и двигатели внутреннего сгорания) работают в чистых средах, поэтому их изнашиваемые поверхности (т. е. пальцы и втулки) не подвергаются воздействию осевших и взвешенных отложений, и многие из них являются закрытыми средами. цепи имеют встроенное уплотнительное кольцо между внешней пластиной звена и внутренней пластиной роликовой цепи. Производители цепей начали использовать эту функцию после того, как Джозеф Монтано, который работал в Whitney Chain в Хартфорде, штат Коннектикут, изобрел это применение в 1971 году. Уплотнительные кольца были представлены как метод улучшения смазки звеньев цепи передачи мощности, что важно для продления срока службы цепи. . Эти резиновые фиксаторы создают барьер, который удерживает нанесенную на заводе смазку в зонах износа пальца и втулки. Кроме того, резиновые уплотнительные кольца предотвращают попадание пыли и других загрязнений в соединения цепи. В противном случае такие частицы могут вызвать сильный износ. Существует также множество цепей, которые должны работать в грязных условиях и не могут быть уплотнены из-за размера или эксплуатационных причин. Примеры включают цепи, используемые на сельскохозяйственном оборудовании, велосипедах и бензопилах. Эти цепи неизбежно имеют относительно высокую скорость износа. Многие смазочные материалы на масляной основе притягивают пыль и другие частицы, в конечном итоге образуя абразивную пасту, которая увеличивает износ цепи. Эту проблему можно решить, используя «сухое» напыление ПТФЭ. После нанесения образует прочную пленку, которая блокирует частицы и влагу.
Смазка цепи мотоцикла
Используйте масляную ванну с цепью, которая движется на высокой скорости, эквивалентной скорости двухколесного транспортного средства. На современных мотоциклах это невозможно, и большинство мотоциклетных цепей работают без защиты. Поэтому цепи мотоциклов имеют тенденцию быстро изнашиваться по сравнению с цепями другого использования. Они подвергаются экстремальным нагрузкам и воздействию дождя, грязи, песка и дорожной соли. Велосипедная цепь — это часть трансмиссии, которая передает мощность от двигателя на заднее колесо. Правильно смазанная цепь может обеспечить эффективность трансмиссии более 98%. Несмазанная цепь значительно снижает производительность и увеличивает износ цепи и звездочки. На вторичном рынке доступны смазочные материалы для цепей мотоциклов двух типов: смазочные материалы для распыления и для капельных систем. Аэрозольные смазочные материалы могут содержать воск или тефлон. В этих смазочных материалах используются липкие присадки, которые прилипают к вашей цепи, но они также создают абразивную пасту, которая удаляет грязь и песок с дороги и со временем ускоряет износ компонентов. Постоянно смазывайте цепь капающим маслом, используя легкое масло, которое не прилипает к цепи. Исследования показывают, что системы капельной подачи масла обеспечивают максимальную защиту от износа и максимальную экономию энергии.
Варианты
Если цепь не используется в условиях повышенного износа (например, для простой передачи движения от ручного рычага к управляющему валу машины или раздвижной дверце духовки), используется более простой тип. Цепь еще можно использовать. И наоборот, цепь может «толкнуться», когда требуется дополнительная сила, но ее необходимо плавно перемещать с меньшими интервалами. Вместо размещения только 2 рядов пластин на внешней стороне цепи можно разместить 3 («двойные»), 4 («тройные») и более рядов параллельных пластин с втулками между соседними парами и роликами. Зубья с одинаковым количеством рядов расположены на звездочке параллельно и совмещены. Например, цепь привода ГРМ автомобильного двигателя обычно имеет несколько рядов пластин, называемых цепями. Роликовые цепи бывают разных размеров, наиболее распространенными стандартами Американского национального института стандартов (ANSI) являются 40, 50, 60 и 80. Первое число указывает расстояние между цепями с шагом 8 дюймов, а последнее число. равно 0. 1 соответствует стандартной цепи, 1 — облегченной цепи и 5 — гильзовой цепи без роликов. Таким образом, цепь с шагом 0,5 дюйма соответствует звездочке 40-го размера, а звездочка 160-го размера имеет расстояние между зубьями 2 дюйма и так далее. Шаг метрической резьбы выражается в шестнадцатых долях дюйма. Таким образом, цепь метрического размера № 8 (08B-1) эквивалентна ANSI № 40. Большинство роликовых цепей изготавливаются из простой углеродистой или легированной стали, но нержавеющая сталь используется в оборудовании пищевой промышленности и в других местах, где смазка является проблемой. , по той же причине мы иногда видим нейлон и латунь. Роликовые цепи обычно соединяются с помощью главных звеньев (также называемых «соединительными звеньями»). Это основное звено обычно имеет штифт, удерживаемый подковообразным зажимом, а не фрикционной посадкой, и его можно вставлять или снимать с помощью простого инструмента. Цепи со съемными звеньями или штифтами также называются регулируемыми разъемными цепями. Доступны полузвенья (также называемые «смещенными»), которые используются для увеличения длины цепи с помощью одного ролика. Клепаные роликовые цепи Концы основных звеньев (также называемых «соединительными звеньями») «заклепаны» или смяты. Эти штифты прочные и не могут быть удалены.
