چرخ زنجیر غلتکی ISO چیست؟

 چرخ زنجیرهای غلتکی درایوهای زنجیره ای را در سیستم های انتقال نیرو و نوار نقاله درگیر می کنند. اگرچه چرخ‌دنده‌ها می‌توانند با هر ماده سوراخ‌دار درگیر شوند، اما عمدتاً با زنجیره غلتکی استفاده می‌شوند . درایوهای زنجیره ای می توانند در کاربردهایی با بارهای شوک و گشتاور محدود بسیار کارآمد و قابل اعتماد باشند، مشروط بر اینکه درایو به خوبی نگهداری شود. درایوهای زنجیره ای می توانند یک مزیت مکانیکی به عنوان کاهش دهنده/افزایش دهنده سرعت ایجاد کنند که با استفاده از چرخ دنده هایی با اندازه های مختلف ایجاد می شود. در حالی که مربوط به چرخ دنده ها است، تفاوت های اصلی یک چرخ دنده این است که هرگز با چرخ دنده دیگری به طور مستقیم درگیر نمی شود و برجستگی های شعاعی یک چرخ دنده برای درگیری و رها شدن زنجیر به یک پروفیل شیب دار نیاز دارد.

عملکرد چرخ دنده

 دندانه های چرخ دنده در یک زنجیره غلتکی مشبک می شوند و در نتیجه انرژی دورانی را بین محورهای موازی در فواصل مختلف منتقل می کنند. چرخ‌دنده‌ها چندین نقطه تماس با اصطکاک بالا با یک زنجیر غلتکی دارند که برای چرخش کارآمد مهم است، اما همچنین زنجیر چرخ‌دنده و غلتکی را به‌سرعت فرسوده می‌کند. این با بوش های روغن کاری شده در اطراف پینی که چرخ دنده آن را می گیرد و همچنین بین صفحاتی که زنجیر را در کنار هم نگه می دارد مبارزه می شود. اگر به منظور تامین یا دریافت حرکت روی شفت نصب شود، چرخ دنده خشک نامیده می شود. اگر چرخ دنده برای تثبیت، تغییر مسیر زنجیر یا اصطکاک اضافی در درایو زنجیر قرار گیرد، به آن چرخ دنده بیکار می گویند. برخی از گیربکس های زنجیر غلتکی دارای یک دنده ریل مانند دوچرخه هستند، بنابراین مزیت مکانیکی را می توان بدون تعویض چرخ دنده یا توقف گیربکس تنظیم کرد.

تولید زنجیر چرخ

مانند چرخ دنده ها، چرخ دنده ها معمولاً آسیاب شده یا آهنگری هستند، اما چرخ دنده های سفارشی ممکن است شعله بریده شوند. بر خلاف چرخ دنده ها، چرخ دنده ها ممکن است به صورت نیمه یا بخش تولید شوند تا به حمل و نقل و ادغام در درایو کمک کنند. یک چرخ دنده همچنین می تواند به گونه ای تولید شود که دندان های آن قابل جابجایی و دارای شفت یکپارچه باشد که باعث می شود جایگزینی آن کم هزینه و زمان بر باشد.

انتخاب متنوعی از مواد برای تولید چرخ دنده در دسترس است. فلز رایج ترین است، اما نسخه های غیر فلزی و نسخه های هیبریدی، مانند چرخ های فلزی با دندانه های پلاستیکی، نیز وجود دارند. تولیدکنندگان زنجیر چرخ بسته به بازار اصلی سازنده، تمایل به تولید چرخ‌دنده‌ها برای تعامل با زنجیره غلتکی ANSI سازمان بین‌المللی استاندارد (ISO) یا (موسسه استاندارد ملی آمریکا) دارند  

استانداردهای بین المللی

استاندارد ISO 606 یکنواختی چرخ دنده را برای اکثر کشورهای اروپایی و آفریقایی دیکته می کند. چرخ دنده های ISO دارای گام های بزرگی هستند که در شانزدهم اینچ اندازه گیری می شوند، اما در واحدهای متریک بیان می شوند. زنجیره استاندارد بریتانیایی قبل از زنجیره‌ای به سبک آمریکایی توسعه داده شد، اما در توسعه آن با موادی که به‌عنوان زنجیره‌های غلتکی به آسانی در دسترس بودند، محدود بود. صفحات بیرونی یک زنجیره ISO از اندازه زنجیره یک سطح بالاتر از الزامات کاربرد گرفته شده است. این منجر به زنجیره حجیم تر و سنگین تر با عمر خستگی طولانی تر شد که هنوز هم استفاده می شود. استاندارد ISO R606 فقط شامل چرخ دنده های تک، دو و سه رشته می شود.

