N ° de chaîne |
Pas
P
mm |
Diamètre du rouleau
d1max
mm |
Largeur entre les plaques intérieures
b1min
mm |
Diamètre de l'axe
d2max
mm |
Longueur de la broche |
Profondeur de la plaque interne
h2max
mm |
Epaisseur de la plaque
t/Tmax
mm |
Pas transversal
PT
mm |
Charge de rupture
Q
KN/lbf |
Poids par mètre
q kg/m |
Lmax
mm |
Lcmax
mm |
| 32ASS-2 |
50.800 |
28.58 |
31.55 |
14.27 |
123.30 |
128.10 |
47.80 |
6.40 |
58.55 |
267.6/60156 |
20.14 |
*chaîne de douille :d1 dans le tableau indique le diamètre extérieur de la douille
*plaques latérales droites
Les chaînes en acier inoxydable sont adaptées aux conditions corrosives impliquant des produits alimentaires, des produits chimiques pharmaceutiques, etc. Et également adaptées aux conditions de température élevée et basse .
Chaîne à rouleaux
La chaîne à rouleaux ou la chaîne à rouleaux à bague est le type d'entraînement par chaîne le plus couramment utilisé pour la transmission de la puissance mécanique sur de nombreux types de machines domestiques, industrielles et agricoles, y compris les convoyeurs, les machines à tirer des fils et des tubes, les presses à imprimer, les voitures, les motocyclettes et les bicyclettes. Il se compose d'une série de rouleaux cylindriques courts maintenus ensemble par des maillons latéraux. Il est entraîné par une roue dentée appelée roue dentée. C'est un moyen de transmission de puissance simple, fiable et efficace[1].
Bien que Hans Renold soit crédité d'inventer la chaîne à rouleaux en 1880, les croquis de Leonardo da Vinci au XVIe siècle montrent une chaîne avec un roulement à rouleaux.
Construction de la chaîne
Deux tailles différentes de chaîne à rouleaux, montrant la construction.
Il existe deux types de maillons alternés dans la chaîne à rouleaux à bague. Le premier type est les maillons intérieurs, avec deux plaques intérieures maintenues ensemble par deux manchons ou bagues sur lesquelles font tourner deux rouleaux. Les maillons intérieurs alternent avec le deuxième type, les maillons extérieurs, qui se composent de deux plaques extérieures maintenues ensemble par des goupilles passant par les bagues des maillons intérieurs. La chaîne à rouleaux « sans bushingless » fonctionne de la même manière, mais pas en construction. Au lieu de bagues ou de manchons séparés qui maintiennent les plaques intérieures ensemble, la plaque est dotée d'un tube estampé dessus dépassant du trou qui sert le même but. Ceci a l'avantage de déposer une étape dans l'assemblage de la chaîne.
La conception de la chaîne à rouleaux réduit la friction par rapport aux conceptions plus simples, ce qui permet d'améliorer l'efficacité et de réduire l'usure. Les chaînes de transmission d'origine ne disposaient pas de rouleaux et de bagues, les plaques intérieure et extérieure étant maintenues par des goupilles qui touchent directement les dents du pignon. Cependant, cette configuration présentait une usure extrêmement rapide des dents du pignon et des plaques où elles pivotent sur les goupilles. Ce problème a été partiellement résolu par le développement de chaînes à boisseau, avec les axes maintenant les plaques extérieures passant par les bagues ou les manchons reliant les plaques intérieures. Cela a réparti l'usure sur une plus grande surface ; cependant, les dents des pignons ont encore porté plus rapidement que ce qui est souhaitable, de la friction de glissement contre les bagues. L'ajout de rouleaux entourant les manchons de la chaîne et a fourni un contact de roulement avec les dents des pignons, ce qui a permis d'obtenir une excellente résistance à l'usure des pignons et de la chaîne. Il y a même une friction très faible, tant que la chaîne est suffisamment lubrifiée. Une lubrification continue, propre et efficace des chaînes à rouleaux est essentielle pour un fonctionnement efficace et une tension correcte.
