La capacidad de transmisión de las cadenas

Hoy conoceremos la capacidad de transmisión de las cadenas:

Hemos derivado los límites de fatiga mediante pruebas. Pero, así como usted no puede juzgar a una persona solo mediante el examen, también debemos verificar si los resultados de nuestras pruebas pueden ponerse en práctica. Por eso hay que hacerse las siguientes preguntas:

• El límite de fatiga de la cadena se comprueba en una configuración lineal (Figura 2.1). Pero al envolver la transmisión, la cadena se engrana con la rueda dentada. ¿Hay alguna diferencia entre estos dos?
• Se usa una nueva cadena de rodillos. ¿Hay alguna disminución en la fuerza de una cadena usada?
• ¿Los enlaces de conexión o los enlaces de desplazamiento tienen la misma fuerza?

Para responder a estas preguntas, se realizaron una serie de experimentos e investigaciones.

A continuación, los resultados.

Diferencia entre tensión lineal y envoltura

Cuando la cadena se acopla con el piñón, la cadena colisiona con las superficies dentadas del piñón. La capacidad de transmisión está limitada por la rotura del rodillo o buje durante la colisión.

A medida que se enrolla en el piñón y gira, la cadena recibe fuerza centrífuga. Cuanto más rápida sea la velocidad de rotación, mayor será la fuerza centrífuga. Además, el pasador y el casquillo también están sujetos a tensión. Hay un límite para su función de soporte.

Diferencias de resistencia entre la cadena y los enlaces de conexión y los enlaces de compensación

Los enlaces de conexión individuales y los enlaces de desplazamiento tienen menor resistencia a la fatiga que la propia cadena. Por lo tanto, debe considerar la relación de resistencia-  disminución que se muestra en la Tabla 2.1. La relación fuerza-disminución difiere de un fabricante a otro, por lo que es importante obtener información específica de cada fabricante.

 

TIPO	Relación de reducción contra la carga máxima permisible
Enlace de conexión estándar	0-20 %
Enlace de conexión	sin reducción
Acodado	35%
Acodado con dos pasos (tipo C)	0-25 %

 

Tabla 2.1 Reducción de la fuerza de los enlaces de conexión y los enlaces de compensación

Si usa cadena con cargas que son casi las mismas que la carga máxima permisible, debe evitar el uso de enlaces descentrados. Utilice enlaces de conexión (tap fit), que son más fuertes que los enlaces de conexión estándar. En algunos casos, puede pedir cadenas en una configuración sin fin.

NOTA: configuración sin fin: los fabricantes crean componentes de conexión que son tan fuertes como las otras piezas de la cadena mediante remaches u otros procesos de fábrica. La cadena se ensambla y se entrega como una configuración sin fin.

El gráfico de capacidad de transmisión, que a veces se denomina una «curva de tienda» debido a su forma, incluye el resultado de los tres puntos cubiertos anteriormente. Este gráfico es una herramienta importante cuando se toman decisiones en cadena.

La Figura 2.19 ilustra el concepto de una curva de tienda.

 

En la Figura 2.19, la línea O-A se decide según la tensión permisible de la cadena, que incluye la resistencia a la fatiga de los enlaces de conexión o compensación, así como la fuerza centrífuga en la rotación a alta velocidad. La línea B-C se decide por el límite de rotura del casquillo y el rodillo. En este tipo de rotura del casquillo y el rodillo, no hay límite de fatiga como existe con las placas de enlace. Por lo tanto, se muestra dentro de las 15,000 horas de resistencia en duración limitada. La línea D-E se decide por la función de soporte del pasador y el casquillo.

El rango definido dentro de estas tres líneas (O-A, B-C y D-E) es el rango utilizable. Cuando la cadena se utiliza a bajas velocidades, está limitada por la línea O-A, el límite de fatiga. Las condiciones de la curva de la tienda que se muestran son:

• Transmisión envolvente de dos ejes con 100 eslabones de cadena.
• Duración de 15,000 horas de trabajo.
• En virtud de las condiciones de funcionamiento adicionales (1 a 5 se muestra a continuación).

Condiciones de funcionamiento adicionales de las cadenas

• La cadena opera en un ambiente interior de -10 ° C a 60 ° C, y no contiene polvo abrasivo.
• No hay efectos de gas corrosivo o alta humedad.
• Los dos ejes de transmisión son paralelos entre sí y están ajustados correctamente.
• La lubricación se aplica como se recomienda en el catálogo.
• La transmisión está sujeta a pequeñas fluctuaciones en la carga.

Desgaste de las piezas de trabajo

Cuando una cadena está funcionando, la superficie externa del pasador y la superficie interna del casquillo se frotan una contra la otra, vistiéndose poco a poco.

