ΑΛΥΣΙΔΕΣ

Περίληψη Κεφαλαίου

Μια απλή διάταξη αλυσοκίνησης περιλαμβάνει 2 αλυσοτροχούς έναν στην κινητήρια και έναν στην κινούμενη άτρακτο και την κλειστή αλυσίδα που τους συνδέει.

Οι τροχοί μπορεί να είναι ολόσωμοι η με βραχίονες και έχουν στην περιφέρειά τους δόντια το οποία εμπλέκονται με τα στοιχεία της αλυσίδας. Οι αλυσίδες κινήσεως αποτελούνται από στοιχεία τα οποία κατασκευάζονται ως εξής: Στις δύο άκρες ενός πείρου που υπάρχουν κατάλληλες πατούρες προσαρμόζονται πλευρικά ελάσματα τα οποία ασφαλίζονται με κεφάλωμα ή κοπίλιες στους πείρους με τέτοιο τρόπο ώστε να επιτρέπεται η περιστροφή τους γύρω από τους πείρους.

Με την αλυσοκίνηση μεταδίδεται περιστροφική κίνηση από την κινητήρια στην κινούμενη άτρακτο με δυνατότητα μεταβολής της ταχύτητας, της μεταφερόμενης ροπής και στροφών με βάση την σχέση μετάδοσης.

Η αλυσοκίνηση είναι κατάλληλη για περιπτώσεις ατράκτων που απέχουν πολύ μεταξύ τους και δε μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε γρανάζια, στις περιπτώσεις μεταφοράς μεγάλων ισχύων και δυνάμεων καθώς και στις περιπτώσεις μικρών περιφερειακών ταχυτήτων όπου μειονεκτούν οι ιμάντες.Η αλυσοκίνηση εφαρμόζεται με ασφάλεια σε περιφερειακές ταχύτητες μέχρι 20 μέτρα ανά δευτερόλεπτο και θα πρέπει οι άτρακτοι να είναι παράλληλες και οι τροχοί να βρίσκονται στο ίδιο επίπεδο.

Η αλυσοκίνηση εφαρμόζεται σε σταθμούς παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας, σε μηχανουργεία, μεταλλεία και γενικά σε περιπτώσεις μετάδοσης κίνησης μεγάλων φορτίων.

Για την εφαρμογή της αλυσοκίνησης, πρέπει οι άτρακτοι να είναι παράλληλοι και οι τροχοί να βρίσκονται στο ίδιο επίπεδο. Η αλυσοκίνηση μπορεί να εφαρμοστεί και σε άλλες περιπτώσεις με την κατάλληλη όμως πλευρική υποστήριξη των αλυσίδων. με ειδικούς τροχούς Η πιο ευνοϊκή περίπτωση είναι, όταν οι άτρακτοι είναι οριζόντιοι και στο ίδιο οριζόντιο επίπεδο.

Οι αλυσίδες μειονεκτούν στο ότι είναι ακριβότερες και πιο θορυβώδεις από τους ιμάντες αλλά στην αλυσοκίνηση δεν υπάρχει ολίσθηση και με την σωστή κατασκευή και λίπανση εργάζονται χωρίς θόρυβο και μεγαλώνει η διάρκεια ζωής τους.

Οι αλυσίδες διακρίνονται στις εξής κατηγορίες:

Κοινές αλυσίδες με κρίκους, κατασκευάζονται ε κάμψη χαλύβδινης βέργας και είναι κατάλληλες για έλξη ή ανύψωση φορτίων.

Αλυσίδες με πείρους είναι φθηνές και απλές στην κατασκευή χρησιμοποιούνται για ταχύτητες μέχρι 0,5m/sec παρουσιάζουν κατά την λειτουργία τους Θόρυβο μεγάλες τριβές και μειωμένο βαθμό απόδοσης 

Αλυσίδες με πείρους και δαχτυλίδια μικρός θόρυβος μικρές τριβές καλός βαθμός απόδοσης  κατασκευή σε περισσότερες από μια σειρές.

Αλυσίδες με ράουλα μειωμένος θόρυβος χαμηλές τριβές κατασκευή σε περισσότερες από μια σειρές δεν εξυπηρετούν στα μεγάλα φορτία λόγω όγκου.