Lubrification
De nombreuses chaînes d'entraînement (par exemple, dans l'équipement d'usine ou l'entraînement d' un arbre à cames à l'intérieur d'un moteur à combustion interne) fonctionnent dans des environnements propres, et par conséquent les surfaces d'usure (c'est-à-dire les goupilles et les bagues) sont à l'abri des précipitations et des particules en suspension dans l'air, même dans un environnement étanche tel qu'un bain d'huile. Certaines chaînes à rouleaux sont conçues pour intégrer des joints toriques dans l'espace entre la plaque de liaison extérieure et les plaques de liaison intérieure. Les fabricants de chaînes ont commencé à inclure cette fonctionnalité en 1971 après l'invention de l'application par Joseph Montano tout en travaillant pour Whitney Chain de Hartford, Connecticut. Des joints toriques ont été inclus pour améliorer la lubrification des maillons des chaînes de transmission, un service d'une importance capitale pour prolonger leur durée de vie. Ces fixations en caoutchouc forment une barrière qui maintient la graisse lubrifiante appliquée en usine dans les zones d'usure de l'axe et de la bague. De plus, les joints toriques en caoutchouc empêchent la saleté et d'autres contaminants de pénétrer à l'intérieur des maillons de la chaîne, où de telles particules pourraient entraîner une usure importante.[référence nécessaire]
Il existe également de nombreuses chaînes qui doivent fonctionner dans des conditions sales et pour des raisons de taille ou de fonctionnement, ne peuvent pas être scellées. Les chaînes sur l'équipement agricole, les bicyclettes et les scies à chaîne sont des exemples. Ces chaînes présentent nécessairement des taux d'usure relativement élevés, en particulier lorsque les conducteurs sont prêts à accepter davantage de friction, moins d'efficacité, plus de bruit et un remplacement plus fréquent car ils négligent la lubrification et le réglage.
De nombreux lubrifiants à base d'huile attirent la saleté et d'autres particules, formant finalement une pâte abrasive qui aggrara l'usure des chaînes. Ce problème peut être contourné par l'utilisation d'un spray PTFE « sec », qui forme un film solide après application et repousse les particules et l'humidité.
Variantes de conception
Disposition d'une chaîne à rouleaux : 1. Plaque extérieure, 2. Plaque intérieure, 3. Broche, 4. Bague, 5. Rouleau
Si la chaîne n'est pas utilisée pour une application à usure élevée (par exemple, si elle transmet simplement le mouvement d'un levier manuel à un arbre de commande sur une machine ou une porte coulissante sur un four), alors l'un des types de chaîne les plus simples peut toujours être utilisé. Inversement, lorsqu'une résistance supplémentaire est requise mais que l'entraînement régulier d'un pas plus petit est nécessaire, la chaîne peut être « siamesed » ; au lieu de deux rangées de plaques sur les côtés extérieurs de la chaîne, il peut y avoir trois (« duplex »), quatre (« triplex »), ou plus de rangées de plaques parallèles, avec des bagues et des rouleaux entre chaque paire adjacente, et le même nombre de rangées de dents parallèles sur les pignons pour correspondre. Les chaînes de distribution des moteurs automobiles, par exemple, ont généralement plusieurs rangées de plaques appelées brins.
La chaîne à rouleaux est fabriquée en plusieurs tailles, les normes les plus courantes de l'American National Standards Institute (ANSI) étant 40, 50, 60 et 80. Le ou les premiers chiffres indiquent le pas de la chaîne en quatre-vingts de pouce, le dernier chiffre étant 0 pour la chaîne standard, 1 pour la chaîne légère et 5 pour la chaîne en brousse sans rouleaux. Ainsi, une chaîne avec un pas de demi-pouce serait un #40 alors qu'un pignon #160 aurait des dents espacées de 2 pouces, etc. Les pas métriques sont exprimés en six adolescents d'un pouce; ainsi une chaîne métrique #8 (08B-1) serait équivalent à un ANSI #40. La plupart des chaînes à rouleaux sont fabriquées en acier au carbone ou en alliage, mais l'acier inoxydable est utilisé dans les machines de transformation des aliments ou dans d'autres endroits où la lubrification pose problème, et le nylon ou le laiton est parfois vu pour la même raison.
La chaîne à rouleaux est généralement accrochée à l'aide d'un maillon de fermeture (également appelé maillon de jonction), qui est généralement doté d'une goupille maintenue par une attache en fer à cheval plutôt que par friction, ce qui permet de l'insérer ou de la retirer à l'aide d'outils simples. La chaîne avec un maillon ou un axe amovible est également appelée chaîne en coton, ce qui permet de régler la longueur de la chaîne. Des demi-maillons (également appelés décalages) sont disponibles et sont utilisés pour augmenter la longueur de la chaîne par un seul rouleau. La chaîne à rouleaux rivetée a le maillon de fermeture (également appelé maillon de jonction) « riveté » ou écrasé sur les extrémités. Ces broches sont fabriquées pour être durables et ne sont pas amovibles.
