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Un azionamento richiede una capacità superiore a quella trasmissibile da una singola catena. La soluzione più ovvia consiste nell’impiegare due catene affiancate, o tre. Il doppio della catena, il doppio della capacità.
Non funziona così, e questo deficit è indicato in tutti i dati tecnici dei produttori di catene come fattore per catene multiple.
Due file forniscono meno del doppio della capacità. Tre file forniscono sensibilmente meno del triplo. La differenza aumenta all’aumentare del numero di file.
Tre meccanismi, tutti di natura meccanica e non metallurgica.
La condivisione del carico è imperfetta. I fili sono collegati da perni comuni, ma non sono identici. Le tolleranze di fabbricazione fanno sì che un filo sia leggermente più corto o più teso dell’altro, e il filo più teso sopporta una quota maggiore di carico. Nel corso della vita utile del sistema, i carichi si equalizzano poiché il filo più teso si usura più rapidamente, ma in ogni istante la distribuzione rimane irregolare.
Allineamento dei denti della ruota dentata. Una ruota dentata duplex viene fresata con entrambe le file di denti in un’unica operazione, quindi l’allineamento è buono, ma non perfetto. Qualsiasi errore angolare tra le due file comporta un leggero anticipo nell’ingranamento di una fila rispetto all’altra.
Deformazione dell’albero. Una ruota dentata più larga è posizionata più lontano dal cuscinetto oppure copre una porzione più ampia dell’albero. La deformazione dell’albero sotto carico inclina la ruota dentata, caricando maggiormente il filo esterno rispetto a quello interno. Questo fenomeno peggiora con l’aumentare del numero di fili, poiché una ruota dentata triplex è più larga di una duplex.
Il metodo è semplice, una volta noto l’esistenza di questo fattore:
1. Calcolare la forza di trazione richiesta della catena
2. Dividere per il fattore moltiplicativo a più fili, in base al numero di fili
3. Selezionare una misura di catena la cui portata soddisfi il valore corretto
L’errore critico consiste nell’omettere il passaggio 2. Un progettista che necessita di una capacità tripla rispetto a quella di una singola catena e specifica una catena tripla farà funzionare il gruppo di trasmissione oltre la sua portata fin dal primo giorno.
Ricavare i fattori moltiplicativi a più fili dai dati tecnici del fornitore di catene per la serie specifica. Tali fattori variano leggermente tra i produttori e i tipi di catena; preferiamo quindi consigliarvi di consultarli direttamente piuttosto che indicarne un valore non verificabile con precisione.
Vincolo di spazio sul diametro della ruota dentata. Se il gruppo di trasmissione deve rientrare entro un diametro che una singola catena di dimensioni maggiori non potrebbe raggiungere, la soluzione a più fili risolve il problema. Questa è la motivazione legittima più comune.
Vincolo di velocità. Una catena con passo maggiore presenta un’azione cordale più accentuata per un dato numero di denti. Se il gruppo di trasmissione ruota a velocità tale che un passo maggiore causerebbe vibrazioni, l’aggiunta di più file con passo minore mantiene ridotto l’effetto poligonale.
La ridondanza non è un motivo valido. Le catene multifiilo condividono i perni; se un perno si rompe, l’intero insieme va perso. Due catene separate, montate su pulegge distinte, garantiscono invece ridondanza. Una catena duplex non lo fa.
Costo. Le catene tripli e le relative pulegge tripli costano di più rispetto a una singola catena di una o due misure superiori, nella maggior parte delle fasce dimensionali.
Pulegge per catene doppie
Sensibilità all’allineamento. Una singola catena tollera un lieve disallineamento tra le pulegge. Le catene multifiilo sono meno tolleranti, poiché il disallineamento peggiora direttamente la ripartizione del carico, già imperfetta di per sé.
Manutenzione. Una catena multifiilo deve essere sostituita interamente come insieme; non è possibile sostituire un solo fiolo.
Carico sugli alberi. Un pignone più largo applica il carico a una distanza maggiore dal cuscinetto. Il momento agente sul mozzo aumenta e il guasto del mozzo o del cuscinetto può diventare il fattore limitante, anziché la catena.
Il nostro consiglio generale è: se una catena singola due dimensioni più grande può essere installata, utilizzatela. Ricorrete a catene multiple solo quando la geometria lo impone, non come soluzione predefinita per aumentare la capacità.
Riassunto sotto forma di tabella decisionale:
| Vincolo | Catene multiple | Catena singola più grande |
| Diametro del pignone limitato dalla macchina | Sì | No |
| Velocità di trasmissione elevata, azione cordale un fattore di preoccupazione | Sì | No |
| Costo più basso per una data capacità | No | Sì |
| Tolleranza all’allineamento errato del pignone | Scadente | Meglio. |
| Semplicità di Sostituzione | Set completo insieme | Catena singola |
| Carico sporgente sull'albero | Superiore | Inferiore |
| Ridondanza contro un singolo guasto | Nessuno, perni condivisi | Nessuno |
Le corone multistrato sono fresate con le file di denti in una relazione fissa, motivo per cui non è possibile realizzare un azionamento duplex partendo da due corone monostato fissate insieme. Le file di denti non risulterebbero correttamente sincronizzate e i cavi si opporrebbero reciprocamente.
