Reťazové pohony vynikajú ako dôležité riešenie mechanického prenosu energie, ktoré sa široko používa na prenos energie medzi komponentmi-či už na veľké vzdialenosti (napríklad v 5-poschodových lodných motoroch) alebo na krátke vzdialenosti (napríklad bicykle). Patria medzi päť najbežnejších spôsobov mechanického prenosu sily spolu so spojkami, ozubenými prevodmi, remeňovými pohonmi a skrutkami. Každá metóda má svoje jedinečné výhody a nevýhody, takže inžinieri musia tieto faktory starostlivo zvážiť, aby urobili optimálnu voľbu pre konkrétne aplikácie. Tento článok sa ponorí do základov reťazových pohonov, ich klasifikácií, bežných typov reťazí, kritérií výberu a kľúčových výhod a nevýhod.
Čo sú reťazové pohony?
Reťazový pohon je mechanický systém prenosu energie, ktorý využíva reťaz na prenos energie z jedného miesta na druhé. Typický reťazový pohon pozostáva z dvoch alebo viacerých ozubených kolies (ozubených kolies) a samotnej reťaze-, pričom otvory v článkoch reťaze zapadajú cez zuby ozubených kolies.
Keď sa hnací motor (napr. elektromotor alebo spaľovací motor) otáča, otáča reťazové koleso pripojené k jeho hriadeľu. Táto rotácia poháňa reťaz ovinutú okolo ozubeného kolesa, ktoré potom aplikuje mechanickú silu na hnaný hriadeľ a účinne prenáša energiu.
Kľúčové porovnania s inými spôsobmi prenosu
Versus remeňové pohony: Na rozdiel od remeňových pohonov ponúkajú reťazové pohony nulový sklz, čím zabezpečujú konštantný pomer otáčok. To eliminuje oneskorenie prenosu výkonu, vďaka čomu sú ideálne pre aplikácie, ako sú rozvodové reťaze spaľovacích motorov. Jediná strata výkonu v reťazových pohonoch pochádza z trenia medzi článkami reťaze a reťazovými kolesami, čo vedie k vyššej mechanickej účinnosti.
Versus Gear Drives: Reťazové pohony sú flexibilnejšie z hľadiska prevádzkovej vzdialenosti. Vynikajú, keď sú hriadele rozmiestnené ďalej od seba, než aké môžu pojať prevody, pričom si stále zachovávajú kompaktné nastavenie. Okrem toho môže jedna reťaz poháňať viacero hriadeľov súčasne-a funkcie ozubených kolies sa zriedkavo zhodujú.
Typy reťazových pohonov (podľa funkcie)
Reťazové pohony sú rozdelené do troch hlavných typov na základe ich primárnej funkcie, pričom každý je prispôsobený špecifickým potrebám aplikácie:
1. Reťazové pohony na prenos energie
Tieto reťazové pohony sú navrhnuté výhradne na prenos energie medzi dvoma hriadeľmi a riešia bežnú výzvu: väčšina{0}}strojov vyrábajúcich energiu (napr. motory v čerpadlách) nedokáže využívať energiu, ktorú vyrábajú na-mieste.
Bežné aplikácie: Bicykle, poľnohospodárske stroje, kompresory a vačkové hriadele{0}}motorov sa spoliehajú na reťaze na prenos energie, ktoré presúvajú energiu zo zdroja do miesta použitia.
2. Reťazové pohony dopravníkov
Reťazové pohony dopravníkov sú špecializované na manipuláciu s materiálom. Pýšia sa stovkami dizajnov s prispôsobenými vlastnosťami, ako sú nízke trenie, vysoká-teplotná odolnosť, chemická odolnosť, antistatické vlastnosti alebo magnetické vlastnosti. Do retiazky je možné pridať aj nástavce, aby vyhovovali rôznym potrebám.
Priemyselné využitie: Široko používané v obaloch, automobilovej výrobe, výrobe potravín a nápojov, farmaceutík a textilu na efektívnu prepravu materiálu.
3. Zdvíhacie a ťažné reťazové pohony
Tieto reťazové pohony sa používajú v strojoch na zdvíhanie a spúšťanie ťažkých bremien, pričom často pracujú s kladkami na zníženie námahy. Príklady zahŕňajú reťazové kladkostroje (ručné, elektrické alebo pneumatické), ktoré sú bežné v garážach, dielňach, staveniskách, lodných strojovniach a továrňach-schopných zdvíhať/spúšťať bremená až do 20 ton.
