Prolongar la vida útil de las cadenas de rodillos

Los accionamientos por cadena de rodillos son uno de los principales sistemas utilizados en la industria para transmitir energía y transportar productos. Dado que los accionamientos de cadena de rodillos se utilizan ampliamente, la productividad depende en gran medida del rendimiento de la cadena de rodillos. La cadena de rodillos que sufre un alargamiento prematuro (estiramiento) debido al desgaste y necesita ser reemplazada con frecuencia afectará negativamente la productividad y aumentará el costo de la operación.

Este artículo proporciona información que va más allá de los factores obvios que prolongan la vida útil de la cadena de rodillos (lubricación y mantenimiento general) y examina otros factores, como la fabricación, preparación y montaje de los componentes de la cadena de rodillos. Estos factores son esenciales para lograr la máxima vida útil.

Figura 1. Diagrama de desgaste.

Lubricación y mantenimiento: No se puede subestimar la importancia de la lubricación y el mantenimiento adecuados de la cadena de rodillos durante el funcionamiento. El estricto cumplimiento del tipo y método de lubricación, según las especificaciones del variador, no solo reducirá el desgaste, sino que producirá otros beneficios, como cargas de impacto de amortiguación y disipación de calor. Pero la lubricación es solo una parte del proceso necesario para maximizar la vida útil de su variador. La selección de una cadena de calidad será igualmente importante.

Desgaste de la cadena: Una cadena de rodillos es una serie de cojinetes conectados que se articulan cuando entran y salen de las ruedas dentadas. Esta articulación da como resultado el desgaste de los pasadores y casquillos. A medida que el material se desgasta de estas superficies, la cadena de rodillos se alarga gradualmente (Figura 1).

El alargamiento debido al desgaste es un fenómeno normal durante el funcionamiento del accionamiento. La tasa de desgaste depende de varios factores; Estos incluyen:lubricación adecuada, carga y frecuencia y grado de articulación entre pasadores y bujes. La fabricación de los componentes de desgaste críticos, los pasadores y bujes, requiere la más estricta atención a los detalles. Esto comienza con la selección adecuada de la materia prima, la fabricación de la pieza y la preparación de la pieza antes e incluido el ensamblaje. Todos estos son elementos críticos para lograr el máximo rendimiento. Si los componentes de desgaste no son de la mejor calidad, la vida útil de la cadena de rodillos se verá afectada independientemente de otros factores.

Medida de alargamiento por desgaste: Se pueden tomar medidas de desgaste para determinar si la cadena se ha alargado a una longitud en la que sea necesario reemplazarla. Para garantizar resultados precisos, las mediciones de longitud en la cadena de rodillos deben realizarse cuando la cadena está en tensión. Si la cadena se mide mientras aún está en las ruedas dentadas, el sistema debe apagarse y seguirse todos los procedimientos de seguridad. Mida el tramo estrecho de la cadena. Si la cadena se ha quitado de las ruedas dentadas, la carga de medición especificada por ANSI debe aplicarse a la cadena para eliminar la holgura.

Mida lo más cerca posible del centro de un pasador al centro de otro. Cuantos más tonos (pines) contenga la medición, aumentará la precisión. Si el valor medido excede el nominal en más del porcentaje permitido, debe reemplazar la cadena. El alargamiento por desgaste máximo permitido es de aproximadamente el 3 por ciento para la mayoría de las aplicaciones industriales, según el diseño de la rueda dentada. El desgaste de cadena permitido, en porcentaje, para piñones grandes con 68 dientes o más se puede calcular utilizando la relación 200 / N, donde N es el número de dientes en el piñón grande. Esta relación es a menudo útil ya que el alargamiento normal máximo permitido por desgaste de la cadena del 3 por ciento es válido solo hasta 67 dientes en la rueda dentada grande. En accionamientos que tienen distancias centrales fijas, cadenas que funcionan en paralelo o donde se requiere un funcionamiento más suave, limite el desgaste a aproximadamente un 1,5 por ciento.

Por ejemplo, si se midieron 12 pasos (12 pines) de una cadena n. ° 80 y el resultado fue de 12,360 pulgadas o más (usando el 3 por ciento como el desgaste máximo permitido), debe reemplazar la cadena. Cualquier valor inferior a 12,360 pulgadas sería aceptable según la mayoría de los estándares industriales.

Figuras 2 y 3. La clavija de la derecha tiene una profundidad de caja mucho menor que la clavija de la izquierda.

