Usura dei denti del pignone: le cause e le soluzioni

Come molti prodotti nel settore della trasmissione di potenza, le ruote dentate delle catene a rulli inevitabilmente si usurano. L’usura delle ruote dentate non è necessariamente motivo di preoccupazione. L’usura eccessiva o rapida di qualsiasi componente, invece, è preoccupante. La causa più probabile dell’usura dei denti dei pignoni? Catena allungata o allungata. Questo articolo evidenzierà alcuni altri motivi, oltre ad esaminare il fenomeno dell’allungamento della catena a rulli.

Idealmente, il materiale utilizzato per i pignoni piccoli, o quelli con un numero di denti inferiore, è di acciaio solido temprato e lavorato, un materiale molto resistente. Nella migliore delle ipotesi, un pignone durerà più a lungo della catena a rulli, probabilmente vedendo due o tre applicazioni della catena prima di dover essere sostituita. Tuttavia, una volta che un pignone inizia a mostrare segni di usura, se continua a funzionare, inizierà a influire negativamente sulla catena, creando un circolo vizioso di usura.

La prevenzione e l’implementazione delle migliori pratiche contribuiranno notevolmente a ridurre al minimo l’usura dei componenti.

Allungamento della catena a rulli

Nel tempo la catena a rulli si allungherà con un uso regolare, fino a richiedere la sostituzione. Ogni catena a rulli ha una durata prevista in base alle specifiche e alle condizioni di utilizzo. Quando la catena funziona, crea attrito sulle boccole e sui perni. Questo attrito provocherà un lento logoramento di queste parti. Con l’usura delle parti, la distanza tra i rulli collegati da un collegamento a perno aumenta.

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Questo processo avviene tipicamente lentamente, anche quando la catena si allunga prematuramente. Non esiste una sola causa di allungamento. Può arrivare attraverso una moltitudine di fattori. Infatti, in una trasmissione tipica, con un carico medio, che gira a una velocità ragionevole, la catena si allungherà comunque. Il modo migliore per rallentare il processo di allungamento è attraverso la lubrificazione, più accurato è il metodo, meglio è.

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Come abbiamo notato, quando la catena a rulli si allunga, la distanza tra i rulli aumenta. Questo fenomeno influisce sul modo in cui la catena si avvolge attorno al pignone. Quando funziona correttamente, il rullo cadrà nella gola tra i denti e poi rotolerà fuori dal lato di azionamento del dente del pignone. I rulli su una catena allungata non si posizionano correttamente, invece di colpire la faccia del dente piuttosto che atterrare nell’esofago. Questa forza inizierà a logorare i denti, creando una forma ad uncino.

La catena a rulli allungata influirà sempre negativamente sui pignoni. Prima di sostituire le ruote dentate, se sembrano usurarsi più velocemente del solito, utilizzare uno strumento di allungamento della catena per misurare quanto si è allungata la catena. Questa misurazione ti dirà immediatamente se l’allungamento è la causa dell’usura dei denti della ruota dentata. L’allungamento della catena è accettabile fino al 3% per trasmissioni con ruote dentate con meno di 67 denti. Quando la trasmissione ha un pignone con più di 67 denti, l’allungamento è consentito fino all’1,5%.

Installazione corretta della trasmissione a catena

Un altro fattore estremamente importante per ridurre al minimo l’usura dei denti dei pignoni inizia durante l’installazione. Prendendo il tempo durante l’installazione per assicurarsi che ogni passaggio sia eseguito correttamente, si riduce in modo significativo la possibilità che un problema all’interno della trasmissione provochi l’usura dei denti del pignone.

L’allineamento delle ruote dentate potrebbe essere la chiave più grande qui. L’allineamento assiale e angolare è fondamentale per far funzionare la catena in modo regolare ed efficiente. Con pignoni disassati o non allineati, le piastre laterali della catena possono colpire ripetutamente il lato dei denti del pignone. Lo stesso vale per quando le facce dei pignoni sono ad angoli diversi l’una dall’altra. Invece di far rotolare la catena dalla faccia del dente, si disimpegnerà con un angolo che eserciterà forze anormali contro i denti.

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Disallineamento della trasmissione, ruote dentate disassate, ruote dentate fuori parallelo, qualunque termine si desideri utilizzare, avranno tutti effetti negativi sulle prestazioni della trasmissione. Affinché i pignoni e la catena a rulli funzionino come previsto e non si usurino eccessivamente, le pratiche di installazione devono essere maggiori o uguali a come ci si aspetta che funzioni la trasmissione.

Materiali per pignoni e catene a rulli

Vale la pena discutere i materiali e i processi di produzione sia per le catene a rulli che per le ruote dentate. Il materiale della ruota dentata e del rullo avrà un impatto diretto sulle loro prestazioni all’interno della trasmissione. Sia la corretta durezza che i tipi e le qualità dell’acciaio utilizzato sono molto importanti.

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(Sinistra) acciaio sinterizzato; (Destra) Acciaio solido

Consideriamo prima la ruota dentata. Diversi aspetti possono influenzare l’usura della ruota dentata. L’acciaio sinterizzato può usurarsi più rapidamente dell’acciaio solido 1045. Quando la catena entra in contatto con il pignone, l’interazione può essere piuttosto grave, a seconda della velocità e del carico. Non è difficile immaginare che queste forze esercitino la loro influenza su materiali inferiori. Inoltre, un profilo del dente indurito in modo improprio inizierà a perdere forma una volta iniziata l’operazione. La precisione nell’indurimento e la garanzia della qualità nel prodotto contribuiranno notevolmente ad alleviare questi problemi.

Lo stesso vale per il rullo sulla catena. Se un rullo è stato reso troppo duro durante il processo di produzione, ciò creerà un’interazione dannosa tra i denti della ruota dentata e la catena del rullo. C’è un delicato equilibrio, anche in condizioni difficili, che deve essere mantenuto affinché i componenti funzionino come previsto. Eventuali errori durante la produzione saranno inevitabilmente causa di guasto.

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Sebbene sia difficile analizzare i processi di produzione e i materiali come cliente, la trasparenza del fornitore può alleviare molte preoccupazioni.

Prevenzione per la prossima volta

Dopo aver sostituito le ruote dentate usurate e la catena allungata, è fondamentale evitare che si ripetano. Prima di avviare l’unità, rivalutare le pratiche di installazione applicate a questa particolare unità. Ogni passaggio durante l’installazione è critico quanto quelli precedenti e successivi. L’importanza dei metodi di lubrificazione è anche un tamburo che continueremo a battere. Le trasmissioni ben lubrificate funzionano meglio di quelle che implementano il minimo indispensabile.

Una rapida usura o modelli di usura insoliti sui denti del pignone sono un segno che c’è un problema serio all’interno della trasmissione a catena. Inizia ispezionando prima l’allungamento della catena a rulli. Anche l’installazione, le tecniche di manutenzione e la qualità del prodotto sono fattori da rivedere. Questo problema è altamente prevenibile.

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