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Un entraînement nécessite plus de capacité qu’une seule chaîne ne peut en supporter. La solution évidente consiste à monter deux chaînes côte à côte, ou trois. Deux fois la chaîne, deux fois la capacité.
Ce n’est pas aussi simple, et ce déficit est publié dans toutes les données techniques des fabricants de chaînes sous le nom de facteur multiplex.
Deux brins offrent moins du double de la capacité. Trois brins offrent nettement moins du triple. L’écart s’élargit à mesure que l’on ajoute des brins.
Trois mécanismes, tous mécaniques et non métallurgiques.
Le partage de charge est imparfait. Les brins sont reliés par des goupilles communes, mais ils ne sont pas identiques. Les tolérances de fabrication font qu’un brin est légèrement plus court ou plus tendu que l’autre, et le brin plus tendu supporte une charge plus importante. Au fil de la durée de vie de l’entraînement, les charges s’égalisent progressivement, car le brin plus tendu s’use plus rapidement ; toutefois, à un instant donné, la répartition reste inégale.
Alignement des dents de la roue dentée. Une roue dentée double est usinée avec ses deux rangées de dents en une seule opération, ce qui assure un bon alignement, bien que non parfait. Une erreur angulaire quelconque entre les rangées entraîne un engagement légèrement décalé de l’une par rapport à l’autre.
Déformation de l’arbre. Une roue dentée plus large est située plus loin du palier ou couvre une portion plus étendue de l’arbre. Sous charge, la déformation de l’arbre incline la roue dentée, ce qui charge davantage le brin extérieur que le brin intérieur. Ce phénomène s’aggrave avec l’augmentation du nombre de brins, car une roue dentée triple est plus large qu’une roue dentée double.
La méthode est simple dès lors que l’on connaît l’existence de ce facteur :
1. Calculer la traction de chaîne requise
2. Diviser par le facteur de multiplication à plusieurs brins, selon le nombre de brins
3. Sélectionner une taille de chaîne dont la capacité nominale répond à la valeur ajustée
L’erreur critique consiste à omettre l’étape 2. Un concepteur qui a besoin d’un pouvoir de traction trois fois supérieur à celui d’une chaîne simple et qui spécifie une chaîne triplice fera fonctionner l’entraînement au-delà de sa capacité nominale dès le premier jour.
Prenez les facteurs de multiplication à plusieurs brins dans les données techniques de votre fournisseur de chaînes, pour la série de chaînes concernée. Ces facteurs varient légèrement d’un fabricant à l’autre et selon les types de chaînes ; nous préférons vous inviter à les consulter directement plutôt que de vous citer une valeur que nous ne pouvons pas garantir avec précision.
Contrainte d’espace sur le diamètre de la roue dentée. Si l’entraînement doit s’intégrer dans un diamètre que ne permet pas une chaîne simple plus grande, la solution à plusieurs brins y remédie. C’est la raison légitime la plus courante.
Contrainte de vitesse. Une chaîne à pas plus grand présente un effet de corde plus marqué pour un nombre de dents donné. Si l’entraînement tourne suffisamment vite pour qu’un pas plus grand provoque des vibrations, l’ajout de brins à un pas plus petit permet de limiter l’effet polygonal.
La redondance n’est pas une raison. Les chaînes multi-brins partagent les goupilles ; si une goupille cède, l’ensemble entier échoue. Deux chaînes séparées, montées sur des pignons distincts, offrent une redondance. Une chaîne duplex ne le fait pas.
Coût. Les chaînes triplex et les pignons triplex coûtent plus cher qu’une chaîne simple augmentée d’une ou deux tailles, dans la plupart des gammes de dimensions.
Pignons à double brin
Sensibilité à l’alignement. Une chaîne simple tolère une faible désaxialité entre pignons. Les chaînes multi-brins sont moins tolérantes, car une désaxialité aggrave directement le partage de charge, qui est déjà imparfait.
Entretien. Une chaîne multi-brin doit être remplacée dans son ensemble. Il est impossible de remplacer un seul brin.
Charge sur l’arbre. Un pignon plus large applique sa charge plus loin de l’emplacement du roulement. Le moment de surplomb sur l’arbre augmente, et une défaillance de l’arbre ou du roulement peut devenir le facteur limitant, plutôt que la chaîne elle-même.
Notre conseil général est le suivant : si une chaîne simple deux tailles supérieure peut être installée, privilégiez-la. N’optez pour une chaîne à plusieurs brins que lorsque la géométrie l’impose, et non comme solution par défaut pour augmenter la capacité.
Résumé sous forme de tableau décisionnel :
| Contrainte | Chaîne à plusieurs brins | Chaîne simple plus grande |
| Diamètre du pignon limité par la machine | Oui | No |
| Vitesse d’entraînement élevée, phénomène de « chordal action » préoccupant | Oui | No |
| Coût le plus bas pour une capacité donnée | No | Oui |
| Tolérance au désalignement des pignons | Médiocre | Meilleur |
| Facilité de remplacement | Ensemble complet | Chaîne simple |
| Charge en porte-à-faux sur l’arbre | Supérieur | Moins élevé |
| Redondance contre une défaillance unique | Aucun, goupilles partagées | Aucun |
Les roues dentées à plusieurs brins sont usinées avec les rangées de dents dans une relation fixe, ce qui explique pourquoi il est impossible de monter un entraînement duplex à partir de deux roues dentées simples serrées ensemble. Les rangées de dents ne seraient pas correctement indexées et les brins entreraient en conflit.
