Chaîne à rouleaux Basics ainsi que Tailles :
Chaînes à rouleaux, également connues sous le nom de chaînes à rouleaux à douilles, sont le type d'entraînement par chaîne le plus couramment utilisé pour transmettre la puissance mécanique dans diverses applications de machines domestiques, industrielles et agricoles. Ces chaînes polyvalentes sont utilisées dans les convoyeurs, les machines à tréfiler les fils et les tubes, les presses à imprimer, les automobiles, les motos, les vélos, etc. Les chaînes à rouleaux sont constituées d'une série de rouleaux cylindriques courts reliés par des maillons latéraux et sont entraînés par des roues dentées appelées pignons. Ils sont réputés pour leur simplicité, leur fiabilité et leur efficacité en matière de transmission de puissance.
Les chaînes à rouleaux fonctionnent généralement à des vitesses faibles à moyennes, généralement à des vitesses allant de 600 à 800 pieds par minute. Cependant, à des vitesses plus élevées, généralement autour de 2,000 3,000 à XNUMX XNUMX pieds par minute, les courroies trapézoïdales sont souvent préférées en raison de problèmes d'usure et de bruit réduits.
Une chaîne de vélo est un exemple courant de chaîne à rouleaux. Les chaînes de vélo peuvent inclure un maillon principal ou nécessiter un outil de chaîne pour l'installation et le retrait. En revanche, la plupart des motos utilisent une chaîne similaire mais plus grande et plus solide. Cependant, les motos optent parfois pour des courroies dentées ou des transmissions par arbre, offrant des niveaux sonores plus faibles et des besoins d'entretien réduits.
Certains moteurs automobiles utilisent des chaînes à rouleaux pour entraîner les arbres à cames, tandis que les moteurs hautes performances peuvent opter pour des entraînements par engrenages. À partir du début des années 1960, certains fabricants ont également commencé à intégrer des courroies crantées.
Il convient de noter que les chariots élévateurs utilisent des chaînes conjointement avec des vérins hydrauliques pour lever et abaisser les chariots. Ces chaînes ne sont pas considérées comme des chaînes à rouleaux mais plutôt classées comme chaînes de levage ou à lames.
Les chaînes de coupe des tronçonneuses, bien que ressemblant superficiellement aux chaînes à rouleaux, sont plus étroitement liées aux chaînes à lames. Ils sont entraînés par des maillons d'entraînement en saillie, qui servent également à positionner la chaîne sur le guide-chaîne.
Dans une application unique, une paire de chaînes de moto est utilisée dans le Harrier Jump Jet. Cet entraînement par chaîne, propulsé par un moteur pneumatique, facilite la rotation des tuyères mobiles du moteur, permettant à l'avion de passer du vol stationnaire au vol vers l'avant, une technologie connue sous le nom de « vecteur de poussée ».
Usure de la chaîne de vélo
Les chaînes de vélo, en particulier celles utilisées avec des dérailleurs, peuvent subir une usure et une défaillance. Ces chaînes ont des broches en forme de tonneau qui interagissent avec des bagues, permettant à la chaîne de se plier et de se tordre pour s'adapter aux changements de vitesse. Cette conception peut entraîner une usure des points de contact des broches et des bagues au fil du temps, provoquant éventuellement la défaillance de la chaîne.
En revanche, les systèmes à moyeu (par exemple Bendix 2 vitesses, Sturmey-Archer AW) sont moins sujets aux défaillances de chaîne. Ces systèmes comportent des broches parallèles avec des surfaces de contact plus importantes avec les bagues. De plus, les systèmes moyeu-engrenage offrent une enceinte complète, facilitant la lubrification et protégeant contre les débris.
Force de la chaîne
La résistance des chaînes à rouleaux est généralement mesurée en résistance à la traction, indiquant la charge maximale qu'une chaîne peut supporter avant de se briser sous une charge unique. Outre la résistance à la traction, la résistance à la fatigue d'une chaîne est essentielle, influencée par des facteurs tels que la qualité de l'acier, le traitement thermique, la fabrication des trous de pas, la couverture du grenaillage, l'épaisseur des plaques de liaison et la conception.
