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Quando osserviamo una catena a rulli industriale, normalmente vediamo le piastre, i rulli e i perni.
Ma all’interno della catena c’è un altro componente fondamentale facile da trascurare:
La bussola.
La bussola di una catena a rulli è molto più di un semplice manicotto metallico.
È uno dei componenti più importanti del giunto della catena.
La bussola opera insieme al perno per formare il principale contatto articolato all’interno della catena.
Il suo diametro, la sua rotondità, lo spessore della parete, la concentricità, lo stato superficiale, la durezza e la coerenza dimensionale possono influenzare direttamente l’articolazione della catena, l’attrito, l’usura, il rumore e la durata operativa.
Allora, come fa un produttore professionale di catene a ispezionare e selezionare bussole idonee?
In questo video vi illustreremo i principali punti di ispezione utilizzati per valutare le bussole delle catene a rulli.
Una tipica catena a rulli è composta da:
· Piastre interne
· Piastre esterne
· Perni
· Bocchette
· Rulli
· Maglie di collegamento
La bocchetta è installata tra le piastre interne.
Il perno passa attraverso la bocchetta e collega i magli interni ed esterni.
Il rullo è montato intorno alla bocchetta e ingranando con la ruota dentata durante il funzionamento.
Ciò forma un giunto fondamentale della catena:
Perno → Bocchetta → Rullo → Ruota dentata
La bocchetta svolge quindi un ruolo fondamentale sia nell’articolazione sia nella trasmissione di potenza.
Durante il funzionamento, il perno e la bocchetta si muovono continuamente l’uno rispetto all’altra.
Ogni volta che la catena ingranca e si stacca dalla corona, l’articolazione del giunto si muove.
Ciò genera un contatto di scorrimento ripetuto tra perno e boccola.
Se la boccola presenta una scarsa precisione dimensionale o una scarsa qualità superficiale, possono verificarsi diversi problemi:
· Aumento dell’attrito
· Usura anomala
· Allungamento della catena
· Aumento del rumore
· Efficienza di trasmissione ridotta
· Temperatura di esercizio più elevata
· Vita utile ridotta
Studi sui giunti delle catene a rulli hanno dimostrato che la qualità geometrica di perni e boccole influenza le condizioni di contatto, l’usura e il comportamento d’attrito.
Questo è il motivo per cui l’ispezione dei bocchelli è una parte importante della produzione professionale delle catene.
Prima di utilizzare strumenti di misurazione di precisione, il primo passo è un’ispezione visiva.
Cerchiamo difetti evidenti quali:
· Fessure
· Graffi
· Ammaccature
· Resistenti alla corrosione,
· Danneggiamento della superficie
· Bave
· Deformazioni
· Giunture anomale
Un bocchello può possedere un’eccellente accuratezza dimensionale ma essere comunque rifiutato se la sua superficie presenta difetti gravi.
L’ispezione inizia con un principio semplice:
Se il componente non ha l’aspetto corretto, non deve entrare nel processo di assemblaggio.
Il diametro esterno della boccola è una delle dimensioni fondamentali.
Deve corrispondere al design della piastra interna e del rullo.
Se il diametro esterno è troppo grande, l’assemblaggio potrebbe risultare difficoltoso.
Se è troppo piccolo, potrebbero risentirne l’aderenza e la distribuzione del carico.
La coerenza dimensionale è particolarmente importante nella produzione di grandi quantità di catene.
Nella produzione internazionale, l’obiettivo non è semplicemente produrre una singola boccola conforme.
L’obiettivo è produrre migliaia o milioni di boccole con dimensioni coerenti.
Il diametro interno è altrettanto importante.
Il perno della catena passa attraverso la bussola.
Pertanto, la relazione tra:
Diametro del perno + Diametro interno della bussola
determina il gioco interno del giunto della catena.
Se il gioco è troppo ridotto, l’articolazione può diventare difficoltosa e l’attrito può aumentare.
Se il gioco è eccessivo, possono verificarsi movimenti eccessivi.
Ciò può incrementare gli urti, l’usura, le vibrazioni e l’allungamento della catena.
Pertanto, perno e bussola devono sempre essere valutati come un sistema abbinato.
Un altro elemento di ispezione importante è lo spessore della parete del bocchello.
Lo spessore della parete deve essere sufficientemente uniforme lungo tutta la circonferenza.
Una parete non uniforme può influenzare:
· La distribuzione del carico radiale
· L’area di contatto
· Concentricità
· Il comportamento di usura
· Resistenza meccanica
I produttori professionali controllano quindi sia lo spessore complessivo della parete sia la sua uniformità.