Zdvíhacie reťaze sa ďalej delia na dva podtypy:
Eliptické reťaze (cievkové reťaze): Používajú sa na zdvíhanie so strednou{0}}až{1}}nízkou záťažou a nízkou-rýchlosťou. Ich spojenia sú eliptické a navzájom spojené zváraním. Štvorcové-článkové reťaze sú občas alternatívou, ale zvyčajne sa im vyhýbame z dôvodu zlého rozloženia napätia a problémov so zauzlením.
Skrutkové reťaze: Preferované pre aplikácie s vysokým{0}}záťažom. Každý článok má vo svojej vnútornej šírke nainštalovaný kolík, ktorý zabraňuje zauzleniu a zvyšuje pevnosť a odolnosť. Bežne sa používajú v kotvách lodí a iných ťažkých-zdvíhacích zariadeniach.
Bežné typy reťazí v reťazových pohonoch
V priemyselných a komerčných aplikáciách dominuje päť typov reťazcov, z ktorých každý má odlišné štruktúry a výhody:
1. Valčekové reťaze (puzdrové valčekové reťaze)
Najznámejší typ reťaze, valčekové reťaze (alebo puzdrové valčekové reťaze) sa široko používajú pri prenose sily pre bicykle, motocykle a dopravné zariadenia. Zvyčajne sú vyrobené z obyčajnej uhlíkovej ocele alebo oceľových zliatin.
Štruktúra: Skladá sa z vnútorných dosiek (valčekové dosky), vonkajších dosiek (kolíkové dosky), puzdier, kolíkov a valčekov. Valčeky sú rovnomerne rozmiestnené medzi článkami a zaberajú so zubami reťazových kolies na prenos energie.
Kľúčové výhody: Valčeky sa otáčajú podľa potreby, keď sú v kontakte so zubami reťazového kolesa, čím sa minimalizuje strata výkonu. V prípade prevodových reťazí výška valčekových doštičiek (na oboch stranách valčekov) presahuje priemer valčekov-, čím sa bráni tomu, aby sa bočné doštičky dotýkali ozubených kolies a pôsobili ako vodidlá, aby sa zabránilo skĺznutiu reťaze. Pre valčekové reťaze dopravníka je priemer valčeka väčší ako výška bočnej tyče, čím sa eliminuje kontakt medzi bočnými tyčami a pásmi dopravníka, aby sa znížilo trenie. Viacvláknové valčekové reťaze sú k dispozícii pre vysoké-potreby výkonu, ktoré umožňujú nižšie rýchlosti a menšie stúpanie pri rovnakých požiadavkách na zaťaženie.
2. Tiché reťaze (obrátené zubné reťaze)
Tradičné reťazové pohony sú často hlučné, a preto nie sú vhodné pre prostredia-citlivé na hluk, ako sú uzavreté priestory, bane alebo obytné oblasti. Tiché reťaze (alebo zubové reťaze) to riešia tichým chodom pri prenose vysokého výkonu vo vysokých rýchlostiach.
Štruktúra: Vyrobené z plochých dosiek naskladaných v radoch a spojených jedným alebo viacerými kolíkmi. Spodná časť každého článku má ozubenie ozubeného kolesa zodpovedajúce profilu pre hladký záber.
Výkon: Nosnosť, pevnosť v ťahu a šírka reťaze sa zvyšujú s počtom plochých dosiek na článok.
3. Listové reťaze
Najjednoduchší typ reťaze, listové reťaze, pozostávajú iba z čapov a doštičiek-s platničkami, ktoré sa striedajú ako čapové články a články závesu. Nezapadajú do ozubených kolies; namiesto toho bežia na kladkách na vedenie.
Použitie: Ideálne na zdvíhanie a vyvažovanie, napríklad vo výťahoch, vysokozdvižných vozíkoch, obkročných nosičoch a stožiaroch výťahov. Tieto nízke-stroje vystavujú reťaze vysokému statickému zaťaženiu a minimálnemu pracovnému zaťaženiu a listové reťaze vynikajú pri zvládaní nárazov a zotrvačnosti.
Kritická požiadavka: Musí odolávať vysokému namáhaniu v ťahu bez predĺženia alebo zlomenia a musí mať dostatočnú ťažnosť, aby odolala únave. Pri návrhu je potrebné zvážiť mazanie a podmienky prostredia.
4. Ploché-horné reťazce
Reťaze s plochým vrchom, ktoré sa používajú výlučne na dopravu, nahrádzajú pásy dopravníkov a remeňové pohony- možno prepravovať priamo na ich článkoch.
Konštrukcia: Jednotlivé články sú zvyčajne vyrobené z oceľových plátov so súdkovitými-dutými výstupkami na spodnej strane. Kolíky prechádzajú cez tieto výstupky, aby spojili susedné články, čo umožňuje pohyb iba jedným smerom. Špecializované reťaze s plochým vrchom- sa môžu ohýbať do strán (prostredníctvom upravených štruktúr kolíkov), čo umožňuje dopravníku pohybovať sa v zákrutách.
