زنجیر صنعتی و اجزای آن
زنجیر صنعتی یا زنجیر غلتکی (Roller chain) زنجیری است که بیشتر برای انتقال قدرت مکانیکی بر روی انواع ماشین آلات خانگی ، صنعتی و کشاورزی از جمله نوار نقاله، دستگاه های کشش سیم و لوله، ماشین های چاپ، اتومبیل، دوچرخه، موتور سیکلت و غیره مورد استفاده قرار می گیرد. این نوع از زنجیر ها شامل یک سری غلتک های استوانه ای کوتاه است که توسط پیوندهای جانبی کنار هم قرار گرفته اند. این وسیله توسط یک چرخ دندانه دار به نام چرخ دنده (Sprocket) حرکت می کند. این وسیله ساده ، قابل اعتماد و کارآمد به منظور انتقال قدرت استفاده می شود. نمونه ای از این قطعه در شکل 1 و 2 قابل مشاهده است. فروشگاه کالای صنعتی ایران این نوع از زنجیر های صنعتی را موجود دارد.
نمونه ای از زنجیر صنعتی غلتکی
اجزای زنجیر صنعتی بوش دار
شکل 3 طرح های لئوناردو داوینچی در قرن شانزدهم یک زنجیر با رولبرینگ را نشان می دهد. در سال 1800 میلادی، جیمز فوسل یک زنجیر غلتکی را در زمینه توسعه قفل تعادل خود که در شکل 4 قابل مشاهده است ثبت کرد و سرانجام در سال 1880 میلادی هانس رنولد یک زنجیره صنعتی بوش دار را ثبت نمود.
شماتیکی از طرح لئوناردو داوینچی
شماتیکی از قفل تعادل جیمز فوسل
بررسی ساختار زنجیر صنعتی
دو نوع پیوند در این نوع زنجیر های صنعتی وجود دارد. نوع اول پیوند های داخلی است و از دو صفحه داخلی که توسط بوش هایی که روی آنها غلتک ها می چرخند ایجاد شده است. پیوندهای بیرونی، متشکل از دو صفحه بیرونی است که توسط پین هایی که از میان بوش های پیوندهای داخلی عبور می کنند در کنار هم نگه داشته شده اند. زنجیره صنعتی “بدون بوش” در عملکرد مشابه زنجیر های صنعتی بوش دار است اما در نوع ساخت متفاوت می باشد. به جای بوش های جداگانه که صفحات داخلی را در کنار هم نگه داشته اند، یک لوله به روی صفحات جانبی از دو طرف پرس شده است که نمونه ای از آن در شکل 5 نشان داده شده است. این نوع زنجیر مزیت حذف یک مرحله در مونتاژ زنجیر را دارد.
زنجیر صنعتی بدون بوش و بوش دار
طراحی زنجیر صنعتی یا در واقع غلتکی در مقایسه با طرح های ساده تر به میزان بیشتری اصطکاک را کاهش می دهد و در نتیجه کارایی بالاتر و سایش کمتری دارد. انواع اولیه زنجیر انتقال نیرو فاقد غلطک و بوش بوده در نتیجه هر دو صفحه داخلی و خارجی آن توسط پین ها نگاه داشته می شدند که مستقیماً با دنده های چرخ دنده تماس برقرار می کرد. هر چند، این پیکربندی سایش بسیار بالایی را هم به دندانه های چرخ دنده و هم به صفحات زنجیر تحمیل می نماید.
با توسعه ی زنجیر های صنعتی بوش دار که پین نگه دارنده صفحات خارجی آن توسط یک بوش حفاظت می شوند این مشکل تا حدود بسیار زیادی برطرف گشته است البته که همچنان دندانه های چرخ دنده در معرض سایش بالایی می باشند. به منظور حل نمودن این مشکل نیز غلتک ها را در زنجیر های صنعتی اضافه نمودند که باعث افزایش مقاومت به سایش در زنجیر و چرخ دنده می گردد. توجه به این نکته حائز اهمیت است که عملیات رونکاری و تمیز نمودن مرتب این قطعات کمک شایانی به افزایش طول عمر آن ها خواهد کرد.
روانکاری زنجیر های صنعتی
بسیاری از زنجیرهای صنعتی (به عنوان مثال، در تجهیزات کارخانه یا به حرکت در آوردن میل بادامک در داخل موتور احتراق داخلی) در محیط های تمیز کار می کنند و بنابراین سطوح تحت سایش (یعنی پین ها و بوش ها) در برابر بارش و ریزگردهای هوا ایمن هستند، حتی بسیاری از آنها در یک محیط مهر و موم شده مانند حمام روغن قرار دارند. از طرفی برخی از زنجیرهای غلتکی طوری طراحی شده اند که اورینگ ها در فضای بین صفحه پیوند بیرونی و صفحات داخلی غلطک قرار گرفته اند تا از میزان سایش بکاهند.
تولید کنندگان زنجیره زنجیر صنعتی استفده از اورینگ ها را در سال 1971 پس از اختراع آن توسط جوزف مونتانو (Joseph Montano) در هنگام کار در کمپانی هارتفورد (Whitney Chain of Hartford) در ایالت کنتیکت شروع کردند. اورینگ ها به عنوان راهی برای بهبود روانکاری به اتصالات زنجیره های انتقال نیرو به عنوان راهی برای افزایش طول عمر آنها گنجانده شدند. این قطعات لاستیکی مانعی را ایجاد می کند که گریس روان کننده کارخانه ای را در قسمت سایش پین و بوش نگه می دارد. علاوه بر این ، اورینگ ها از ورود خاک و سایر آلاینده ها به داخل اتصالات زنجیر نیز جلوگیری می نمایند در حالی که در صورت وجود چنین ذراتی سایش قابل توجهی متوجه زنجیر و قطعات آن خواهد شد.
