Lịch sử phát triển và ứng dụng của xích con lăn

Xích con lăn hay xích con lăn có ống lót được sử dụng phổ biến nhất trong các loại máy móc gia dụng, công nghiệp, nông nghiệp như băng tải, máy kéo dây, máy in, ô tô, xe máy,… Đây là loại truyền động xích được sử dụng. xe đạp. Nó bao gồm một loạt các con lăn hình trụ ngắn được giữ với nhau bằng các liên kết bên. Nó được dẫn động bởi các bánh răng gọi là bánh xích. Đó là một cách truyền tải điện đơn giản, đáng tin cậy và hiệu quả. Một bản phác thảo thế kỷ 16 của Leonardo da Vinci cho thấy một dây xích có ổ lăn. Năm 1800, James Fassel được cấp bằng sáng chế cho xích con lăn phát triển khóa đối trọng, và vào năm 1880, Hans Reynold được cấp bằng sáng chế cho xích con lăn Bush.
chịu đựng
Xích con lăn có ống lót có hai loại mắt xích được bố trí xen kẽ nhau. Loại đầu tiên là liên kết bên trong, trong đó hai tấm bên trong được giữ với nhau bằng hai ống lót hoặc ống lót quay hai con lăn. Các liên kết bên trong xen kẽ với loại liên kết ngoài thứ hai, bao gồm hai tấm bên ngoài được giữ với nhau bằng các chốt đi qua ống lót liên kết bên trong. Xích con lăn “không có ống lót” được chế tạo khác nhau nhưng hoạt động tương tự nhau. Thay vì các ống lót hoặc ống bọc riêng biệt giữ các tấm bên trong lại với nhau, các tấm này được đóng dấu bằng các ống nhô ra qua các lỗ và phục vụ cùng một mục đích. Điều này có ưu điểm là loại bỏ một bước trong lắp ráp dây chuyền. Thiết kế xích con lăn giúp giảm ma sát, giúp tăng hiệu quả và giảm mài mòn so với những thiết kế đơn giản hơn. Xích truyền động ban đầu không có con lăn hoặc ống lót, và cả tấm bên trong và bên ngoài đều được giữ với nhau bằng các chốt tiếp xúc trực tiếp với răng bánh xích. Tuy nhiên, trong cấu hình này, tôi nhận thấy rằng răng đĩa xích và tấm mà răng đĩa quay quay bị mòn rất nhanh. Vấn đề này đã được giải quyết một phần nhờ sự phát triển của xích tay áo, trong đó các chốt giữ các tấm bên ngoài đi qua ống lót hoặc ống bọc nối các tấm bên trong. Điều này phân phối sự mài mòn trên một khu vực rộng hơn. Tuy nhiên, răng bánh xích vẫn mòn nhanh hơn dự kiến ​​do ma sát trượt với bạc lót. Các con lăn bổ sung xung quanh ống lót xích giúp tiếp xúc lăn với răng bánh xích và cũng mang lại khả năng chống mài mòn tuyệt vời cho bánh xích và xích. Chỉ cần xích được bôi trơn tốt thì độ ma sát sẽ rất thấp. Việc bôi trơn sạch liên tục xích con lăn là điều cần thiết để vận hành hiệu quả và điều chỉnh độ căng.

bôi trơn
Nhiều xích truyền động (chẳng hạn như bộ truyền động trục cam trong thiết bị nhà máy và động cơ đốt trong) hoạt động trong môi trường sạch sẽ để bề mặt mòn của chúng (tức là các chốt và ống lót) không bị ảnh hưởng bởi cặn lắng và lơ lửng, và nhiều xích là môi trường khép kín. Ví dụ, một số con lăn xích có vòng chữ O tích hợp giữa tấm liên kết bên ngoài và tấm xích con lăn bên trong. Các nhà sản xuất xích bắt đầu áp dụng tính năng này sau khi Joseph Montano, người làm việc cho Whitney Chain ở Hartford, Connecticut, phát minh ra ứng dụng này vào năm 1971. Vòng chữ O được giới thiệu như một phương pháp cải thiện việc bôi trơn các liên kết xích truyền động, điều này rất quan trọng để kéo dài tuổi thọ của xích . Những miếng đệm cao su này tạo ra một rào chắn giữ cho mỡ bôi trơn tại nhà máy nằm trong vùng bị mòn của chốt và ống lót. Ngoài ra, vòng chữ O bằng cao su còn ngăn bụi và các chất gây ô nhiễm khác xâm nhập vào các khớp nối xích. Nếu không, các hạt như vậy có thể gây mài mòn nghiêm trọng. Ngoài ra còn có nhiều dây chuyền phải hoạt động trong điều kiện bẩn và không thể bịt kín vì lý do quy mô hoặc hoạt động. Ví dụ bao gồm dây xích được sử dụng trên thiết bị nông trại, xe đạp và cưa máy. Những dây chuyền này chắc chắn có tỷ lệ hao mòn tương đối cao. Nhiều chất bôi trơn gốc dầu thu hút bụi và các hạt khác, cuối cùng tạo thành một lớp bột mài mòn làm tăng độ mòn của xích. Vấn đề này có thể được giảm bớt bằng cách sử dụng phương pháp phun PTFE “khô”. Nó tạo thành một lớp màng chắc chắn sau khi sử dụng, ngăn chặn cả hạt và độ ẩm.