در کنوانسیون های نامگذاری ISO، "B" نشان دهنده پایبندی به استانداردهای اروپایی است. یک چرخ دنده ISO نیز ممکن است دارای یک عدد به عنوان پسوند باشد که تعداد رشته های زنجیره را نشان می دهد. یک چرخ دنده 16B-2 دارای زمینی به اندازه یک اینچ به همراه یک قرقره دو رشته ای است. 

تنظیمات چرخ زنجیر غلتکی

 طبق استانداردهای بین المللی، چرخ دنده ها از نظر مفهومی، ابزارهای مکانیکی اولیه هستند. با این حال، تطبیق پذیری آنها منجر به بسیاری از سبک های متضاد می شود.

 رشته های چرخ دنده

 درایوهای زنجیره غلتکی معمولی از یک زنجیر غلتکی با چرخ دنده های مربوطه استفاده می کنند. این غیر معمول نیست که چرخ‌دنده‌های چند رشته‌ای بر روی یک هاب منفرد ادغام شوند، بنابراین بار از طریق زنجیره‌های متعدد، با حداکثر ده زنجیره منتقل می‌شود. چرخ دنده های چند رشته ای در کاربردهای نوار نقاله برای حفظ سرعت یکنواخت استفاده می شوند. با توزیع بار در میان چرخ دنده های متعدد، هر زنجیر و چرخ دنده عمر عملکردی بهتری دارند. چند رشته در درایوهایی که اسب بخار مورد نیاز از رتبه اسب بخار یک زنجیره بیشتر است مفید هستند. این همچنین در کاربردهایی که ممکن است نیاز به ادامه انتقال با وجود خرابی انتقال زنجیره غلتکی داشته باشد، رایج است.

چرخ دنده های دو رشته ای در حال استفاده

 استایل بدنه زنجیر چرخ

 ویژگی های رایج بدنه چرخ دنده شامل موارد زیر است:

 بازوها : این نوع چرخ دنده در جاهایی استفاده می شود که به اندازه های بزرگ چرخ دنده نیاز است. استفاده از بازوها باعث کاهش وزن - و در نتیجه اینرسی - و هزینه می شود.

• تقسیم بدنه : با تقسیم بندی بدنه چرخ دنده آسانتر جمع آوری و از اطراف شفت جدا می شود.

• بدنه صفحه : بدنه آبکاری شده ساختار چرخ دنده قوی تری را ارائه می دهد و در چرخ دنده های با محیط کوچکتر معمول است.

• برش های ساخته شده : چرخ دنده های ساخته شده برش شعله ای هستند و دارای اجزای سخت شده با شعله یا القایی هستند.

• فلنج دار : با یک امتداد کوتاه بر روی لبه زنجیر، صفحات زنجیر روی چرخ دنده نیز قرار می گیرند و مقداری بار از پین های زنجیر اختصاص می دهند. به دلیل افزایش طول عمر زنجیر، گاهی اوقات به این چرخ دنده های محافظ زنجیره ای می گویند.

سبک دندان زنجیری

 در حالت ایده آل، چرخ دنده ها نباید کمتر از 17 دندان داشته باشند، به خصوص در سرعت ها یا بارهای بالا. دندانه های بیشتر عمر سایش چرخ دنده و همچنین زنجیر را افزایش می دهد. ارتفاع دندان بر اساس مقاومت در برابر سایش، همراه با درگیری / رها شدن زنجیر صاف است. دندان‌ها معمولاً از همان جنس چرخ‌دنده هستند، اگرچه دندان‌هایی با درج پلاستیکی به عنوان یک گزینه مقرون‌به‌صرفه وجود دارند. سایر گزینه های دندانه های متحرک اجازه می دهد تا گام چرخ دنده تغییر کند.

 سفت شدن دندان‌های چرخ‌دنده تا حد زیادی عمر چرخ‌دنده را افزایش می‌دهد و برای کاهش‌های 4:1 یا بیشتر، برای درایوهای با سرعت کم، یا زمانی که شرایط ایمنی یا سایشی کمتر از حد استاندارد است، توصیه می‌شود. سخت شدن القایی و شعله رایج ترین روش ها هستند.

 سایر سبک‌های دندان به منظور کاهش خستگی در گیربکس درایو زنجیر است.

 مشخصات چرخ زنجیر غلتکی

 عملکرد چرخ زنجیر غلتکی

 پس از تعیین سبک و استاندارد یک چرخ دنده، ویژگی های عملکردی به برجسته ترین شرایط انتخاب چرخ دنده تبدیل می شوند.

 کنترل شوک گیربکس : میزان ضربه ای که درایو زنجیر غلتکی به آن وارد می شود، الزامات چرخ دنده را تغییر می دهد. شوک را می توان به سه پارامتر طبقه بندی کرد.