Aspetti pratici della specifica:
Configurazione del mozzo. Tipo A (piastra, senza mozzo), Tipo B (mozzo su un lato), Tipo C (mozzo su entrambi i lati). Le corone multistrato sono generalmente di tipo B o C perché il corpo più largo richiede il mozzo per il supporto sull’albero.
Materiale e tempra. I denti sono comunemente induriti sulle corone motrici e su qualsiasi corona con un numero ridotto di denti, poiché i carichi sui denti si concentrano. Su una corona a più file questo aspetto è ancora più rilevante, dato che il file che sopporta la quota maggiore di carico colpisce anche ripetutamente la propria fila di denti.
Bush conica rispetto foro finito. T il montaggio con bush conica rende molto più semplice la sostituzione su una corona larga, vantaggio particolarmente utile quando la corona è pesante.
Poiché la ripartizione del carico peggiora in caso di disallineamento, le trasmissioni a più file richiedono un allineamento migliore rispetto a quelle a singolo file.
Verificare tre elementi durante l’installazione:
4. Allineamento assiale — le corone devono trovarsi nello stesso piano. Il controllo pratico consiste nell’appoggiare un riguadro sulle facce di entrambe le corone.
5. Parallelismo degli alberi — alberi non paralleli provocano una torsione della catena e caricano preferenzialmente un solo file.
6.Deformazione dell’albero sotto carico — misurare con un comparatore a quadrante sotto carico, se il sistema di trasmissione è fortemente caricato. Un albero che si flette visibilmente compromette la ripartizione del carico.
Nei sistemi di trasmissione a lunga distanza tra assi, supportare il ramo molle. Una catena plurifila che svolazza applica carichi alternati ai singoli fili.
La catena plurifila si usura nello stesso modo della catena monofila: usura dei perni e delle boccole, rilevabile come allungamento. Misurare nello stesso modo e rispetto agli stessi limiti.
Due differenze pratiche:
I fili si usurano in modo non uniforme. Il filo sottoposto a carico maggiore si allunga di più. Se un filo risulta entro i limiti di tolleranza, controllare anche gli altri: l’affidabilità del sistema dipende dal filo più usurato.
Sostituire l’intero insieme. I fili sono accoppiati meccanicamente; pertanto, un filo nuovo affiancato a fili usurati sopporta quasi l’intero carico. Questo spiega anche perché, in caso di usura avanzata, si devono sostituire insieme catena e ruote dentate: una catena nuova su ruote dentate plurifila usurata genera fin dall’inizio una ripartizione non uniforme del carico tra le file.
È possibile aggiungere un secondo filo a un sistema di trasmissione monofila esistente?
No, a meno che non si sostituiscano anche le corone. Una catena duplex richiede una corona duplex con file di denti correttamente allineate.
Una catena duplex offre il doppio della capacità di una catena simplex?
No. Applicare il fattore moltiplicatore per catene multiple indicato nei dati tecnici del fornitore della catena. Tale valore è inferiore a 2 per le catene duplex e inferiore a 3 per le catene triplex.
Una catena triplex è mai preferibile a una catena simplex di dimensioni maggiori?
Quando il diametro della corona è vincolato oppure quando la velocità è tale da rendere eccessiva l’azione cordale con una maggiore distanza tra i perni. In tutti gli altri casi, una catena singola di dimensioni maggiori risulta generalmente più economica e più semplice da mantenere.
Perché uno dei due fili della mia catena duplex si è usurato più rapidamente?
Allineamento errato o deformazione dell’albero che carica in modo prevalente quel filo. Verificare l’allineamento prima di installare la nuova catena, altrimenti anche questa subirà lo stesso problema.
Posso sostituire soltanto il filo usurato?
No. I fili condividono i perni e non possono essere separati. Sostituire l’intera catena.
I trasmissioni a catena multipla richiedono una lubrificazione maggiore?
Hanno bisogno di lubrificante per raggiungere i fili interni, operazione più difficile rispetto alla lubrificazione di una singola catena. Con la lubrificazione a gocce o manuale, assicurarsi che il lubrificante raggiunga effettivamente i fili interni, non solo quelli esterni.
Tianjin HaoRongShengYe Electrical Equipment Co., Ltd. produce ruote dentate simplex, duplex e triplex con denti temprati, in versione con foro lavorato, foro di centraggio e con bussola conica. Inviaci la coppia di trasmissione, la velocità e lo spazio disponibile, e ti indicheremo se una catena multi-filo sia effettivamente la soluzione più adatta oppure se una catena singola di dimensioni maggiori risulti più economica.
