Catalogo Generale Industrial - Regina

TRANSMISSION CHAIN DESIGNPROGETTAZIONE DI UNA TRASMISSIONE A CATENAFOREWORDThe choice of the right chain for a particular drive application is basedon knowledge of the design characteristics, the various chain types andcalculations. By these means it is possible to select the chain, belongingto a given series or type, which is capable of transmitting the requiredpower for the estimated length of time.The proper selection requires a series of calculations which take intoaccount the mechanical characteristics of the chain, the loadrequirements and load variations, the speed, the center distancebetween sprocket wheels, the number of sprocket teeth and thenumber of operating hours required. When the designer of a rollerchain drive sits down to select a chain drive, he must take intoconsideration several interacting parameters such as the availablehorse-power, the dynamic characteristics of the driven load, the speedratios required and any limitations such as space or center distance.Thus it is impossible to make a proper selection with simple calculationsbased on static loading such as, for example, fractions of the breakingload. Such figures must be derived both as a function of the traction towhich the chain is subjected by the power transmitted, of the dynamicloading to which the chain is subjected during motion and with respectto the wear tolerances allowed for the various components making upthe chain itself.Two important factors should be considered when determining thequality of a chain. First, resistance to wear, and second, resistance tofatigue.WEARThe limiting factor in the life of a properly selected chain drive is thewear in the live-bearing area between pin and bushing. A chain is“worn out” when elongation, due to this wearing of the pin-bushingcontact area, is excessive and prevents proper meshing of the chainwith the sprockets. In fact, when elongation is excessive as the chainroller comes up to mesh with the tooth of the driven sprocket wheel(from the chain side not under tension), over-riding of the sprocket teethmay occur. Such action induces particularly high peak loads, which,when the elongation reaches certain values (approx. 2% of the initiallength for small pitch chains and 3% for those of longer pitch), the chainmust be replaced.The fact remains that the design of chains, as applied to an installation,anticipates the replacement point as the result of wear and not forbreakage of a constituent part. It can be stated then, that the total loadwithstood by a chain must be such as to allow a certain elongationcaused by wear in a predetermined utilization period. Normal chainwear is caused by oscillation of the pins in the bushings, by the rotationof the rollers on the bushings and by the rolling contact of the rollers onthe sprocket teeth.The factors contributing to a more or less premature chain wear is thelack of adequate lubrication. Great care must be exercised ininstallation, maintenance and lubrication operations for a chain drive(please refer to MAINTENANCE section).PREMESSALa scelta di una catena appropriata per una determinata trasmissione,deriva, sia dalla conoscenza delle caratteristiche d’impiego delle varieserie o tipi di catene, sia dal calcolo. E’ possibile stabilire, in tal modo,quale catena, di una determinata serie o tipo, sia in grado di trasmetterela potenza di progetto per il tempo previsto di funzionamento.La capacità di trasmissione di potenza di una catena viene determinatain funzione di una serie di calcoli che tengono conto delle caratteristichemeccaniche della catena, del carico imposto e delle sue variazioni, dellavelocità, dell’interasse fra le ruote dentate, del numero dei denti dellestesse e, non ultimo, della durata od ore di servizio che si vogliono otteneredalla trasmissione.Ogni costruttore di macchine, infatti, nell’accingersi a calcolare una trasmissionea catena, si pone il problema di trasmettere una certa potenzamedia (variabile entro certi limiti), ad una certa velocità (numero digiri al minuto del pignone), per un periodo di tempo prefissato e, tuttoquesto, rispettando certi limiti di ingombro.E’ quindi facile comprendere che non è possibile stabilire la capacità ditrasmissione di potenza di una catena in funzione solamente di un semplicecarico statico come, per esempio, una frazione del carico di rottura.Detta capacità dovrà essere stabilita, sia in funzione del tiro imposto allacatena dalla potenza trasmessa, sia in funzione delle sollecitazioni dinamichealle quali la catena è soggetta durante il moto, sia infine in funzionedelle usure ammissibili nel tempo dei vari organi che la compongono.I due principali fattori che limitano la capacità di trasmissione di potenzadi una particolare catena e la sua durata sono la resistenza ad usurae la resistenza alla fatica dei suoi componenti.USURANormalmente quando la catena scelta è in grado di sopportare, senzadeformarsi, il tiro impostole dalla potenza trasmessa, uno dei fattori chelimitano la durata della catena è l’usura delle superfici coniugate di lavoro“perno-bussola”.Si dice che una catena è usurata quanto l’allungamento determinato dall’usuradelle superfici di contatto “perno-bussola” diviene eccessivo edimpedisce il corretto accoppiamento della catena con le ruote dentatedella trasmissione.Quando infatti l’allungamento supera determinati valori, il rullo della catena,all’atto di accoppiarsi con il dente della ruota dentata condotta,dalla parte non in tensione della catena, tende a portarsi sulla punta deldente anziché sul fondo del vano fra due denti successivi. Ciò dà origineal fenomeno della catena che tende a saltare un dente della ruotadentata. Tale fenomeno impone alla catena sollecitazioni dinamichemolto elevate e pertanto, quando l’allungamento raggiunge determinativalori (circa il 2% della lunghezza iniziale per catene di piccolo passoe il 3% per quelle di passo maggiore), la catena deve essere sostituitase non si vuole che la stessa si rompa.E’ noto infatti che la maggioranza delle trasmissioni viene progettata conl’intendimento che la catena termini la sua vita utile per usura e non perrottura di una delle sue parti componenti. Si deduce dalle suddette considerazioniche il tiro totale sopportato dalla catena deve essere tale dapermettere il raggiungimento di un certo valore percentuale di allungamentodovuto all’usura, in un tempo prefissato di funzionamento.Normalmente, l’usura della catena è causata dalla rotazione dei perni122