Points pratiques concernant la spécification :
Configuration du moyeu. Type A (plaque, sans moyeu), type B (moyeu d’un seul côté), type C (moyeu des deux côtés). Les roues dentées à plusieurs brins sont généralement de type B ou C, car leur corps plus large nécessite le moyeu pour le soutien de l’arbre.
Matériau et trempe. Les dents sont couramment durcies sur les pignons menés et sur tout pignon à faible nombre de dents, car les charges se concentrent sur les dents.
Bague conique versus alésage fini. B le montage avec bague conique simplifie nettement le remplacement d’un pignon large, ce qui est particulièrement utile lorsque le pignon est lourd.
Comme le partage de charge se dégrade en cas de désalignement, les entraînements à plusieurs brins exigent un alignement plus précis que les entraînements à un seul brin.
Vérifiez trois éléments lors de l’installation :
4. Alignement axial — les pignons doivent se trouver dans le même plan. La vérification pratique consiste à poser une règle droite sur les deux faces des pignons.
5. Parallélisme des arbres — des arbres non parallèles tordent la chaîne et chargent préférentiellement un seul brin.
6.Fléchissement des arbres sous charge — Mesurer à l’aide d’un comparateur à cadran sous charge si l’entraînement est fortement sollicité. Un arbre qui fléchit de façon visible détruit le partage de charge.
Sur les entraînements à grand entraxe, soutenir la branche molle. Une chaîne à plusieurs rangs qui fouette applique des charges alternées sur chaque rang individuel.
La chaîne à plusieurs rangs s'use de la même manière que la chaîne simple : usure des axes et des douilles, se manifestant par une élongation. La mesurer de la même façon et selon les mêmes limites.
Deux différences pratiques :
Les rangs s'usent de façon inégale. Le rang supportant une charge plus importante s'allonge davantage. Si vous mesurez un seul rang et qu’il reste dans les limites, vérifiez les autres ; la fiabilité de l’entraînement dépend du rang le plus usé.
Remplacer l’ensemble complet. Les rangs sont couplés mécaniquement, et un rang neuf placé à côté de rangs usés supporte presque toute la charge. C’est aussi pourquoi, sur un entraînement usé, on remplace les pignons en même temps que la chaîne : une chaîne neuve montée sur des pignons usés à plusieurs rangs répartit dès le départ la charge de façon inégale entre les rangs.
Puis-je ajouter un deuxième rang à un entraînement existant à un seul rang ?
Non, pas sans changer les pignons. Une chaîne duplex nécessite un pignon duplex doté de rangées de dents correctement indexées.
Une chaîne duplex offre-t-elle le double de la capacité d’une chaîne simplex ?
Non. Appliquez le facteur de nombre de brins indiqué dans les données techniques de votre fournisseur de chaînes. Ce facteur est inférieur à 2 pour une chaîne duplex et inférieur à 3 pour une chaîne triplex.
Une chaîne triplex est-elle jamais préférable à une chaîne simplex plus grosse ?
Lorsque le diamètre du pignon est limité, ou lorsque la vitesse est suffisamment élevée pour qu’un pas plus grand provoque une action cordale excessive. Dans les autres cas, une chaîne simple plus grosse est généralement moins coûteuse et plus facile à entretenir.
Pourquoi l’un des brins de ma chaîne duplex s’est-il usé plus rapidement ?
Un désalignement ou une déformation de l’arbre chargeant préférentiellement ce brin. Vérifiez l’alignement avant de monter la chaîne de remplacement, sinon la nouvelle chaîne subira le même phénomène.
Puis-je remplacer uniquement le brin usé ?
Non. Les brins partagent les goupilles et ne peuvent pas être séparés. Remplacez l’ensemble de la chaîne.
Les entraînements à plusieurs brins nécessitent-ils davantage de lubrification ?
Ils nécessitent un lubrifiant pour atteindre les brins intérieurs, ce qui est plus difficile que de lubrifier une chaîne simple. Lors d’une lubrification par goutte à goutte ou manuelle, assurez-vous que les brins intérieurs reçoivent effectivement de l’huile, et pas seulement les brins extérieurs.
Tianjin HaoRongShengYe Electrical Equipment Co., Ltd. fabrique des pignons simples, doubles et triples à dents trempées, avec alésage fini, alésage de centrage ou montage sur douille conique. Envoyez-nous le couple moteur, la vitesse et l’espace dont vous disposez, et nous vous indiquerons si une chaîne multi-brins constitue réellement la meilleure solution ou si une chaîne simple plus grande s’avère moins coûteuse.