Bôi trơn xích xe máy
Sử dụng bồn tắm dầu có xích chạy với tốc độ cao tương đương xe hai bánh. Điều này là không thể thực hiện được trên các mô tô hiện đại và hầu hết các xích mô tô đều chạy không được bảo vệ. Vì vậy, xích xe máy có xu hướng bị mòn nhanh hơn so với các mục đích sử dụng khác. Chúng phải chịu tác động của lực cực lớn và tiếp xúc với mưa, bùn, cát và muối đường. Xích xe đạp là bộ phận của hệ thống truyền động truyền lực từ động cơ tới bánh sau. Xích được bôi trơn đúng cách có thể đạt hiệu suất truyền động trên 98%. Xích không được bôi trơn sẽ làm giảm đáng kể hiệu suất và làm tăng độ mòn của xích và bánh xích. Có hai loại chất bôi trơn xích xe máy hậu mãi: chất bôi trơn phun và hệ thống nhỏ giọt. Chất bôi trơn dạng phun có thể chứa sáp hoặc Teflon. Những chất bôi trơn này sử dụng các chất phụ gia dính để bám vào xích của bạn, nhưng chúng cũng tạo ra một chất bôi trơn có tác dụng hút bụi bẩn trên đường và làm tăng tốc độ mài mòn của các bộ phận theo thời gian. Bôi trơn xích liên tục bằng cách nhỏ dầu, dùng dầu nhẹ không dính vào xích. Nghiên cứu cho thấy hệ thống cung cấp dầu nhỏ giọt mang lại khả năng chống mài mòn tối đa và tiết kiệm năng lượng tối đa.

Biến thể
Nếu xích không được sử dụng cho các ứng dụng có độ mòn cao (ví dụ: chỉ truyền chuyển động từ cần tay đến trục điều khiển của máy hoặc cửa trượt trên lò nướng) thì loại đơn giản hơn sẽ được sử dụng. Dây chuyền vẫn có thể được sử dụng. Ngược lại, xích có thể “va chạm” khi cần thêm sức mạnh nhưng cần được dẫn động trơn tru trong khoảng thời gian ngắn hơn. Thay vì chỉ đặt 2 hàng tấm ở bên ngoài xích, có thể đặt 3 (“kép”), 4 (“ba”) hoặc nhiều hàng tấm song song, có ống lót giữa các cặp liền kề và con lăn. Các răng có số hàng bằng nhau được xếp song song và khớp nhau trên đĩa xích. Ví dụ, xích định thời của động cơ ô tô thường có nhiều hàng đĩa gọi là xích. Xích con lăn có nhiều kích cỡ khác nhau, với các tiêu chuẩn phổ biến nhất của Viện Tiêu chuẩn Quốc gia Hoa Kỳ (ANSI) là 40, 50, 60 và 80. Con số đầu tiên biểu thị khoảng cách của dây xích theo khoảng tăng 8 inch và con số cuối cùng là 0. 1 dành cho xích tiêu chuẩn, 1 dành cho xích nhẹ và 5 dành cho xích tay không có con lăn. Vì vậy, xích có khoảng cách 0,5 inch là bánh xích cỡ 40, trong khi xích cỡ 160 có 2 inch giữa các răng, v.v. Bước ren hệ mét được biểu thị bằng phần mười sáu inch. Do đó, xích Số 8 (08B-1) tương đương với ANSI Số 40. Hầu hết xích con lăn được làm từ thép cacbon trơn hoặc thép hợp kim, nhưng thép không gỉ được sử dụng trong máy chế biến thực phẩm và những nơi khác cần bôi trơn. , đôi khi chúng ta cũng thấy nylon và đồng thau vì lý do tương tự. Xích con lăn thường được kết nối bằng các liên kết chính (còn được gọi là “liên kết kết nối”). Liên kết chính này thường có một chốt được giữ cố định bằng kẹp móng ngựa chứ không phải bằng ma sát và có thể lắp vào hoặc tháo ra bằng một dụng cụ đơn giản. Xích có mắt xích hoặc chốt có thể tháo rời còn được gọi là xích chia đôi có thể điều chỉnh được. Một nửa liên kết (còn được gọi là “offsets”) có sẵn và được sử dụng để tăng chiều dài xích chỉ bằng một con lăn. Xích con lăn có đinh tán Các đầu của mắt xích chính (còn được gọi là “các mắt xích kết nối”) được “đinh tán” hoặc bị nghiền nát. Những chân này bền và không thể tháo rời.