نمونه ای از زنجیر صنعتی به همراه اورینگ
همچنین زنجیرهای زیادی وجود دارند که می بایست در شرایط آلوده کار کنند و به دلایل اندازه آن ها یا دلایل عملیاتی نمی توان آن ها را آب بندی نمود. به عنوان مثال می توان به زنجیرهای مربوط به تجهیزات کشاورزی، دوچرخه و اره زنجیری اشاره کرد. این زنجیرها لزوماً دارای نرخ سایش نسبتاً بالایی خواهند بود به ویژه هنگامی که اپراتورها آمادگی پذیرش اصطکاک بیشتر، بازدهی کمتر،سر و صدای بیشتر و تعویض مکرر را دارند زیرا از روانکاری و تنظیم آن ها غافل می شوند.
استحکام زنجیر صنعتی
متداول ترین معیار سنجش مقاومت زنجیر های صنعتی مقاومت کششی آن ها است. استحکام کششی نشان می دهد که یک زنجیره چقدر می تواند تحت بار یک بار قبل از شکستن مقاومت کند. مقاومت خستگی زنجیر به اندازه مقاومت کششی اهمیت دارد. عوامل مهم در استحکام خستگی یک زنجیر کیفیت فولاد مورد استفاده برای تولید زنجیر، عملیات حرارتی اجزای زنجیر، کیفیت ساخت حفره ورق های ارتباط دهنده و کیفیت عملیات شات پینینگ روی صفحات پیوند است.
استاندارد های زنجیر صنعتی
سازمان های استاندارد (مانند ANSI و ISO) استاندارد های طراحی، ابعاد و قابلیت تعویض زنجیره های انتقال نیرو را تعیین می کنند. به عنوان مثال، جدول های زیر داده های استاندارد ANSI B29.1-2011 (زنجیرهای غلتکی انتقال نیرو و زنجیر چرخ) را نشان می دهد که توسط انجمن مهندسان مکانیک آمریکا (ASME) توسعه یافته است. در جدول های زیر برخی از اطلاعات فنی مربوط به زنجیر های صنعتی غلتکی قابل مشاهده است.
| ASME/ANSI B29.1-2011 Roller Chain Standard Sizes | |||||||
| اندازه | گام | حداکثر قطر غلتک | حداقل استحکام کششی | بار معادل | |||
| 25 | 0.250 in (6.35 mm) | 0.130 in (3.30 mm) | 780 lb (350 kg) | 18 lb (8.2 kg) | |||
| 35 | 0.375 in (9.53 mm) | 0.200 in (5.08 mm) | 1,760 lb (800 kg) | 18 lb (8.2 kg) | |||
| 41 | 0.500 in (12.70 mm) | 0.306 in (7.77 mm) | 1,500 lb (680 kg) | 18 lb (8.2 kg) | |||
| 40 | 0.500 in (12.70 mm) | 0.312 in (7.92 mm) | 3,125 lb (1,417 kg) | 31 lb (14 kg) | |||
| 50 | 0.625 in (15.88 mm) | 0.400 in (10.16 mm) | 4,880 lb (2,210 kg) | 49 lb (22 kg) | |||
| 60 | 0.750 in (19.05 mm) | 0.469 in (11.91 mm) | 7,030 lb (3,190 kg) | 70 lb (32 kg) | |||
| 80 | 1.000 in (25.40 mm) | 0.625 in (15.88 mm) | 12,500 lb (5,700 kg) | 125 lb (57 kg) | |||
| 100 | 1.250 in (31.75 mm) | 0.750 in (19.05 mm) | 19,531 lb (8,859 kg) | 195 lb (88 kg) | |||
| 120 | 1.500 in (38.10 mm) | 0.875 in (22.23 mm) | 28,125 lb (12,757 kg) | 281 lb(127 kg) | |||
| 140 | 1.750 in (44.45 mm) | 1.000 in (25.40 mm) | 38,280 lb (17,360 kg) | 383 lb (174 kg) | |||
| 160 | 2.000 in (50.80 mm) | 1.125 in (28.58 mm) | 50,000 lb (23,000 kg) | 500 lb (230 kg) | |||
| 180 | 2.250 in (57.15 mm) | 1.460 in (37.08 mm) | 63,280 lb (28,700 kg) | 633 lb (287 kg) | |||
| 200 | 2.500 in (63.50 mm) | 1.562 in (39.67 mm) | 78,175 lb (35,460 kg) | 781 lb (354 kg) | |||
240 | 3.000 in (76.20 mm) | 1.875 in (47.63 mm) | 112,500 lb (51,000 kg) | 1,000 lb (450 kg) | |||
گام (inches) | شماره زنجیر بر اساس استاندارد ANSI | فاصله ورق های داخلی (inches) |
1⁄4 | 25 | 1⁄8 |
3⁄8 | 35 | 3⁄16 |
1⁄2 | 41 | 1⁄4 |
1⁄2 | 40 | 5⁄16 |
5⁄8 | 50 | 3⁄8 |
| 3⁄4 | 60 | 1⁄2 |
| 1 | 80 |
|