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Usura di una catena

Temperature d’esercizio, Condizioni ambiente, Corrosione

Normalmente, quando la catena scelta é in grado di sopportare, senza deformarsi, il tiro impostole dalla potenza trasmessa, uno dei fattori che limitano la durata della catena é l'usura delle superfici coniugate di lavoro "perno bussola".

Si dice che una catena è usurata quando l'allungamento determinato dall'usura delle superfici di contatto "perno bussola" diviene eccessivo ed impedisce il corretto accoppiamento della catena con le ruote dentate della trasmissione. Quando infatti l'allungamento supera determinati valori, il rullo della catena, all'atto di accoppiarsi con il dente della ruota dentata condotta dalla parte non in tensione della catena, tende a portarsi sulla punta del dente anziché sul fondo del vano tra due denti successivi. Ciò da origine al fenomeno della catena che tende a saltare un dente della ruota dentata. Tale fenomeno impone alla catena sollecitazioni dinamiche molto elevate e pertanto, quando l'allungamento raggiunge determinati valori, la catena deve essere sostituita se non si vuole che la stessa si rompa. E' noto infatti che la maggioranza delle trasmissioni viene progettata con l'intendimento che la catena termini la sua vita utile per usura e non per rottura di una delle sue parti componenti.

Una catena di trasmissione viene considerata completamente usurata quando il suo allungamento raggiunge il 3%. Nel caso si utilizzino ingranaggi con un numero di denti elevato (Z>60) l'allungamento ammissibile viene limitato a (180/Z)%. Per catene di trasporto, di passo rilevante, si consiglia di considerare in ogni caso un allungamento max del 3%, ma di valutare attentamente il gioco reale tra perno e bussola per verificare lo stato reale di usura (le usure potrebbero essere concentrate solo su alcuni snodi). Se non è provvisto alcun sistema di tensionamento, l'allungamento massimo consentito è pari a ½ passo catena.

Si deduce dalle suddette considerazioni che il tiro totale sopportato dalla catena deve essere tale da permettere il raggiungimento di un certo valore percentuale di allungamento dovuto all'usura, in un tempo prefissato di funzionamento.

Normalmente, l'usura della catena é causata dalla rotazione dei perni rispetto alle bussole, dalla rotazione dei rulli rispetto alle bussole, e dal rotolamento dei rulli lungo il profilo dei denti delle ruote dentate. Molti sono i fattori che determinano l'usura più o meno rapida della catena e, fra questi fattori di cui si deve tenere conto, il più importante é sicuramente la lubrificazione.

Temperature d’esercizio: Le massime temperature d’esercizio normalmente sopportabili dalle catene di trasmissione a rulli, sono:

  • per catene in acciaio al carbonio: 180° C., circa
  • per catene in acciaio inossidabile: 430° C., circa

Condizioni ambiente: Le condizioni ambiente nelle quali si prevede che la trasmissione debba lavorare, devono essere valutate all'atto della progettazione. Infatti, la presenza nell'aria di polvere, sabbia, materiali abrasivi o sostanze corrosive, determina la scelta del lubrificante adeguato, nonché la necessità di un'eventuale protezione della trasmissione a mezzo di un carter e/o particolari rivestimenti per i componenti della catena.

Corrosione: Le catene di trasmissione a rulli vanno sempre lubrificate propriamente. Questa condizione é ancora più importante qualora la trasmissione lavori in ambiente corrosivo. In questi casi infatti, la lubrificazione protegge la catena anche contro l'ossidazione. In ambiente eccessivamente umido, in presenza di acidi o alcolici, si possono usare catene in acciaio inossidabile, catene cadmiate, zincocromate e catene nichelate.