kẹp móng ngựa
Kẹp móng ngựa là một phụ kiện bằng thép lò xo hình chữ U được sử dụng để cố định các tấm bên của liên kết kết nối (hoặc “chính”) mà trước đây cần thiết để hoàn thành liên kết xích con lăn. Phương pháp kẹp ngày càng không còn được ưa chuộng vì ngày càng có nhiều dây chuyền được tạo ra thành những vòng vô tận không nhằm mục đích bảo trì. Những chiếc xe máy hiện đại có xu hướng được trang bị xích vô tận, nhưng việc xích bị mòn và cần phải thay thế ngày càng hiếm. Có sẵn như là phụ tùng thay thế. Những sửa đổi đối với hệ thống treo xe máy có xu hướng giảm việc sử dụng này. Thường thấy trên các xe máy cũ và xe đạp cũ (chẳng hạn như những xe có bánh răng trung tâm), phương pháp kẹp này không thể được sử dụng trên xe đạp có bánh răng trật bánh vì kẹp có xu hướng bị kẹt trong cần số. Trong nhiều trường hợp, dây xích vô tận được cố định vào khung máy và không thể dễ dàng thay thế (điều này đặc biệt đúng với xe đạp truyền thống). Tuy nhiên, trong một số trường hợp, các liên kết ghép sử dụng kẹp móng ngựa có thể không hoạt động hoặc được ứng dụng ưu tiên hơn. Trong trường hợp này, một “liên kết mềm” được sử dụng, chỉ dựa vào ma sát khi sử dụng máy tán đinh xích. Sử dụng các vật liệu, công cụ mới nhất và kỹ thuật lành nghề, việc sửa chữa này là một sửa chữa vĩnh viễn gần như chắc chắn và tồn tại lâu dài như một dây xích không bị đứt.

sử dụng
Xích con lăn được sử dụng trong các bộ truyền động tốc độ thấp đến trung bình với tốc độ khoảng 600 đến 800 feet mỗi phút. Tuy nhiên, ở tốc độ cao, khoảng 2.000 đến 3.000 feet mỗi phút, dây đai chữ V thường được sử dụng do vấn đề hao mòn và tiếng ồn. Xích xe đạp là một loại xích con lăn. Xích xe đạp của bạn có thể có liên kết chính hoặc có thể yêu cầu dụng cụ xích để tháo và lắp. Hầu hết các xe máy đều sử dụng xích tương tự, lớn hơn, chắc chắn hơn, nhưng đôi khi loại xích này được thay thế bằng dây đai răng hoặc bộ truyền động trục để tạo ra ít tiếng ồn hơn và ít cần bảo trì hơn. Một số động cơ ô tô sử dụng xích con lăn để dẫn động trục cam. Bộ truyền động bánh răng thường được sử dụng trong các động cơ hiệu suất cao và một số nhà sản xuất đã sử dụng dây đai răng từ đầu những năm 1960. Xích cũng được sử dụng trong xe nâng sử dụng thanh truyền động thủy lực làm ròng rọc để nâng và hạ xe tải. Tuy nhiên, những xích này không được coi là xích con lăn mà được phân loại là xích nâng hoặc xích tấm. Xích cắt cưa nhìn bề ngoài giống với xích con lăn nhưng có liên quan chặt chẽ hơn với xích lá. Chúng được dẫn động bởi các mắt xích dẫn động nhô ra và cũng dùng để định vị xích trên thanh. Có lẽ bằng cách sử dụng một cặp xích mô tô một cách bất thường, Harrier Jumpjet sử dụng bộ truyền động xích từ động cơ không khí để quay một vòi phun động cơ có thể di chuyển hướng xuống dưới để bay lơ lửng và về phía sau để bình thường. Chuyến bay về phía trước, một hệ thống được gọi là "vectơ lực đẩy.

