La cadena de rodillos ( us. Gall 's chain del inglés. Galls chain ) es un tipo de cadena de transmisión . Se utiliza principalmente para transmitir potencia mecánica en varios mecanismos, máquinas agrícolas y de transporte , incluidas motocicletas , automóviles , bicicletas , transportadores , cargadores , máquinas de impresión y muchos otros. Este es un medio simple, confiable de transmisión de energía con alta eficiencia [1] . Este tipo de cadena de transmisión es el más extendido, producido en todo el mundo en grandes cantidades, incluso en grandes empresas altamente especializadas [2] [3] [4] . El diseño y los tamaños estándar de las cadenas están estandarizados.
Se cree oficialmente que la cadena de rodillos fue inventada por Hans Renold en 1880 , pero se cree que la autoría pertenece a Leonardo da Vinci , cuyos bocetos ya en el siglo XVI mostraban una cadena utilizando elementos similares a los rodillos modernos. [5]
La cadena consta de eslabones alternos de dos tipos. El primero es un eslabón interno que tiene dos placas unidas por dos bujes rígidamente fijos con rodillos que giran libremente sobre ellos. El segundo, el eslabón exterior, consta de dos placas exteriores unidas por rodillos prensados (en terminología inglesa, pasadores) que pasan a través de los casquillos de los eslabones interiores. Cuando la cadena toca la rueda dentada, el rodillo rueda sobre el diente, reemplazando la fricción de deslizamiento en este par abierto con fricción de rodadura, lo que generalmente mejora la eficiencia y reduce el desgaste de los engranajes.
El eslabón interior también puede tener un diseño "sin casquillo" , en el que la función del casquillo se realiza mediante un picado profundo y preciso de los orificios de las placas internas enfrentadas entre sí. Tal cadena es notablemente más barata de fabricar, pero menos resistente debido al pequeño espesor de las paredes de las protuberancias, su material no óptimo y la movilidad mutua de las placas del eslabón interior.
Para conectar / desconectar la cadena, se utilizan herramientas especiales : "apretar", que es una pequeña abrazadera rígida con una punta de tornillo de acero duro alargada, con un diámetro ligeramente más pequeño que el rodillo de la cadena. Los enlaces externos plegables ("candados") también se utilizan a menudo. Son fáciles de adquirir por separado para todos los tamaños de cadena habituales, pero debido a su mayor anchura pueden interferir en el paso de la cadena en el mecanismo.
Se conoce un tipo de cadena con placas curvas, en la que la parte delantera (condicionalmente) del eslabón es similar al interior y la parte posterior, después de doblarse, al exterior (la cadena parece un "árbol de Navidad"). Las ventajas del diseño son que, en primer lugar, todos los eslabones son iguales y es posible quitar un eslabón de la cadena ensamblada y, en segundo lugar, la cadena es más elástica y soporta mejor las cargas de choque. La desventaja es que la mayor tensión elástica bajo carga afecta la precisión de la cinemática de transmisión. Uno de estos eslabones se puede insertar en una cadena ordinaria para obtener un número impar de eslabones en el circuito.
Para transferir grandes fuerzas, las cadenas se fabrican en varias filas: varias filas de eslabones en cada rodillo (según GOST doméstico, hasta 4 filas), trabajando en ruedas dentadas sólidas de varios anillos.
Las primeras cadenas de rodillos y los estándares para ellas se crearon en el sistema de pulgadas británico , por lo que el paso y otras dimensiones de las cadenas producidas son múltiplos de fracciones enteras de una pulgada, y en milímetros se indican con una precisión de 2 a 3 decimales. .
En Rusia, el diseño, el rango y el marcado de las cadenas de rodillos están determinados por GOST 13568-97, el estándar soviético, que se ajusta a la norma internacional ISO 606-94. En los EE. UU., se aplica el estándar ANSI B29.1-2011.
El sistema de designación adoptado en el GOST doméstico es bastante complicado (las marcas individuales contienen hasta 15 caracteres), el surtido no coincide completamente con el extranjero. En la actualidad, el sistema soviético prácticamente no se utiliza en el sector de consumo, dando paso a un simple marcado internacional de 3 dígitos que indican las dimensiones de la cadena principal en octavos de pulgada : el primer dígito es el paso (por ejemplo, para la cadena 525 5 * (25,4/8) = 15,875 mm), los dos últimos: la distancia entre las placas internas con una fracción decimal en incrementos de 0,5 (para la cadena 525 2,5 * (25,4/8) = 7,9375 mm) [6] . Hay valores intermedios (cadenas 428, 532, etc.): son más fáciles de determinar a partir de la tabla. Esta marca a menudo se graba en relieve directamente en las placas de la cadena exterior.
