Podstawowe zagadnienia dotyczące przekładni łańcuchowych

Łańcuch to element składowy maszyn, wykorzystywany dzięki sile naprężenia do przenoszenia napędu pomiędzy dwoma punktami. Łańcuchy transmisyjne klasyfikuje się na wiele sposobów. Z jednej strony łańcuch to stały, elastyczny element łączący, sprzęgający ze sobą parę przekładni zębatych. Z drugiej strony zaś ten sam łańcuch to mechaniczny pas, przebiegający pomiędzy kołami, który może być wykorzystany do przeniesienia napędu mechanicznego. Każdy łańcuch to w zasadzie zbiór wielu kołków, trzpieni, wałków, tulejek, stanowiących elementy składowe odpowiednio łączonych ogniw. Elementy te opisano na rysunku 1.  Łańcuchy transmisji napędu rywalizują bezpośrednio z pasami transmisyjnymi synchronicznymi oraz typu V, jak również przekładniami zębatymi. Każde z tych rozwiązań ma szczególne właściwości, pozwalające na znalezienie specjalizowanego obszaru zastosowań. Jednakże niekiedy można mieć do czynienia z sytuacjami, gdzie możliwe jest zastosowanie różnych technik i wtedy pojawia się konieczność wyboru jednej z nich. 

^{Rys. 1. Podstawowe elementy łańcucha transmisyjnego (dzięki U.S. Tsubaki Inc)}

Cechy charakteryzujące połączenia łańcuchowe: 

ZALETY: 

• Redukcja lub zwiększenie prędkości, nawet współczynnik przekładni 7:1 jest stosunkowo prosty do osiągnięcia. 
• Możliwość obsługi połączeń o dużych odległościach pomiędzy obracającymi się wałami. 
• Możliwa współpraca łańcuchów z różnymi wałami lub napędami oraz dwustronne wykorzystanie łańcuchów.
• Standaryzacja typów łańcuchów, umożliwiająca ich szybki i prosty dobór. 
• Łatwe rozpinanie i łączenie ogniw łańcucha.
• Koła łańcuchowe mogą być mniejsze niż krążki przy przekładniach pasowych, przenosząc ten sam moment obrotowy. 
• Koła łańcuchowe wykazują znacznie mniejsze zużycie w stosunku do przekładni zębatych, gdyż obciążenie rozłożone jest na wiele zębów. 
• Łańcuchy są odpowiednie do połączeń stałych, długotrwałych, przy ograniczonych wahaniach wartości momentu obrotowego. 

^{Rys. 2. Schemat ogólny procedury doboru łańcucha (dzięki U.S. Tsubaki Inc)}

WADY: 

• Wprowadzanie zmiany prędkości. 
• Konieczność smarowania 
• Zużywanie się i wydłużanie w trakcie eksploatacji. 
• Mała odporność połączenia łańcuchowego na obciążenia boczne, poprzeczne.  

Porównanie różnych typów przekładni

S – super, D – dobry, P – poprawny, Z – zły

Dobór łańcucha 

Decydując się na wybór napędu, należy wziąć pod uwagę przede wszystkim obciążenie, jakie będzie przyłożone do łańcucha przez moc wejściową, rodzaj sprzętu, jaki będzie napędzany, współczynnik uwzględniający warunki pracy i zużywanie się maszyny, moc określaną w koniach mechanicznych oraz obciążalność łańcucha, wymaganą do skompensowania przykładanego obciążenia mechanicznego. Schematycznie procedura doboru łańcucha przedstawiona została na rysunku 2.  

Smarowanie 

Proces smarowania jest ważnym czynnikiem, decydującym o osiągnięciu pożądanej żywotności połączenia łańcuchowego. W napędach, w których łańcuch działa przy określonych, ustalonych parametrach, właściwe smarowanie jest tak samo ważne jak prawidłowa wartość obciążenia oraz prędkości napędu, określone wcześniej w parametrach pracy układu. 

^{Rys. 3. Układy przekładni łańcuchowych}

Łańcuchy transmisyjne są zazwyczaj wstępnie, przed transportem, nasmarowane smarem zabezpieczającym przed ich rdzewieniem. Jednakże ciągłe smarowanie łańcucha w trakcie eksploatacji jest czynnością niezbędną. Właściwie smarowany i konserwowany łańcuch wykazuje znacznie większą żywotność, trwałość oraz mniejsze prawdopodobieństwo pojawienia się na nim rdzy. 

Skuteczne smarowanie łańcucha zależy od prawidłowego nałożenia smaru, jego właściwości smarnych oraz od tego, jak i w którym miejscu splotu łańcuchowego jest on na niego nakładany. Łańcuch powinien być smarowany w miejscu swego minimalnego naprężenia, poprzez podanie substancji smarującej bezpośrednio pomiędzy płytki ogniw. 

Przy smarowaniu ręcznym smar nakładany jest za pomocą oliwiarki, puszki lub pędzla. Smarowanie powinno być wykonywane co osiem godzin lub gdy zachodzi jego wyraźna, zauważalna potrzeba. 

W przypadku smarowania kroplowego oliwa dozowana jest przez smarownicę w ilości 5 do 20 kropel na minutę, zależnie od aktualnej prędkości przesuwu łańcucha. 

Smarowanie kąpielowe polega na zanurzeniu części koła zębatego wraz z łańcuchem w zbiorniku  z oliwą. Zanurzenie to nie powinno przekraczać 0,6 do 1,3 cm. W przeciwnym razie wydziela się ciepło, zmieniające właściwości substancji smarnej.  

Układy przekładni łańcuchowych 

Znaczący wpływ na okres prawidłowej pracy układu napędowego mają: względne położenie koła napędowego i napędzanego oraz napiętej i luźnej części łańcucha. Zagadnienia z tym związane przedstawiono schematycznie na rysunku 3.    Redakcja magazynu Inżynieria i Utrzymanie Ruchu Zakładów Przemysłowych dziękuje firmie U.S. Tsubaki Inc. za pomoc w przygotowaniu niniejszego artykułu. Dostarczyła ona ilustracje oraz schemat, zaprezentowane na rysunkach 1 i 2.    

Artykuł pod redakcją Andrzeja Ożadowicza

Autor: Joseph L. Foszcz, redaktor czasopisma Plant Engineering