mặc
Tác dụng của việc mòn xích con lăn là làm tăng bước (khoảng cách giữa các mắt xích) và kéo dài xích. Lưu ý rằng điều này là do sự mài mòn của chốt xoay và ống lót chứ không phải do độ giãn dài thực sự của kim loại (xảy ra với một số bộ phận bằng thép dẻo, chẳng hạn như cáp phanh tay ô tô). giống). Với dây xích hiện đại, rất hiếm khi dây xích (không dành cho xe đạp) bị mòn đến mức hỏng. Khi xích bị mòn, các răng của đĩa xích bắt đầu mòn nhanh chóng và cuối cùng bị gãy, dẫn đến mất toàn bộ răng của đĩa xích. Răng bánh xích. Bánh xích (đặc biệt là bánh xích nhỏ hơn trong hai bánh xích) trải qua chuyển động mài tạo thành hình móc câu đặc trưng trên bề mặt dẫn động của răng. (Hiệu ứng này càng trở nên trầm trọng hơn do lực căng dây xích không đúng cách, nhưng không thể tránh khỏi cho dù có áp dụng biện pháp phòng ngừa nào). Răng (và xích) bị mòn sẽ không thể truyền lực một cách trơn tru, điều này thể hiện rõ qua tiếng ồn, độ rung hoặc (trong trường hợp động cơ ô tô có xích định thời) thay đổi về thời điểm đánh lửa nhìn thấy qua đèn định giờ. Xích mới trên bánh xích bị mòn sẽ không tồn tại được lâu, vì vậy trong trường hợp này, cả bánh xích và xích sẽ cần phải được thay thế. Tuy nhiên, trong những trường hợp ít nghiêm trọng hơn, bạn có thể cứu chiếc lớn hơn trong hai đĩa xích. Điều này là do các đĩa xích nhỏ hơn luôn bị mòn nhiều nhất. Xích thường chỉ bật ra khỏi đĩa xích trong những ứng dụng rất nhẹ (như xe đạp) hoặc trong những trường hợp không đủ lực căng. Độ giãn dài mòn của xích được tính theo công thức sau: % = ( ( M. − ( S. ＊ P. ) ) / ( S. ＊ P. ) ) ＊ 100 {\displaystyle \%=((M-(S *P ))/(S*P))*100} M = Chiều dài của số lượng mắt xích được đo S = Số lượng mắt xích được đo P = Cao độ Việc theo dõi chuyển động của xích là điều phổ biến trong ngành bộ căng (dù bằng tay hay tự động) và độ chính xác của xích truyền động Chiều dài (quy tắc chung là kéo căng các con lăn 3% trong bộ truyền động có thể điều chỉnh để thay xích hoặc kéo căng xích con lăn 1,5%) % (trong bộ truyền động trung tâm cố định ). Một phương pháp đơn giản, đặc biệt phù hợp với người sử dụng xe đạp và xe máy, là kéo xích ra khỏi đĩa xích lớn hơn khi xích căng. Chuyển động đáng kể (có thể nhìn thấy qua các khoảng trống, v.v.) có thể cho thấy xích đã đạt hoặc vượt quá giới hạn mòn cuối cùng. Bỏ qua vấn đề này có thể làm hỏng bánh xích. Bánh xích bị mòn có thể chống lại tác động này và làm mặt nạ cho xích bị mòn.

Dây xích xe đạp
Xích nhẹ trên xe đạp có bánh răng derailleur có thể bị đứt do chốt bên trong có hình thùng thay vì hình trụ (hay đúng hơn là ở tấm bên, vì "đinh tán" thường bị hỏng đầu tiên). có thể bong ra). Sự tiếp xúc giữa chốt và ống lót là một điểm chứ không phải đường thông thường, làm cho chốt của xích đi qua ống lót và cuối cùng là con lăn, cuối cùng khiến xích bị đứt. Cấu trúc này là cần thiết vì hành động chuyển số của bộ truyền động này đòi hỏi xích phải uốn cong và xoắn sang một bên, nhưng đó là do tính linh hoạt và tự do tương đối dài của xích mỏng như vậy trên xe đạp. chiều dài có thể xảy ra Hỏng xích ít xảy ra hơn trong các hệ thống bánh răng trung tâm (tốc độ Bendix 2, Sturmey-Archer AW, v.v.) vì bề mặt mòn khi tiếp xúc với các ống lót chốt song song lớn hơn nhiều. Hệ thống bánh răng trung tâm cũng cho phép có một vỏ hoàn chỉnh, hỗ trợ rất nhiều cho việc bôi trơn và bảo vệ cát.