Aplikácie: Používa sa v nízko{0}}rýchlostných dopravníkoch na prepravu materiálu na montážnych linkách.
5. Inžinierske oceľové reťaze
Reťaze z inžinierskej ocele, vyvinuté v 80. rokoch 19. storočia, sú navrhnuté pre drsné prostredie a náročné aplikácie. Sú vyrobené zo za tepla-valcovanej ocele (niekedy tepelne-spracovanej pre väčšiu pevnosť) a majú väčšie medzery medzi komponentmi, aby si počas prevádzky poradili s prachom, špinou a abrazívami.
Moderné využitie: Väčšinou sa používajú ako dopravníkové reťaze na manipuláciu s materiálom, ale niektoré slúžia ako pohony. Nachádzajú sa v dopravníkoch, vysokozdvižných vozíkoch, korčekových výťahoch a ropných vrtných súpravách-s vylepšenou pevnosťou, odolnosťou proti opotrebovaniu, nosnosťou a sklonom, aby vyhovovali moderným priemyselným požiadavkám.
Ako vybrať správny reťazový pohon
Výber správneho reťazového pohonu vyžaduje vyhodnotenie potrieb aplikácie, aby sa eliminovali nevhodné možnosti. Kľúčové faktory, ktoré treba zvážiť, sú:
1. Načítať
Určite výkon, ktorý sa má preniesť-, musí reťaz zvládnuť výkon generovaný hnacím motorom. Pre bezpečnosť sú rozhodujúce presné výpočty a odporúča sa dostatočný bezpečnostný faktor.
2. Rýchlosť reťaze
Nie všetky reťazové pohony pracujú pri vysokých rýchlostiach; niektoré sú určené pre nízke rýchlosti. Vypočítajte požadovanú rýchlosť a uistite sa, že spadá do odporúčaného rozsahu reťaze, aby ste zúžili možnosti.
3. Rozloženie hriadeľa
Väčšina reťazových pohonov pracuje iba s paralelnými hriadeľmi. Ak sú hriadele nesprávne zarovnané, lepšou alternatívou môžu byť prevodové pohony.
4. Stredová vzdialenosť medzi hriadeľmi
Stredová vzdialenosť medzi hriadeľmi sa odporúča 30-50-násobok rozstupu reťaze. Okrem toho zabezpečte minimálny kontaktný oblúk 120 stupňov na menšom ozubenom kolese; ak má reťazové koleso málo zubov, musí byť aspoň päť zubov vždy v kontakte s reťazou.
5. Servisné prostredie
Prostredie určuje požadovanú odolnosť reťaze voči vlhkosti, špine, abrazívam, korózii a vysokým teplotám. Ovplyvňuje tiež vibrácie, hladinu hluku a únavovú silu. Napríklad v oblastiach citlivých na hluk-sa uprednostňujú reťaze s obrátenými zubami (tiché reťaze).
6. Mazanie
Väčšina reťazových pohonov potrebuje mazanie, aby sa predĺžila životnosť. Typ reťaze, veľkosť, zaťaženie a rýchlosť určujú spôsob mazania (manuálne, kvapkanie, olejový kúpeľ alebo nútené mazanie). K dispozícii sú samomazacie reťaze-používajú puzdrá vyrobené z olejom-impregnovaného spekaného plastu alebo kovu, ktoré zabezpečujú nepretržité mazanie bez vonkajšej údržby.
Výhody reťazových pohonov
Dokáže prenášať krútiaci moment na veľké vzdialenosti.
Žiadne preklzávanie (na rozdiel od remeňových pohonov), čo zaručuje konzistentný výkon.
Kompaktnejšie ako remeňové pohony, vhodné do relatívne malých priestorov.
Jeden reťazový pohon môže poháňať viacero hriadeľov.
Všestranné, fungujúce pri vysokých teplotách a rôznych prostrediach (suché, mokré, abrazívne, korozívne atď.).
Systém nízkeho trenia-zaručujúci vysokú mechanickú účinnosť.
Nevýhody reťazových pohonov
Nemožno použiť s ne-paralelnými hriadeľmi.
Náchylné na hluk a vibrácie počas prevádzky.
Nesprávne nastavenie môže spôsobiť skĺznutie reťaze.
Niektoré konštrukcie vyžadujú nepretržité mazanie.
Zvyčajne potrebujete kryt na ochranu.
Na udržanie výkonu je potrebné pravidelné napínanie (napr. cez napínacie kolesá).