Utilisation
Exemple de deux pignons « fantômes » qui tendeurs un rouleau triplex système de chaîne
Les chaînes à rouleaux sont utilisées dans les entraînements à basse et moyenne vitesse à environ 600 à 800 pieds par minute. Cependant, à des vitesses plus élevées, environ 2,000 à 3,000 pieds par minute, les courroies trapézoïdales sont normalement utilisées en raison de problèmes d'usure et de bruit.
Une chaîne de vélo est une forme de chaîne à rouleaux. Les chaînes de bicyclette peuvent être dotées d'un maillon principal ou nécessiter un outil de chaîne pour la dépose et la pose. Une chaîne similaire mais plus grande et donc plus forte est utilisée sur la plupart des motos, même si elle est parfois remplacée par une courroie crantée ou un entraînement par arbre, qui offre un niveau de bruit plus faible et des exigences d'entretien moindres.
La grande majorité des moteurs automobiles utilisent des chaînes à rouleaux pour entraîner le ou les arbres à cames. Les moteurs très performants utilisent souvent un entraînement par engrenages et, à partir du début des années 1960, des courroies dentées ont été utilisées par certains fabricants.
Les chaînes sont également utilisées dans les chariots élévateurs à fourche utilisant des vérins hydrauliques comme poulie pour lever et abaisser le chariot ; cependant, ces chaînes ne sont pas considérées comme des chaînes à rouleaux, mais sont classées comme des chaînes à feuilles ou à levage.
Les chaînes de coupe à chaîne ressemblent superficiellement aux chaînes à rouleaux, mais elles sont plus étroitement liées aux chaînes à feuilles. Ils sont entraînés par des maillons d'entraînement en saillie qui servent également à positionner la chaîne sur le guide.
Buse de butée vecteur avant (froide) ZA195 Sea Harrier FA.2 - la buse est tournée par un entraînement par chaîne d'un moteur pneumatique
Une utilisation inhabituelle peut-être d'une paire de chaînes de moto est dans le Harrier Jump Jet, où une chaîne d'entraînement d'un moteur pneumatique est utilisée pour faire tourner les buses mobiles du moteur, ce qui permet de les pointer vers le bas pour voler, Ou à l'arrière pour un vol normal en avant, un système appelé guidage de poussée.
Usure
L'usure d'une chaîne à rouleaux a pour effet d'augmenter le pas (espacement des maillons), ce qui entraîne une augmentation de la longueur de la chaîne. Notez que cela est dû à l'usure des axes de pivotement et des bagues, et non à l'étirement réel du métal (comme cela se produit avec certains composants en acier flexible tels que le câble de frein à main d'un véhicule à moteur).
Avec les chaînes modernes, il est inhabituel qu'une chaîne (autre que celle d' un vélo) s'use jusqu'à ce qu'elle se brise, car une chaîne usée entraîne une usure rapide des dents des pignons, la défaillance ultime étant la perte de toutes les dents du pignon. Les pignons (en particulier le plus petit des deux) subissent un mouvement de meulage qui met une forme caractéristique de crochet dans la face entraînée des dents. (Cet effet est aggravé par une chaîne mal tendue, mais est inévitable, peu importe les précautions prises). Les dents (et la chaîne) usées ne permettent plus une transmission régulière de la puissance, ce qui peut se manifester par le bruit, les vibrations ou (dans les moteurs automobiles utilisant une chaîne de distribution) la variation du calage de l'allumage observée avec un témoin de calage. Dans ces cas, les pignons et la chaîne doivent être remplacés, car une nouvelle chaîne sur des pignons usés ne durera pas longtemps. Cependant, dans les cas moins graves, il peut être possible d'économiser le plus grand des deux pignons, car c'est toujours le plus petit qui souffre le plus d'usure. La chaîne ne saute normalement des pignons que dans les applications très légères telles qu'une bicyclette ou dans les cas extrêmes de tension incorrecte.