Fabricación: La fabricación de los componentes de desgaste debe realizarse de modo que se obtenga el ensamblaje y el rendimiento deseados según las especificaciones del fabricante de la cadena. Los pasadores se "estiran en frío" a través de una matriz para crear un diámetro con tolerancias dimensionales muy estrechas. Luego, los pasadores pasan por un proceso de pulido sin centros que elimina cualquier imperfección de la superficie, dejando la superficie de los pasadores con un acabado similar a un espejo. Este acabado le da a la superficie un área de apoyo uniforme que distribuye la presión de apoyo de carga uniformemente a lo largo de toda la longitud del pasador. En última instancia, el desgaste del pasador se distribuye uniformemente a lo largo del pasador, lo que prolonga la vida útil de la cadena.

Los casquillos también pasan por un proceso de rectificado para asegurar una superficie de apoyo uniforme. Se especifican tolerancias estrictas en los diámetros interior y exterior del buje para garantizar la redondez. La redondez del buje es fundamental, ya que proporciona el área de contacto máxima entre el pasador y el buje. Cualquier superficie irregular dentro del área de contacto provoca un desgaste acelerado y una vida útil más corta de la cadena. Cada paso de los procesos de fabricación de un fabricante de cadenas está diseñado para impartir a los componentes de desgaste características que maximizan colectivamente el rendimiento de desgaste de la cadena.

Tratamiento térmico: El tratamiento térmico adecuado de los componentes de desgaste es un aspecto crítico para una vida útil óptima. Las propiedades mecánicas y físicas de los componentes de desgaste pueden alterarse tanto por el tratamiento térmico que, si se hace incorrectamente, podría resultar más daño que bien. Por lo tanto, el tratamiento térmico debe entenderse y controlarse de cerca para obtener los resultados más efectivos. Con estos criterios en mente, algunos fabricantes de cadenas emplean a su propio metalúrgico y personal de laboratorio para monitorear de cerca y mantener los más altos estándares de calidad.

Los pasadores y bujes estándar están cementados o cementados. Este proceso transforma el exterior de las piezas en una superficie dura y resistente al desgaste, pero permite que el núcleo interior permanezca resistente y dúctil para absorber las cargas de impacto normales.

Los dos elementos clave del tratamiento térmico de componentes de desgaste son la dureza de la carcasa y la profundidad de la carcasa. Estos elementos deben estar dentro del rango que permita la máxima resistencia al desgaste y durabilidad. Si la profundidad de la dureza de la carcasa es demasiado profunda, la pieza se vuelve quebradiza y puede romperse durante el funcionamiento. Si la profundidad de la dureza de la carcasa es demasiado baja, la dureza de la carcasa se desgastará prematuramente y dará lugar a un rápido alargamiento.

En la Figura 2, una foto microscópica muestra la profundidad de la caja de un pasador de cadena de rodillos. La profundidad de la caja se puede ver como el anillo gris más claro indicado por las flechas rojas. La poca profundidad de la caja es perjudicial para la vida útil de la cadena, lo que hace que se alargue rápidamente después de que la dureza de la caja superficial se haya desgastado.

Debido a la delgada línea entre un componente de desgaste que ha sido tratado térmicamente adecuadamente y uno que no, algunos fabricantes de cadenas operan su propio departamento de tratamiento térmico para garantizar que todos los aspectos del proceso estén controlados de cerca.

Figura 4. Cuadro de precarga.

Precarga: Después del ensamblaje, el fabricante de la cadena aplica una carga inicial a las cadenas, llamada precarga. Esta precarga se aproxima a la carga máxima recomendada en servicio. La precarga se puede realizar de forma estática o dinámica. La precarga se realiza como una alineación final de los diversos componentes de la cadena, como pasadores, bujes y placas de enlace.

La precarga ayuda a eliminar en gran medida el alargamiento inicial que a menudo se encuentra en cadenas de menor calidad. La eliminación de este alargamiento inicial puede aumentar la vida útil. La tabla de precarga (Figura 4) ilustra los beneficios de la precarga al ganar una vida útil adicional. La cadena que tiene poca o ninguna precarga aplicada experimentará una cantidad significativa de alargamiento durante el arranque inicial de la transmisión antes de nivelarse. Luego, la cadena se alargará a un ritmo constante hasta que desaparezca la dureza de la carcasa de los componentes de desgaste y la cadena experimente un rápido alargamiento. La cadena que se ha precargado correctamente tiene muy poco alargamiento durante la puesta en marcha inicial, lo que da como resultado una vida útil adicional.

Beneficios de costos: En última instancia, todo esto se traduce en una cadena de rodillos de alta calidad y alto rendimiento que mejorará el rendimiento de sus transmisiones y, a largo plazo, mantendrá los costos bajos.

Este artículo fue proporcionado por Diamond Chain Company. Para obtener más información sobre este tema, visite www.diamondchain.com o llame al 800-872-4246.