 ورودی انتقال : منبع انتقال، و همچنین عوامل محیطی، انتخاب چرخ دنده را نیز تغییر می دهد.

 اسب بخار انتقال : اسب بخار عرضه شده به چرخ دنده باید برای جبران اختلالات انتقال و توان ورودی تکمیل شود. این به عنوان اسب بخار سرویس شناخته می شود و با جدول زیر مشخص می شود.

 گام انتقال : انتخاب کوچکترین زنجیره گام برای نیازهای RPM درایو مشخص شده، گزینه های مربوط به چرخ دنده های زنجیر را افزایش می دهد. اگر اسب بخار عرضه شده در RPM مورد نیاز بیشتر از امتیاز اسب بخار بزرگترین گام موجود باشد، باید یک درایو چند رشته ای برای برنامه در نظر گرفته شود. 

 چرخ دنده رانندگی : اگرچه 17 دندان حداقل توصیه شده برای یک چرخ دنده درایو است، اما معمولاً 7 دندان در دسترس است. هنگامی که حداکثر سوراخ یک چرخ دنده 17 دندانی نمی تواند شفت مورد نیاز را در خود جای دهد، یک چرخ دنده با دندانه های بیشتری باید اجرا شود. دندان های سفت شده برای چرخ دنده هایی با 25 دندان یا کمتر توصیه می شود.

  چرخ دنده محرک : حرکت دریافت کننده چرخ دنده با توجه به اندازه چرخ دنده و افزایش/کاهش سرعت مورد نظر تعیین می شود. حداکثر نسبت توصیه شده 7 به 1 است. برای افزایش یا کاهش بیشتر، باید از چند رشته استفاده شود.

در گیربکس های نسبتی که ممکن است زنجیر کمتر از 120 درجه به دور یک چرخ دنده بپیچد، چرخ دنده های بیکار برای افزایش چسبندگی بین چرخ دنده و زنجیر توصیه می شود، مانند مثال زیر.

  فاصله مرکزی: برای جلوگیری از تداخل با دندانه ها، فاصله بین مراکز چرخ دنده همیشه باید بیشتر از نصف مجموع قطرهای بیرونی چرخ دنده باشد. در نسبت های انتقال بیشتر از 3 به 1، فاصله مرکز باید بیشتر از مجموع چرخ دنده ها باشد. برخی از برنامه ها ممکن است بتوانند تفاوت های مرکزی قابل تنظیم را داشته باشند که می تواند به محکم نگه داشتن زنجیرهای غلتکی کمک کند.

 فواصل طولانی‌تر از مرکز باعث می‌شود زنجیره بهتری به دور یک چرخ دنده بپیچد. برای کاربردهای متداول، فاصله مرکزی 30 تا 50 گام زنجیره ای برای بهترین نتایج توصیه می شود. برای انتقال با بارهای متغیر، 20 تا 30 گام ممکن است مناسب باشد. در گیربکس هایی با طول بیش از 80 گام زنجیر، باید از چرخ دنده های بیکار برای حمایت از زنجیر استفاده شود.

 تراز: داشتن چرخ دنده هایی که در یک صفحه عمودی قرار دارند توزیع بار یکنواخت را در سراسر چرخ دنده فراهم می کند و عمر بهینه چرخ و زنجیر را فراهم می کند. با استفاده از یاتاقان های رانش، شفت با کیفیت و پایه های پایدار می توان از ناهماهنگی جلوگیری کرد. تعمیر و نگهداری دوره ای باید شامل بازرسی تراز باشد.

 ناهماهنگی های رایج چرخ دنده

 روانکاری: روانکاری چرخ دنده ها به شکل روغن، خنک کننده موثر و میرایی ضربه ای را در سرعت های بالا فراهم می کند. روغن با کیفیت و غیر شوینده برای چرخ دنده ها و زنجیر غلتکی مناسب است. روغن های سنگین و چرب به اندازه کافی به فضای خالی کوچک در پین های غلتکی، صفحات و غلتک ها نفوذ نمی کنند.

 روانکاری چرخ دنده ها و زنجیرهای غلتکی را می توان به چهار روش اعمال کرد. روانکاری دستی به صورت دوره ای با برس یا خروجی روغن اعمال می شود. حمام های روغن روانکاری ثابتی را برای زنجیره غلتکی در یک محفظه روغنی فراهم می کنند. روغن کاری با بخار روغن، روان کننده را به قسمت داخلی یک زنجیر در یک پمپ گردشی می رساند. چکه‌های نفت شبیه جریان‌های نفت هستند، اما مقدار کمتری روغن را به زنجیره می‌رسانند.