L'allongement dû à l'usure d'une chaîne est calculé par
M = longueur d'un certain nombre de maillons mesurés
S = nombre de liaisons mesurées
P = pas
Dans l'industrie, il est habituel de surveiller le mouvement du tendeur de chaîne (manuel ou automatique) ou la longueur exacte d'une chaîne d'entraînement (une règle de pouce est de remplacer une chaîne à rouleaux qui a allongé 3 % sur un entraînement réglable ou 1.5 % sur un entraînement à centre fixe). Une méthode plus simple, particulièrement adaptée à l'utilisateur de cycle ou de moto, consiste à essayer de tirer la chaîne loin du plus grand des deux pignons, tout en s'assurant que la chaîne est tendue. Tout mouvement important (par exemple, permettant de voir à travers un écart) indique probablement une chaîne usée jusqu'à et au-delà de la limite. Si le problème est ignoré, le pignon risque d'être endommagé. L'usure des pignons annule cet effet et peut masquer l'usure de la chaîne.
Résistance de la chaîne
La résistance la plus courante de la chaîne à rouleaux est la résistance à la traction. La résistance à la traction représente la charge qu'une chaîne peut supporter sous une charge unique avant de se briser. La résistance à la fatigue d'une chaîne est tout aussi importante que la résistance à la traction. Les facteurs critiques de la résistance à la fatigue d'une chaîne sont la qualité de l'acier utilisé pour fabriquer la chaîne, le traitement thermique des composants de la chaîne, la qualité de la fabrication des trous de pas des plaques de liaison, et le type de grenaille plus l'intensité de la couverture de grenaille sur les plaques de liaison. D'autres facteurs peuvent inclure l'épaisseur des plaques de liaison et la conception (contour) des plaques de liaison. La règle de base pour les chaînes à rouleaux fonctionnant sur un entraînement continu est que la charge de la chaîne ne dépasse pas seulement 1/6 ou 1/9 de la résistance à la traction de la chaîne, selon le type de maillons maîtres utilisés (ajustement par pression ou ajustement par glissement)[citation nécessaire]. Les chaînes à rouleaux fonctionnant sur un entraînement continu au-delà de ces seuils peuvent et se mettre à tomber en panne prématurément par une défaillance de fatigue de la plaque de liaison.
La résistance minimale ultime standard de la chaîne en acier ANSI 29.1 est de 12,500 x (pas, en pouces)2. Les chaînes à joint en X et à joint torique réduisent considérablement l'usure grâce aux lubrifiants internes, ce qui augmente la durée de vie de la chaîne. La lubrification interne est introduite par dépression lors du rivetage de la chaîne.
Normes de chaîne
Les organismes de normalisation (tels que ANSI et ISO) maintiennent des normes de conception, de dimensions et d'interchangeabilité des chaînes de transmission. Par exemple, le tableau suivant présente les données de la norme ANSI B29.1-2011 (chaînes à rouleaux, équipements et pignons de transmission de puissance de précision) développée par l'American Society of Mechanical Engineers (ASME). Voir les références[8][9][10] pour plus d'informations.
ASME/ANSI B29.1-2011 norme relative à la chaîne à rouleaux SizePitchDiamant de rouleau maximum Minimum Ultimate TenslierStrongmesureur de tens25.
Pour des raisons mnémoniques, vous trouverez ci-dessous une autre présentation des dimensions clés de la même norme, exprimée en fractions de pouce (qui faisait partie de la réflexion sur le choix des nombres préférés dans la norme ANSI) :
Remarques :
1. Le pas est la distance entre les centres des rouleaux. La largeur correspond à la distance entre les plaques de liaison (c'est-à-dire légèrement supérieure à la largeur du rouleau pour permettre un jeu).
2. Le chiffre de droite de la norme indique 0 = chaîne normale, 1 = chaîne légère, 5 = chaîne de bague sans rouleau.
3. Le chiffre de gauche indique le nombre de quatre-vingts de pouce qui composent le pas.
4. Un « H » suivant le numéro standard indique une chaîne lourde. Un nombre composé suivant le numéro standard indique un double brin (2), un triple brin (3), etc. Ainsi, 60H-3 indique la chaîne à triple brin de poids lourds numéro 60.