Ciò risulta particolarmente importante per le catene progettate per un funzionamento industriale continuo o per carichi più elevati.
Un bocchello dovrebbe idealmente avere una forma cilindrica altamente precisa.
In realtà, i processi di produzione possono introdurre piccole deviazioni.
Questi possono includere:
· Non circolarità
· Taper
· Deformazione locale
· Irregolarità superficiali
Perché la circolarità è importante?
Perché perno e boccola devono mantenere una condizione di contatto stabile durante l’articolazione della catena.
Studi su boccole per catene a rulli hanno dimostrato che diversi metodi produttivi e diverse geometrie delle boccole possono generare differenze significative nell’accuratezza di forma e nel comportamento del giunto.
Per questo motivo, il controllo della circolarità può rappresentare un elemento fondamentale del controllo qualità nella produzione di catene di precisione.
La concentricità è un altro parametro critico.
Le superfici interna ed esterna della boccola devono mantenere un rapporto appropriato tra loro.
Se le due superfici sono significativamente disallineate, lo spessore della parete potrebbe risultare non uniforme.
Ciò può generare condizioni di contatto non uniformi tra:
Perno – boccola – rullo
Sotto carico, ciò potrebbe causare una pressione di contatto localizzata.
Nel tempo, lo stress localizzato può accelerare l’usura.
Pertanto, la concentricità e l’uniformità dello spessore della parete sono indicatori importanti della qualità produttiva della boccola.
Anche la lunghezza della boccola deve essere controllata.
Deve corrispondere correttamente alla piastra della catena e all'insieme rullo.
Se la lunghezza della bussola è errata, il giunto della catena potrebbe non assemblarsi correttamente.
Nella produzione di catene di precisione, le dimensioni critiche, come diametro e lunghezza, devono essere controllate durante l’intero processo produttivo.
I produttori industriali di catene per trasmissione ispezionano comunemente le dimensioni critiche delle bussole prima dell’assemblaggio. La documentazione di produzione delle catene per trasmissione SKF, ad esempio, identifica i controlli dimensionali delle bussole – inclusi altezza e diametro interno/esterno – come parte del controllo qualità in produzione.
L’accuratezza dimensionale è soltanto una parte della qualità della bussola.
Anche lo stato della superficie è importante.
La superficie di lavoro della bussola deve essere controllata per:
· Rugosità superficiale
· Graffi
· Cavitazioni
· Bave
· Fessure
· Segni anomali di lavorazione
La superficie della bussola interagisce continuamente con il perno.
Una cattiva condizione della superficie può aumentare l’attrito e accelerare l’usura.
Una finitura superficiale controllata contribuisce a stabilire una condizione di lubrificazione e di contatto più stabile.
A seconda del design della catena e del processo produttivo, le bussole possono essere sottoposte a trattamento termico.
L’ispezione della durezza consente di verificare se il trattamento termico ha prodotto le proprietà meccaniche richieste.
L’obiettivo non è semplicemente:
“Più dura, meglio è.
L’obiettivo corretto è una combinazione equilibrata di:
Durezza + Resistenza all’usura + Tenacità + Stabilità dimensionale
Se un componente è troppo morbido, l'usura può aumentare.
Se è eccessivamente duro senza un'adeguata tenacità, potrebbe diventare più sensibile a determinati meccanismi di guasto.
Pertanto, la durezza deve essere controllata in base al materiale, al processo e alle specifiche della catena.
Il trattamento termico può influenzare significativamente le prestazioni della bussola.
A seconda del processo produttivo, la bussola può subire le seguenti fasi:
Formatura → Trattamento termico → Finitura superficiale → Ispezione
Il produttore deve controllare parametri quali:
· Durezza
· Profondità del mantello, ove applicabile
· Condizione della superficie
· Variazione dimensionale dopo il trattamento termico
Il processo produttivo della catena di trasmissione pubblicato da SKF prevede anche l’ispezione del trattamento termico dei bocchelli, compresa la durezza e la profondità del mantello, ove applicabile.
Ciò illustra un principio fondamentale:
La qualità finale di un bocchello dipende dall’intero processo produttivo, non soltanto dal materiale grezzo.
Dopo l’ispezione, i bocchelli possono essere classificati in base ai requisiti di qualità.
Un processo professionale di selezione può includere:
Passo 1 — Ispezione visiva
Rimuovere i componenti con difetti evidenti.