Pour les applications d'entraînement continu, il est conseillé de ne pas dépasser 1/6 ou 1/9 de la résistance à la traction de la chaîne, selon le type de maillons principaux utilisés. Un fonctionnement au-delà de ces seuils peut entraîner une défaillance prématurée de la chaîne en raison de la fatigue des maillons.
| ASME/ANSI B29.1-2011 Tailles standard des chaînes à rouleaux | ||||
| Taille | Emplacement | Diamètre maximal du rouleau | Résistance ultime à la rupture | Charge de mesure |
|---|---|---|---|---|
| 25 | 0.250 pouces (6.35 mm) | 0.130 pouces (3.30 mm) | 780 livres (350 kg) | 18 livres (8.2 kg) |
| 35 | 0.375 pouces (9.53 mm) | 0.200 pouces (5.08 mm) | 1,760 livres (800 kg) | 18 livres (8.2 kg) |
| 41 | 0.500 pouces (12.70 mm) | 0.306 pouces (7.77 mm) | 1,500 livres (680 kg) | 18 livres (8.2 kg) |
| 40 | 0.500 pouces (12.70 mm) | 0.312 pouces (7.92 mm) | 3,125 livres (1,417 kg) | 31 livres (14 kg) |
| 50 | 0.625 pouces (15.88 mm) | 0.400 pouces (10.16 mm) | 4,880 livres (2,210 kg) | 49 livres (22 kg) |
| 60 | 0.750 pouces (19.05 mm) | 0.469 pouces (11.91 mm) | 7,030 livres (3,190 kg) | 70 livres (32 kg) |
| 80 | 1.000 pouces (25.40 mm) | 0.625 pouces (15.88 mm) | 12,500 livres (5,700 kg) | 125 livres (57 kg) |
| 100 | 1.250 pouces (31.75 mm) | 0.750 pouces (19.05 mm) | 19,531 livres (8,859 kg) | 195 livres (88 kg) |
| 120 | 1.500 pouces (38.10 mm) | 0.875 pouces (22.23 mm) | 28,125 livres (12,757 kg) | 281 livres (127 kg) |
| 140 | 1.750 pouces (44.45 mm) | 1.000 pouces (25.40 mm) | 38,280 livres (17,360 kg) | 383 livres (174 kg) |
| 160 | 2.000 pouces (50.80 mm) | 1.125 pouces (28.58 mm) | 50,000 livres (23,000 kg) | 500 livres (230 kg) |
| 180 | 2.250 pouces (57.15 mm) | 1.460 pouces (37.08 mm) | 63,280 livres (28,700 kg) | 633 livres (287 kg) |
| 200 | 2.500 pouces (63.50 mm) | 1.562 pouces (39.67 mm) | 78,175 livres (35,460 kg) | 781 livres (354 kg) |
| 240 | 3.000 pouces (76.20 mm) | 1.875 pouces (47.63 mm) | 112,500 livres (51,000 kg) | 1,000 livres (450 kg) |
Normes de chaîne
Les organismes de normalisation tels que l'ANSI et l'ISO établissent des lignes directrices pour la conception, les dimensions et l'interchangeabilité des chaînes de transmission. Par exemple, la norme ANSI B29.1-2011 fournit des spécifications pour les chaînes à rouleaux, les accessoires et les pignons de transmission de puissance de précision. Les chaînes sont classées en fonction de leur taille de pas et de leur capacité de charge, avec différents numéros de chaîne indiquant différentes largeurs et résistances.
À des fins mnémotechniques, voici une autre présentation des dimensions clés de la même norme, exprimées en fractions de pouce (qui faisait partie de la réflexion derrière le choix des nombres préférés dans la norme ANSI):
| Pas (pouces) | Pitch exprimé en huitièmes | Norme ANSI numéro de chaîne | Largeur (pouces) |
|---|---|---|---|
| 1⁄4 | 2⁄8 | 25 | 1⁄8 |
| 3⁄8 | 3⁄8 | 35 | 3⁄16 |
| 1⁄2 | 4⁄8 | 41 | 1⁄4 |
| 1⁄2 | 4⁄8 | 40 | 5⁄16 |
| 5⁄8 | 5⁄8 | 50 | 3⁄8 |
| 3⁄4 | 6⁄8 | 60 | 1⁄2 |
| 1 | 8⁄8 | 80 | 5⁄8 |
| Notes: *Le pas est la distance entre les centres des rouleaux. La largeur est la distance entre les plaques de liaison (c'est-à-dire légèrement supérieure à la largeur du rouleau pour permettre le dégagement). *Le chiffre de droite de la norme indique 0 = chaîne normale, 1 = chaîne légère, 5 = chaîne à douilles sans rouleaux. *Le chiffre de gauche indique le nombre de huitièmes de pouce qui composent la hauteur. *Un "H" après le numéro standard indique une chaîne lourde. Un nombre composé d'un trait d'union suivant le nombre standard indique un double brin (2), un triple brin (3), etc. Ainsi, 60H-3 désigne une chaîne à trois brins lourds à pas de 3/4 de pouce. | |||
En résumé, les chaînes à rouleaux jouent un rôle essentiel dans la transmission de la puissance mécanique sur une large gamme de machines et de véhicules. Comprendre leurs caractéristiques, leurs facteurs d’usure, leurs considérations de résistance et les normes industrielles est crucial pour leur utilisation efficace et fiable.
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