 Lie of Chain Transmission : درایوهای زنجیره ای می توانند به صورت افقی، عمودی، شیب دار یا تقریباً در هر پیکربندی دیگری قرار گیرند. رشته زنجیر بارگذاری شده می تواند بالاترین یا پایین ترین باشد، اما برای درایوهای عمودی، در صورت امکان، چرخ زنجیر رانده باید در پایین باقی بماند تا تعمیر و نگهداری کاهش یابد.

 تعویض چرخ زنجیر : سایش و فرسودگی سریع، عیب اصلی درایوهای زنجیر است. در حالی که روغن کاری و بازرسی می تواند عمر چرخ دنده را افزایش دهد، اما با استفاده مداوم از کار می افتد، اگرچه باید از طریق چندین زنجیره غلتکی دوام بیاورد. سایش چرخ دنده به صورت یک برش زمینی و به سمت داخل در دندان قابل توجه است. چرخ دنده ممکن است شبیه یک تیغه اره مدور شود.

یک فرمول ریاضی برای کمک به تعیین زمان تعویض چرخ دنده وجود دارد. اگر عمق فرسایش در امتداد دندان (x) به مقداری برابر با 10 درصد عرض دندان (Y) در سراسر قطر گام (PCD) رسیده باشد، چرخ دنده باید تعویض شود.

 ابعاد چرخ دنده

 قطر پایین/قطر کولیس (BD/CD) : این فاصله بین چرخ دنده از پایین فضاهای دندان مقابل است. اگر چرخ زنجیر تعداد دندان‌های فرد داشته باشد، فضایی دقیقاً مخالف وجود نخواهد داشت، بنابراین قطر کولیس اندازه‌گیری در عرض فضاهای دندانی تقریباً مخالف است.

تعداد دندانه ها : این حساب دندان هایی است که روی چرخ دنده قرار دارند.

 قطر بیرونی (OD) : اندازه گیری از نوک دندانه چرخ دنده تا نقطه مربوطه که دقیقاً در مقابل چرخ دنده قرار دارد.

 قطر توپی (HD) : در چرخ دنده هایی که از هاب یکپارچه استفاده می کنند، این فاصله از سوراخ مرکزی هاب است.

سوراخ زنجیر (SB) : برای چرخ دنده های توپی، این عرض در سراسر سوراخ شفت توپی است.

 طول سوراخ (LTB) : این فاصله در سوراخ سوراخ در چرخ دنده های توپی است. این مقدار بزرگتر از عرض وجه خواهد بود و باید به اندازه ای باشد که در مقابل گشتاور شفت مقاومت کند.

 قطر داخلی (ID) : در چرخ دنده هایی که از هاب استفاده نمی کنند، این فاصله بین لبه های داخلی است.

 گام : این فاصله منحنی از مرکز یک دندانه زنجیر تا مرکز دندان مجاور است.

 قطر پیچ (PD) : اندازه گیری در سراسر چرخ دنده از مرکز دندان تا مرکز دندان مربوطه. در مواردی که مخالف مستقیم وجود ندارد، نزدیکترین مرکز دندان اندازه گیری را دیکته می کند.

 عرض صورت (FW) : این مقدار فاصله در نازکترین قسمت چرخ دنده است. این از حداکثر خود برای اجازه دادن به درگیری زنجیره ای با اصطکاک کم و همچنین از حداقل آن برای اطمینان از بار کاری مناسب حفظ می شود.

 نصب چرخ دنده

 انواع مختلفی از گزینه های نصب برای چرخ دنده ها با هر طرحی موجود است. هاب ها می توانند گزینه های مخصوص نصب را ارائه دهند. جدول زیر پایه های متداول را توضیح می دهد.

کاربردها

چرخ زنجیر غلتکی به طور گسترده در بسیاری از صنایع یافت می شود. اگرچه تا اواخر قرن نوزدهم به یک فناوری برجسته تبدیل نشد، لئوناردو داوینچی حدود 300 سال قبل از آن طرح‌هایی از زنجیرهای غلتکی تولید کرد. دوچرخه ها و موتورسیکلت ها از زنجیر غلتکی برای اتصال چرخ های جاده خود به منبع انرژی وسیله نقلیه استفاده می کنند. چرخ‌دنده‌ها در فیلم پروژکتورها و دوربین‌های فیلم استفاده می‌شوند، اما به جای زنجیر غلتکی از استوک فیلم سوراخ‌دار استفاده می‌شود. لیفتراک ها بالابر عمودی را با چرخ زنجیر و زنجیر غلتکی فراهم می کنند. آسیاب های بادی و آسیاب های آبی، ماشین آلات را با درایوهای زنجیره ای به منبع برق متصل می کنند. شاید بزرگترین نسخه مکانیکی گیربکس زنجیره ای غلتکی، پیشرانه آج تانک اصلی جنگ باشد.

 منبع: globalspec.com