подковообразный зажим
Подковообразный зажим — это U-образное приспособление из пружинной стали, используемое для фиксации боковых пластин соединительного (или «главного») звена, которое ранее было необходимо для комплектации звена роликовой цепи. Метод зажима выходит из моды, поскольку все больше и больше цепей представляют собой бесконечные петли, не предназначенные для технического обслуживания. Современные мотоциклы, как правило, оснащены бесконечными цепями, но цепь изнашивается все реже и требует замены. Доступен как запасная часть. Модификации подвесок мотоциклов, как правило, сокращают такое использование. Этот метод зажима, который обычно встречается на старых мотоциклах и старых велосипедах (например, со ступичными шестернями), нельзя использовать на велосипедах с переключателем передач, поскольку зажимы имеют тенденцию застревать в переключателе. Во многих случаях бесконечная цепь закреплена на раме машины и ее нелегко заменить (особенно это актуально для традиционных велосипедов). Однако в некоторых случаях соединительные звенья с подковообразными зажимами могут не работать или оказаться предпочтительными для конкретного применения. В этом случае используется «мягкое звено», которое опирается только на трение с помощью цепной клепальной машины. Используя новейшие материалы, инструменты и квалифицированные методы, этот ремонт представляет собой постоянное исправление, которое почти так же прочно и длится так же долго, как неразрывная цепь.
использовать
Роликовые цепи используются в низко- и среднескоростных приводах со скоростью примерно от 600 до 800 футов в минуту. Однако на высоких скоростях, от 2000 до 3000 футов в минуту, часто используются клиновые ремни из-за проблем с износом и шумом. Велосипедная цепь представляет собой разновидность роликовой цепи. Ваша велосипедная цепь может иметь главное звено, или для ее снятия и установки может потребоваться цепной инструмент. В большинстве мотоциклов используется аналогичная, более крупная и прочная цепь, но иногда ее заменяют зубчатым ремнем или карданной передачей, которые производят меньше шума и требуют меньшего обслуживания. В некоторых автомобильных двигателях для привода распределительных валов используются роликовые цепи. Зубчатые передачи обычно используются в высокопроизводительных двигателях, а некоторые производители используют зубчатые ремни с начала 1960-х годов. Цепи также используются в вилочных погрузчиках, которые используют гидроцилиндры в качестве шкивов для подъема и опускания грузовика. Однако эти цепи не считаются роликовыми цепями, а классифицируются как подъемные цепи или пластинчатые цепи. Режущие цепи для бензопил внешне похожи на роликовые цепи, но более тесно связаны с пластинчатыми цепями. Они приводятся в движение выступающими приводными звеньями и служат также для позиционирования цепи на шине. Возможно, необычно использовать пару мотоциклетных цепей, но Harrier Jumpjet использует цепной привод от пневматического двигателя для вращения подвижного сопла двигателя, которое направлено вниз для полета на висении и назад для нормального полета. Полет вперед, система под названием «вектор тяги».
носить
Результатом износа роликовой цепи является увеличение шага (расстояния между звеньями) и удлинение цепи. Обратите внимание, что это происходит из-за износа шарнирного пальца и втулки, а не фактического удлинения металла (что происходит с некоторыми гибкими стальными деталями, такими как тросы автомобильного ручного тормоза). нравиться). В современных цепях редко случается, чтобы цепь (не велосипедная) изнашивалась до отказа. По мере износа цепи зубья звездочки начинают быстро изнашиваться и в конечном итоге ломаются, что приводит к потере всех зубьев звездочки. Зубья звездочки. Звездочка (особенно меньшая из двух звездочек) подвергается шлифовальному движению, которое создает характерную форму крючка на ведомой поверхности зубьев. (Этот эффект усугубляется неправильным натяжением цепи, но он неизбежен, какие бы меры предосторожности ни были приняты). Изношенные зубья (и цепи) не смогут плавно передавать мощность, что будет проявляться в шуме, вибрации или (в случае автомобильных двигателей с цепями ГРМ) изменениях угла опережения зажигания, видимых через индикатор времени. Новая цепь на изношенной звездочке долго не прослужит, поэтому в этом случае придется заменять и звездочку, и цепь. Однако в менее тяжелых случаях можно сохранить большую из двух звездочек. Это потому, что меньшие звездочки всегда изнашиваются больше всего. Цепи обычно выскакивают из звездочек только при очень легких нагрузках (например, на велосипедах) или в крайних случаях недостаточного натяжения. Удлинение износа цепи рассчитывается по следующей формуле: % = ( ( M. - ( S. ＊ P. )) / ( S. ＊ P. )) ＊ 100 {\displaystyle \%=((M-(S) *P ))/(S*P))*100} M = длина количества измеренных звеньев S = количество измеренных звеньев P = шаг В промышленности принято контролировать движение цепи. натяжитель (ручной или автоматический) и точность приводной цепи. Длина (практическое правило — растягивать ролики на 3% в регулируемом приводе для замены цепи или растягивать роликовую цепь на 1,5%) % (в приводе с фиксированным центром). ). Простой метод, особенно подходящий для пользователей велосипедов и мотоциклов, — снять цепь с большей из двух звездочек, когда цепь натянута. Значительное движение (видимое через зазоры и т. д.) может указывать на то, что цепь достигла или превысила предел своего предельного износа. Игнорирование этой проблемы может привести к повреждению звездочки. Износ звездочек может нейтрализовать этот эффект и замаскировать износ цепи.