Une chaîne de vélo type (pour les engrenages de dérailleur) utilise une chaîne étroite de 1⁄2 pouce. La largeur de la chaîne est variable et n'affecte pas la capacité de charge. Plus la roue arrière est large (historiquement 3-6, aujourd'hui 7-12 pignons), plus la chaîne est étroite. Les chaînes sont vendues en fonction du nombre de vitesses avec lesquels elles sont conçues pour fonctionner, par exemple, « chaîne à 10 vitesses ». Les bicyclettes à engrenage à moyeu ou à vitesse simple utilisent des chaînes de 1/2" x 1/8", où 1/8" correspond à l'épaisseur maximale d'un pignon pouvant être utilisé avec la chaîne.
En général, les chaînes à maillons parallèles ont un nombre pair de maillons, chaque maillon étroit suivi d'un maillon large. Les chaînes composées d'un type de maillon uniforme, étroites à l'une et larges à l'autre extrémité, peuvent être fabriquées avec un nombre impair de maillons, ce qui peut être un avantage pour s'adapter à une distance spéciale de roue de chaîne ; de l'autre côté, une telle chaîne a tendance à ne pas être si forte.
Les chaînes à rouleaux fabriquées selon la norme ISO sont parfois appelées isochaînes.
Voir aussi
Chaîne auto-lubrifiante
Références
Jusqu'à 98% efficace dans des conditions idéales, selon Kidd, Matt D.; N. E. Loch; R. L. Reuben (1998). « efficacité de la chaîne de vélo ». La conférence Ingénierie du sport. Université Heriot-Watt. Archivée de l'original le 6 février 2006. Extrait le 16 mai 2006.
Au XVIe siècle, Léonard de Vinci a réalisé des croquis de ce qui semble être la première chaîne d'acier. Ces chaînes ont probablement été conçues pour transmettre la puissance de traction, et non de liage, car elles sont constituées uniquement de plaques et de broches et ont des raccords métalliques. Cependant, le croquis de Da Vinci montre un roulement à rouleaux.Tsubakimoto Chain Co., éd. (1997). Guide complet de la chaîne. Kogyo Chosaki Publishing Co., Ltd. P. 240. ISBN 0-9658932-0-0. P. 211. Extrait le 17 mai 2006.
"Qu'est-ce que MicPol?". Lubrification. Consulté le 3 octobre 2018.
Les chaînes fonctionnant à des vitesses élevées comparables à celles des motocycles doivent être utilisées en conjonction avec un bain d'huile, selon: Lubrecht, A. et Dalmaz, G., (éd.) Transients processus en Tribologie, Proc 30ème Symposium Leeds-Lyon sur la Tribologie. 30ème Symposium Leeds-Lyon sur la tribologie, 2-5 septembre 2003, Lyon. Série d'ingénierie tribologie et interface (43). Elsevier, Amsterdam, p. 291-298.
L'alimentation par goutte-à-goutte d'huile a fourni la meilleure protection contre l'usure entre le rouleau de chaîne et l'axe, l'alimentation par goutte-à-goutte d'huile a permis d'économiser la plus grande puissance par rapport aux chaînes et pignons non lubrifiés, selon Lee, P.M. et Priest, M. (2004) une approche intégrée innovante pour tester les lubrifiants de chaîne d'entraînement de moto. Dans : Lubrecht, A. et Dalmaz, G., (éd.) Transients processus en Tribologie, Proc 30ème Symposium Leeds-Lyon sur la Tribologie. 30ème Symposium Leeds-Lyon sur la tribologie, 2-5 septembre 2003, Lyon. Série d'ingénierie tribologie et interface (43). Elsevier, Amsterdam, p. 291-298.
ASME B29.1-2011 - chaînes à rouleaux, équipements et pignons de transmission de puissance de précision.
Tsubakimoto Chain Co., éd. (1997). « chaînes de transmission ». Guide complet de la chaîne. Kogyo Chosaki Publishing Co., Ltd. P. 240. ISBN 0-9658932-0-0. P. 86. Consulté le 30 janvier 2015.
Green 1996, p. 2337-2361
« chaîne à rouleaux ANSI G7 Standard - Tsubaki Europe ». Tsubaki Europe. Tsubakimoto Europe B.V. récupéré le 18 juin 2009.
Bibliographie
Oberg, Erik, Jones, Franklin D., Horton, Holbrook L.; Ryffel, Henry H. (1996), Green, Robert E.; McCauley, Christopher J. (éd.), Machinery's Handbook (25e éd.), New York: Industrial Press, ISBN 978-0-8311-2575-2, OCLC 473691581.
Liens externes
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