Passo 2 — Ispezione dimensionale
Controllare:
· Diametro esterno
· Diametro interno
· Lunghezza
· Spessore della parete
Passo 3 — Ispezione geometrica
Controllare:
· Rotondità
· Concentricità
· Cilindricità
· Rettilineità, ove applicabile
Passo 4 — Ispezione della superficie
Controllare:
· Rugosità
· Bave
· Graffi
· Difetti superficiali
Passo 5 — Ispezione del materiale / trattamento termico
Controllare:
· Materiale
· Durezza
· Condizione di trattamento termico
Fase 6 — Classificazione finale
Solo le boccole che soddisfano i criteri di accettazione specificati procedono al montaggio della catena.
Questo è un punto importante per gli acquirenti internazionali.
La qualità non si ottiene semplicemente controllando un numero maggiore di pezzi alla fine.
Un sistema professionale di gestione della qualità controlla il processo fin dall’inizio.
Ad esempio:
Controllo delle materie prime
↓
Formazione
↓
Trattamento termico
↓
Lavorazione meccanica
↓
Finitura superficiale
↓
Ispezione dimensionale
↓
Selezione delle boccole
↓
Assemblaggio della catena
↓
Ispezione finale
Questo approccio basato sul processo è più affidabile rispetto al tentativo di identificare ogni problema soltanto dopo il montaggio.
Uno dei motivi più importanti per controllare i bocchelli è l’allungamento della catena.
Quando una catena a rulli è in funzione, perno e bocchello subiscono un movimento relativo ripetuto.
Nel tempo, l’usura del giunto aumenta il passo effettivo della catena.
Questo fenomeno è comunemente osservato come allungamento della catena.
La ricerca sull’usura delle catene a rulli identifica l’interazione perno-bocchello come un meccanismo chiave alla base dell’allungamento della catena.
Pertanto:
Geometria migliore del bocchello + Condizione superficiale migliore + Materiale e trattamento termico adeguati
possono contribuire a prestazioni migliori del giunto.
Tuttavia, la durata effettiva della catena dipende sempre dall’intero sistema operativo, compresi lubrificazione, carico, velocità, condizione della ruota dentata, allineamento e ambiente.
Il giunto della catena è un’interfaccia meccanica mobile.
Ogni ciclo di articolazione comporta attrito.
Se la condizione di contatto tra perno e boccola è scadente, le perdite per attrito possono aumentare.
Una migliore conformità geometrica può contribuire a creare una condizione di contatto più favorevole.
Ricerche recenti che hanno confrontato varianti di catene a rulli hanno rilevato differenze significative nella qualità della forma delle boccole e hanno evidenziato una relazione diretta tra la qualità della forma dei componenti articolari e il comportamento in termini di usura/attrito.
Questo spiega perché la produzione di boccole di precisione non si limita semplicemente al rispetto di una quota disegnata.
Si tratta piuttosto di controllare effettivamente la condizione meccanica di contatto.
Anche una scarsa accuratezza dimensionale può influenzare il rumore emesso dalla catena.
Se l’articolazione presenta un gioco eccessivo o una geometria scadente, la catena potrebbe subire movimenti e impatti maggiori durante il funzionamento.
Ciò può diventare più evidente a:
· Alta velocità
· Carico elevato
· Funzionamento frequente di avviamento e arresto
· Lubrificazione insufficiente
· Pignoni non allineati
Per le applicazioni in cui è importante ridurre il rumore, la qualità della bussola e del perno deve essere valutata insieme a quella del pignone e alla progettazione complessiva della catena.
La bussola non opera in modo indipendente.
Il rullo è montato intorno alla bussola.
Durante il funzionamento, il rullo si impegna con il dente del pignone.
Pertanto, i seguenti componenti formano un sistema meccanico:
Perno + Boccola + Rullo + Corona
Se il diametro esterno della boccola non è preciso, ciò può influenzare l’adattamento del rullo.
Se il diametro interno della boccola non è preciso, ciò può influenzare il giunto tra perno e boccola.
Se le dimensioni del rullo non sono precise, ciò può influenzare l’ingranamento con la corona.
Questo è il motivo per cui un produttore professionale di catene deve controllare l’intero sistema di componenti.
Quando si acquistano catene industriali a rulli, gli acquirenti dovrebbero chiedere più di:
«Qual è il vostro prezzo?»
Un elenco tecnico più professionale include:
Materiale
Qual è il materiale utilizzato per le boccole?
Trattamento termico
Quale processo di trattamento termico viene applicato?