Износ велосипедной цепи
Легкие цепи на велосипедах с механизмом переключения передач могут порваться, поскольку внутренний штифт имеет бочкообразную форму, а не цилиндрическую (точнее, находится в боковой пластине, поскольку «клепка» обычно выходит из строя первой). может оторваться). Контакт между штифтом и втулкой представляет собой точку, а не обычную линию, в результате чего штифт цепи проходит через втулку и, в конечном итоге, через ролик, что в конечном итоге приводит к разрыву цепи. Эта конструкция необходима, поскольку переключение в этой трансмиссии требует, чтобы цепь сгибалась и скручивалась вбок, но это связано с гибкостью и относительно большой свободой такой тонкой цепи на велосипеде. длина может иметь место. Поломка цепи не является серьезной проблемой в системах ступичных передач (Bendix 2 Speed, Sturmey-Archer AW и т. д.), поскольку поверхность износа, контактирующая с втулками параллельных пальцев, намного больше. Система ступичных передач также позволяет использовать цельный корпус, что значительно облегчает смазку и защиту от песка.
Прочность цепи
Наиболее распространенным показателем прочности роликовой цепи является предел прочности на разрыв. Прочность на растяжение указывает на величину единичной нагрузки, которую цепь может выдержать, прежде чем порвется. Усталостная прочность цепи так же важна, как и прочность на растяжение. Ключевыми факторами, влияющими на усталостную прочность цепи, являются качество стали, из которой изготовлена цепь, термообработка компонентов цепи, качество обработки узловых отверстий пластины цепи, тип дроби и прочность дробеструйное покрытие. на доске ссылок. Другие факторы могут включать толщину пластины цепи и конструкцию (профиль) пластины цепи. Для роликовых цепей, работающих в непрерывных приводах, эмпирическое правило заключается в том, что нагрузка на цепь не должна превышать 1/6 или 1/9 предела прочности цепи, в зависимости от типа используемого главного звена (напрессовочное или скользящее). на ). должно подойти). Роликовые цепи, работающие в непрерывных приводах при превышении этих пороговых значений, могут и часто выходят из строя преждевременно из-за усталостного разрушения пластин цепи. Стандартный минимальный предел прочности для стальных цепей ANSI 29.1 составляет 12 500 x (шаг в дюймах)2. Цепи с X-образными и уплотнительными кольцами содержат внутреннюю смазку, которая значительно снижает износ и продлевает срок службы цепи. Внутренняя смазка впрыскивается под вакуумом при клепке цепи.
стандарт цепи
Организации по стандартизации, такие как ANSI и ISO, поддерживают стандарты конструкции, размеров и взаимозаменяемости приводных цепей. Например, в таблице ниже показаны данные стандарта ANSI B29.1-2011 (Прецизионные роликовые цепи, аксессуары и звездочки), разработанного Американским обществом инженеров-механиков (ASME). Подробности см. в разделе «Ресурсы». Чтобы помочь вам запомнить, вот еще одна таблица основных размеров (в дюймах) для того же стандарта (который является частью того, что вы учитываете при выборе чисел, рекомендуемых стандартом ANSI): Типичная велосипедная цепь (для передач переключателя передач) Используйте узкую 1 Цепь с шагом 2 дюйма. Ширина цепи варьируется, не влияя на грузоподъемность. Чем больше звездочек на заднем колесе (раньше было 3-6, теперь 7-12), тем тоньше цепь. Цепи продаются в зависимости от количества скоростей, на которых они предназначены для работы, например, «10-скоростная цепь». На ступичных или односкоростных велосипедах используется цепь размером 1/2 x 1/8 дюйма. 1/8 дюйма относится к максимальной толщине звездочки, которую можно использовать на цепи. Цепи с параллельными звеньями обычно имеют четное количество звеньев, причем за каждым узким звеном следует более широкое звено. Цепи с однородными звеньями, узкими на одном конце и широкими на другом, могут быть изготовлены с нечетным количеством звеньев, что выгодно для обеспечения специальных расстояний между звездочками. Во-первых, такие цепи, как правило, менее прочны. Роликовые цепи, изготовленные по стандартам ISO, иногда называют «изоцепями».
Время публикации: 06 ноября 2023 г.