Marcado y dimensiones de algunas cadenas comunes, mm:
| Cadena | Paso de la cadena | Ancho del rodillo | Diámetro del rodillo |
| 415 | 12.70 | 4.88 | 7.75 |
| 420 | 12.70 | 6.35 | 7.75 |
| 428 | 12.70 | 7.75 | 8.51 |
| 520 | 15.88 | 6.35 | 10.16 |
| 525 | 15.88 | 7.85 | 10.16 |
| 530 | 15.88 | 9.53 | 10.16 |
| 532 | 15.88 | 9.53 | 11.10 |
| 630 | 19.05 | 9.53 | 11.91 |
| 632 | 19.05 | 9.66 | 12.68 |
La cadena de rodillos es un conjunto de pares de fricción abierta, un pequeño desgaste de cada uno de los cuales se suma a un estiramiento significativo de toda la cadena. El engranaje abierto debe limpiarse y lubricarse periódicamente para un funcionamiento fiable.
El uso de grasas requiere su fusión preliminar ("cocción" de la cadena extraída) o disolución (lubricantes especiales modernos para cadenas, incluidos los aerosoles), para que el aceite penetre en todos los espacios internos. Después de que la cadena se enfría o el solvente se evapora, la grasa se mantiene segura en los espacios; el exterior de la cadena debe secarse. También se pueden agregar sustancias pegajosas a los lubricantes especiales para cadenas de grasa para reducir el desprendimiento de lubricante cuando la cadena se mueve, y componentes sólidos de extrema presión y antifricción, por ejemplo, polvo de grafito .
Para una cadena sin protección (por ejemplo, una cadena de bicicleta), es deseable un lavado completo periódico de suciedad y residuos de grasa vieja. Se utilizan disolventes como queroseno, agua caliente con detergentes, etc.. Para los ciclistas, se fabrican "máquinas de limpieza de cadenas" sin quitarlas de la bicicleta: bandejas elevadas con rodillos en las que la cadena pasa por varias curvas. Después del lavado, la cadena debe secarse rápidamente y volver a lubricarse.
Las cadenas de alta calidad, en particular, las motocicletas modernas, pueden equiparse con sellos de aceite que se colocan entre los eslabones durante el ensamblaje junto con lubricante: anillos de goma de sección redonda (junta tórica) o perfilada (junta X). El período de funcionamiento estable de una cadena de este tipo está determinado por el período de abrasión de los sellos y aumenta varias veces en comparación con el habitual. Desventajas: mayor pérdida de potencia al doblar la cadena, hasta varios litros. Con. en la marcha atrás de la moto, un precio ligeramente superior y anchura total.
También se utilizan numerosas variantes de carcasas de transmisión, desde simples antipolvo hasta rígidas con baño de aceite. La carcasa alarga mucho la vida de la cadena, pero al mismo tiempo dificulta su control, y debido al golpeteo de la cadena, debe ser bastante espaciosa. En una carcasa rígida, cuando se rompe la cadena, uno de los piñones puede bloquearse, en el peor de los casos, la rueda motriz. Por ello, en las motos se abandonaron las carcasas rígidas, no poniéndolas del todo o utilizando estructuras fácilmente destructibles.
Las cadenas abiertas de los mecanismos estacionarios se pueden lubricar con aceite líquido mediante engrasadores-lubricadores por goteo.
La cadena de rodillos tiene fuerzas de fricción más bajas que los diseños más simples, como las cadenas de bujes sin rodillos giratorios. Esto mejora la eficiencia y reduce el desgaste bajo cargas pesadas y en condiciones sucias. Sin embargo, la masa relativamente grande de los rodillos y la posibilidad de que se rompan al golpear los dientes de transmisión limitan la velocidad de las cadenas de rodillos. Al mismo tiempo, la cadena de manguitos, que funciona en un baño de aceite en condiciones óptimas, es bastante duradera, menos ruidosa y reduce ligeramente la eficiencia de todo el mecanismo. Por lo tanto, en máquinas de alta velocidad, por ejemplo, en transmisiones de sincronización y motor de motores de combustión interna , se utilizan otros tipos de cadenas: cadena de Bush o lamelar Reynolds .