Οδοντωτές αλυσίδες πολύ χαμηλός θόρυβος και όταν λιπαίνονται εργάζονται με μεγάλες ταχύτητες σε σχέση με τις άλλες αλυσίδες.

Τα εξαρτήματα των αλυσίδων κατασκευάζονται από ειδικούς χάλυβες καλής ποιότητας , τα ελάσματα και τα δαχτυλίδια κόβονται από χάλυβα ταινίας. Οι τρύπες στα ελάσματα γίνονται με μεγάλη ακρίβεια. Οι πείροι τα δαχτυλίδια τα ράουλα υφίστανται θερμικές και μηχανικές κατεργασίες για αύξηση της αντοχής τους. Οι αλυσοτροχοί κατασκευάζονται χυτοί από χυτοσίδηρο η χυτοχάλυβα. Για μεγαλύτερες απαιτήσεις, μείωση θορύβου και αύξηση του βαθμού απόδοσης κατασκευάζονται με κοπή των δοντιών τους.

Οι βασικές διαστάσεις των αλυσίδων είναι

το βήμα (t ή ρ).

η εξωτερική διάμετρος  d₁  των δαχτυλιδιών ή των ράουλων.

η απόσταση  b₁  των ελασμάτων των εσωτερικών στοιχείων.

το πλάτος της αλυσίδας  Ι  και των ελασμάτων  g.

και τέλος η διάμετρος των πείρων d₂.

Στην αλυσοκίνηση η ροπή που αναγκάζει τον κινούμενο αλυσοτροχό να περιστραφεί παράγεται από την περιφερειακή δύναμη F που αναπτύσσεται στο τόξο επαφής αλυσίδας τροχού. Στις αλυσίδες η περιφερειακή δύναμη αναπτύσσεται με την απευθείας επαφή στοιχείου δοντιού. Η περιφερειακή δύναμη δεν είναι ίδια για όλα τα δόντια του τροχού που είναι ταυτόχρονα σε εμπλοκή αλλά παρατηρούμε τα εξής:

Τα στοιχεία που βρίσκονται κατά μήκος του έλκοντα κλάδου δέχονται το σύνολο της δύναμης ενώ για τα στοιχεία του ελκόμενου κλάδου το φορτίο είναι πρακτικά μηδενικό, στα τόξα επαφής υπάρχει μια βαθμιαία μείωση του φορτίου. Η τιμή της δύναμης εξαρτάται από τη ισχύ που μεταφέρεται και την περιφερειακή ταχύτητα, η οποία για έναν αλυσοτροχό διαμέτρου d (σε m) που στρέφεται με η στροφές δίνεται από την σχέση:

( ν = π d η /60 ) σε (m/ς).

Αν η ισχύς μετριέται σε PS η ταχύτητα σε (m/ς) και η δύναμη σε daN τότε:

F= 75P/v.

Η ροπή Μ θα δίνεται από την σχέση:  M =F d / 2.

Κατά την λειτουργία της αλυσοκίνησης το μήκος της αλυσίδας παραμένει σταθερό, και όλα τα σημεία της έχουν την ίδια ταχύτητα. Στην αλυσοκίνηση δεν υπάρχει ολίσθηση μεταξύ τροχού και αλυσίδας με αποτέλεσμα στις περιοχές του τόξου επαφής οι περιφερειακές ταχύτητες της αλυσίδας και των τροχών να είναι ίσες. Για τον ίδιο λόγο και οι αλυσοτροχοί έχουν κοινή περιφερειακή ταχύτητα και ίση με αυτήν κάθε σημείου της αλυσίδας.

Άρα ν₁ = ν₂

και π d₁ η₁ = π d₂ n₂

και επομένως  d₁ / d₂ = n₂ / n₁ = ι

και Μ₁ / Μ₂ =   n₂ / n₁

Στην αλυσοκίνηση όσο μεγαλώνει η διάμετρος του μεγάλου τροχού τόσο μικραίνει το τόξο επαφής αλυσίδας μικρού τροχού. Για λόγους ασφαλούς λειτουργίας της μετάδοσης όμως μπαίνουν περιορισμοί:

 στον ελάχιστο αριθμό των δοντιών του μικρού τροχού, αφού δεν επιτρέπεται ο αριθμός των δοντιών που βρίσκονται σε εμπλοκή με την αλυσίδα να είναι πολύ μικρός ούτε και μπορούμε να έχουμε μικρό βήμα γιατί από αυτό επηρεάζεται η αντοχή του τροχού και στην σχέση μετάδοσης ι.