Sức mạnh của chuỗi
Thước đo phổ biến nhất về độ bền của xích con lăn là độ bền kéo. Độ bền kéo cho biết mức độ tải trọng mà xích có thể chịu được trước khi đứt. Độ bền mỏi của xích cũng quan trọng như độ bền kéo. Các yếu tố chính ảnh hưởng đến độ bền mỏi của xích là chất lượng thép được sử dụng để chế tạo xích, quá trình xử lý nhiệt của các bộ phận xích, chất lượng xử lý lỗ nút của tấm xích, kiểu bắn và độ bền của xích. bắn lớp phủ peening. trên bảng liên kết. Các yếu tố khác có thể bao gồm độ dày của tấm xích và thiết kế của tấm xích (hình dạng). Đối với xích con lăn hoạt động ở chế độ truyền động liên tục, nguyên tắc chung là tải trọng lên xích không được vượt quá 1/6 hoặc 1/9 độ bền kéo của xích, tùy thuộc vào loại liên kết chính được sử dụng (bấm vừa vặn hoặc trượt- TRÊN ). phải phù hợp). Xích con lăn hoạt động trong các bộ truyền động liên tục trên ngưỡng này có thể và thường bị hỏng sớm do các tấm xích bị hỏng do mỏi. Độ bền tối thiểu tiêu chuẩn tối thiểu cho xích thép ANSI 29.1 là 12.500 x (bước tính bằng inch)2. Xích vòng chữ X và vòng chữ O có chất bôi trơn bên trong giúp giảm đáng kể độ mài mòn và kéo dài tuổi thọ của xích. Chất bôi trơn bên trong được phun qua chân không khi tán xích.

tiêu chuẩn chuỗi
Các tổ chức tiêu chuẩn như ANSI và ISO duy trì các tiêu chuẩn về thiết kế, kích thước và khả năng thay thế lẫn nhau của xích truyền động. Ví dụ: bảng bên dưới hiển thị dữ liệu từ Tiêu chuẩn ANSI B29.1-2011 (Xích con lăn, phụ kiện và bánh xích chính xác) do Hiệp hội kỹ sư cơ khí Hoa Kỳ (ASME) phát triển. Xem Tài nguyên để biết chi tiết. Để giúp bạn ghi nhớ, đây là một biểu đồ khác về các kích thước chính (tính bằng inch) cho cùng một tiêu chuẩn (là một phần trong những gì bạn cân nhắc khi chọn các con số được tiêu chuẩn ANSI đề xuất): Xích xe đạp điển hình (đối với bánh răng trật bánh) Sử dụng loại hẹp 1 / chuỗi bước 2 inch. Chiều rộng chuỗi có thể thay đổi mà không ảnh hưởng đến khả năng chịu tải. Càng có nhiều nhông xích ở bánh sau (trước đây là 3-6, bây giờ là 7-12) thì xích càng mỏng. Dây xích được bán dựa trên số tốc độ mà chúng được thiết kế để hoạt động, chẳng hạn như “chuỗi 10 tốc độ”. Bánh răng trung tâm hoặc xe đạp tốc độ đơn sử dụng xích 1/2 x 1/8 inch. 1/8 inch dùng để chỉ độ dày bánh xích tối đa có thể được sử dụng trên dây xích. Chuỗi có các mắt xích song song thường có số mắt xích chẵn, sau mỗi mắt xích hẹp là một mắt xích rộng hơn. Xích được làm bằng các mắt xích đồng nhất hẹp ở một đầu và rộng ở đầu kia có thể được làm bằng số lượng mắt xích lẻ, điều này thuận lợi cho việc đáp ứng các khoảng cách đĩa xích đặc biệt. Thứ nhất, những chuỗi như vậy có xu hướng kém bền hơn. Xích con lăn được sản xuất theo tiêu chuẩn ISO đôi khi được gọi là “isochains”.