Cuando una cadena está funcionando, obviamente otras partes también se están moviendo y desgastando. Por ejemplo, la superficie exterior del casquillo y la superficie interna del rodillo se mueven una contra la otra. En el caso de la cadena de transmisión, el desgaste de los rodillos y los casquillos es menor que el del pasador y la superficie interna del casquillo, ya que la probabilidad de rozamiento suele ser menor. Además, es más fácil aplicar lubricación entre el buje y el rodillo.

El progreso del desgaste del pasador de clavija se muestra en la Figura 2.20, en la que el eje horizontal es el horario de trabajo y el eje vertical es el alargamiento de desgaste (porcentaje de la longitud de la cadena).

 

En la Figura 2.20, O-A se llama «desgaste inicial». Al principio, el desgaste progresa rápidamente, pero su relación es inferior al 0,1 por ciento y, por lo general, cesará dentro de las 20 horas posteriores a la operación continua. A-B es «desgaste normal». Su progreso es lento. B-C es «desgaste extremo». El límite de «desgaste permitido» (el final de su vida útil) se alcanzará durante esta etapa (1.5 a 2.0 por ciento).

La línea continua refleja un caso de uso de cadena con piezas de trabajo que se lubricaron en la fábrica, pero no se lubricaron nuevamente. Si lubrica regularmente, el pasador y el casquillo continúan mostrando desgaste normal (reflejado por la línea punteada), y eventualmente agotan su vida útil.

Si elimina todos los lubricantes con solventes, el desgaste progresa a lo largo de una línea casi recta y la vida de la cadena se acorta. Esto se muestra por la línea punteada.

Los factores que afectan el desgaste de la cadena son muy complicados. Hay muchas consideraciones, como la lubricación, la exactitud del montaje, el estado de las piezas producidas y el método de producción de piezas; por lo tanto, el valor de desgaste no puede mejorarse en gran medida simplemente cambiando un factor.

En la cadena de transmisión, JIS B 1801-1990 regula la dureza de la superficie del pasador, el casquillo y el rodillo (como se muestra en la Tabla 2.2) para cumplir con los múltiples requisitos de resistencia al desgaste y resistencia a los golpes.

COMPONENTE	HV	HRC
Pasador	450 o mayor	45 o mayor
Casquillo	450 o mayor	45 o mayor
Rodillo	390 o mayor	40 o mayor

 

Tabla 2.2 Dureza superficial del pasador, buje y rodillo

Ruido y vibración de una cadena

Cuando la cadena se acopla a las ruedas dentadas, definitivamente hará ruido (Figura 2.21). Esto es causado por varios factores:

• El rodillo de la cadena golpea la parte inferior del diente del piñón.
• Hay espacio entre el rodillo y el casquillo; el rodillo hace ruido por su vibración elástica (en el caso de rodillos delgados, como el rodillo en S).
• Los piñones vibran.
• El fluido contenido entre cada parte (generalmente aire o aceite de lubricación) produce sonidos de choque.

 

Tomemos, por ejemplo, una cadena de rodillos de transmisión RS80 y una rueda dentada con 16 dientes que funcionan a una velocidad de 123 rpm. (La velocidad de la cadena es de 50 m / min.) En este caso, el ruido en un punto a 30 cm del piñón será: sin lubricación, 65 dB (A); con lubricación, 57 dB (A).

Hay algunos pasos que puede seguir para disminuir el nivel de ruido.

Disminuir la energía:

• Use una rueda dentada con muchos dientes. Esto reduce la velocidad de impacto mientras se mantiene la misma velocidad de cadena.
• Opere la cadena a velocidades más lentas.
• Use una cadena más pequeña para disminuir el peso de la cadena.

Amortigua los efectos de las partes impactantes:

• Lubrique en la parte inferior del diente del piñón y el espacio entre el casquillo y el rodillo.
• Use rodillos de plástico especialmente diseñados. (Esto también disminuirá la capacidad de transmisión. No hay prácticamente ninguna disminución en el sonido si cambia a un piñón de plástico).

Si comparamos el ruido de las cadenas y los piñones con otras piezas de la máquina de transmisión como la correa y la polea o la correa dentada y la polea, encontramos:

• El ruido del engranaje es menor que los otros dos. En comparación con una correa plana, una correa dentada produce un ruido de alta frecuencia durante la alta velocidad.
• Por lo general, la transmisión de cadena es más suave que la transmisión de engranajes. La cadena también difiere en que no hay aumento en el nivel de ruido a medida que se desgasta y se alarga durante el uso.