Ο ελάχιστος αριθμός δοντιών του μικρού αλυσοτροχού όταν αυτός κινούμενος είναι συνήθως z = 21 ή σπάνια 19 και ποτέ κάτω από 13 για τις συνηθισμένες περιπτώσεις που είναι κινητήριος.

Η εμπειρία δείχνει ότι ο ελάχιστος αριθμός δοντιών ενός αλυσοτροχού που είναι κινητήριος είναι:

α). όταν υ < από 3 m / sec z = 13

β). όταν υ μέχρι 6 m / sec z = 17 χωρίς απαιτήσεις για ομαλή μετάδοση και κραδασμούς .

Σε μια αλυσοκίνηση μέγιστη σχέση μετάδοσης ι είναι  i_max = 1 / 6 ειδικά για τις περιπτώσεις που έχουμε μικρή απόσταση αξόνων οπότε για ίδιες διαμέτρους μειώνεται το τόξο επαφής στο μικρό τροχό.

Αφού  και με βάση τους περιορισμούς που υπάρχουν για την σχέση μετάδοσης τον ελάχιστο αριθμό των δοντιών του μικρού τροχού τότε ο αριθμός δοντιών του μεγάλου τροχού είναι z μέχρι 114.

Υπάρχει όριο και στις στροφές που επιτρέπεται να έχει ο μικρός τροχός σε σχέση με το βήμα της αλυσίδας. Όσο πιο μεγάλο είναι το βήμα, τόσο το μέγιστο όριο στροφών περιορίζεται. Αυτό συμβαίνει, γιατί μεγάλο βήμα σημαίνει λίγα δόντια στο τόξο επαφής και οι πολλές στροφές έχουν σαν αποτέλεσμα μεγάλη φυγόκεντρη δύναμη. Έτσι υπάρχει κίνδυνος να "πεταχτεί" η αλυσίδα, αν τα δόντια εμπλοκής είναι λίγα.

Το κυριότερο πρόβλημα στην αλυσοκίνηση είναι οι τριβές στις αρθρώσεις των στοιχείων από τις οποίες δημιουργούνται θόρυβοι , φθορές και μειώνεται η διάρκεια ζωής της αλυσίδας. Τα προβλήματα αυτά περιορίζονται ως ένα βαθμό με την χρήση υλικών με μικρό συντελεστή τριβής και με τροχούς με πολλά δόντια. Η λίπανση των αλυσίδων θα πρέπει να γίνεται σωστά και με μεγάλη επιμέλεια. Η λίπανση όμως μπορεί να εξουδετερωθεί αν ο χώρος λειτουργίας έχει σκόνες, χώμα ή άλλους ρύπους οι οποίοι εμποδίζουν την λίπανση. Σε αυτές τις περιπτώσεις πρέπει να γίνεται καθαρισμός των αλυσίδων με πετρέλαιο η παραφινούχα διαλύματα αλλά ποτέ με ατμό η χρήση καυστικών ή οξέων που μπορεί να καταστρέψουν την αλυσίδα.

Όταν περιφερειακή ταχύτητα της αλυσίδας είναι   έως 0,5 m/sec η λίπανση γίνεται με το χέρι ,είτε με βούρτσα με  πινέλο ή με σπρέι λεπτόρρευστου λιπαντικού

Όταν περιφερειακή ταχύτητα της αλυσίδας είναι   έως 1,5 m/sec λίπανση με σταγόνες στα κατάλληλα σημεία.

Όταν περιφερειακή ταχύτητα της αλυσίδας είναι   έως 4 m/sec η λίπανση γίνεται με εμβάπτιση

Όταν περιφερειακή ταχύτητα της αλυσίδας είναι   έως 8 m/sec η λίπανση γίνεται με εμβάπτιση με την βοήθεια δίσκων

Όταν περιφερειακή ταχύτητα της αλυσίδας είναι πάνω από 8 m/sec η λίπανση γίνεται με εκτοξευόμενο λιπαντικό υπό πίεση με ειδικά μπεκ.