Dimensioni
Quali sono le tolleranze dimensionali critiche?
Durezza
Qual è il campo di durezza specificato?
Qualità della superficie
Come viene finita la superficie di lavoro?
Ispezione
Quale strumento di misurazione viene utilizzato?
Sistema di Qualità
Il fornitore opera in base a un sistema formale di gestione della qualità?
Standard
La catena è prodotta secondo la norma ISO, ANSI, BS, DIN o un’altra specifica applicabile?
ISO 606:2015 definisce le caratteristiche delle catene a rulli e a boccola di precisione a passo corto, inclusi i valori dimensionali, le tolleranze, la misurazione della lunghezza, il precarico, la resistenza a trazione e la resistenza dinamica.
Per i clienti internazionali, la standardizzazione è particolarmente importante.
I diversi mercati utilizzano comunemente sistemi e norme di numerazione delle catene differenti.
Ad esempio:
· Serie ISO / BS B
· Serie ANSI / ASME A
· Specifiche correlate alla norma DIN
Il numero esatto della catena, il passo, il diametro del rullo, la larghezza interna e altre dimensioni devono essere confermati prima della sostituzione o dell’acquisto.
Un fornitore non deve ritenere che due catene siano intercambiabili soltanto perché hanno un aspetto simile.
È necessario verificare la compatibilità dimensionale.
Tianjin Haorongshengye Electrical Equipment Co., Ltd. elenca Catena a rulli e pignone tra i suoi principali prodotti di trasmissione, insieme a ingranaggi, cremagliere, cinghie dentate e pulegge dentate. L'azienda afferma di supportare sia prodotti standard che OEM e di poter sviluppare progetti speciali in base alle esigenze del cliente. Sottolinea inoltre la gestione della qualità ISO 9001, i requisiti relativi al marchio CE, le attrezzature CNC e l’esperienza nelle esportazioni internazionali.
Per i clienti internazionali, ciò significa che il fornitore deve essere in grado di comunicare non solo le specifiche tecniche del prodotto, ma anche:
Materiale → Produzione → Ispezione → Assemblaggio → Applicazione
Questo è il fondamento di una trasmissione industriale affidabile.
Riassumiamo il processo di ispezione.
1. Ispezione dei materiali in entrata
↓
2. Formatura del bocchello
↓
3. Trattamento Termico
↓
4. Finitura di precisione
↓
5. Ispezione del diametro esterno
↓
6. Ispezione del diametro interno
↓
7. Ispezione della lunghezza
↓
8. Ispezione dello spessore della parete
↓
9. Ispezione della rotondità e della concentricità
↓
10. Ispezione della superficie e della durezza
↓
11. Selezione dei supporti conformi
↓
12. Assemblaggio della catena a rulli
↓
13. Ispezione finale della catena
È così che i singoli supporti diventano componenti affidabili di una catena industriale a rulli.
Un supporto per catena a rulli può essere soltanto un piccolo componente.
Tuttavia, il suo ruolo è molto più importante di quanto suggerisca le sue dimensioni.
La bussola partecipa direttamente all’articolazione interna della catena.
La sua precisione dimensionale influenza il gioco.
La sua precisione geometrica influenza il contatto.
Lo stato della sua superficie influenza l’attrito e l’usura.
Il materiale e il trattamento termico influenzano la durata.
Pertanto:
Un componente piccolo non significa un’importanza ridotta.
Nei sistemi di trasmissione di precisione, ogni componente conta.
Quando si seleziona una catena a rulli industriale, non considerare soltanto le maglie o la resistenza a trazione.
Guarda all’interno della catena.
La qualità del boccola, perno, rullo e piastra determina il comportamento della catena durante milioni di cicli operativi.
Una boccola qualificata deve presentare un controllo accurato di:
Materiale
Dimensioni
Rotondità
Concentricità
Spessore della parete
Qualità della superficie
Durezza
Condizione del trattamento termico
E, soprattutto, queste proprietà devono essere controllate in modo coerente durante l’intero processo produttivo.
Una catena a rulli affidabile parte da componenti affidabili.
Componenti affidabili partono da una produzione controllata.
E una produzione controllata parte da un’ispezione professionale.
Presso Tianjin Haorongshengye, ci concentriamo su componenti per trasmissioni industriali e soluzioni OEM per clienti in tutto il mondo.
Se stai acquistando catene a rulli, ruote dentate o componenti di trasmissione personalizzati, contattare HaoRong per consulenza tecnica e soluzioni OEM.
Grazie per aver guardato.
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