زنجیر
زنجیر صنعتی چیست؟
سیستمهای چرخ زنجیر متداولترین ساختار انتقال توان هستند که برای طراحی تجهیزات قدرتمند، راندمان بالا با کمترین مقدار لقی و تولید حرکتهای دقیق کارایی دارند. زنجیر صنعتی مهمترین جزء فنی در این سیستم انتقال توان است که با کنار هم قرار گرفتن قطعات فلزی مقاوم به شکلی طراحی شده تا در برابر سایش، فشار و خمش دوام بالایی داشته باشند.
انواع زنجیر صنعتی را براساس ساختار و کاربرد آنها در مدلهای ساده رولری، انتقال نیرو، نقالهای، لیفتینگ، پلاستیکی و مخصوص طراحی ماشینآلات کشاورزی دستهبندی میکنند. در هنگام انتخاب زنجیرها باید به نکتههای گوناگون فنی از قبیل انتخاب گام مناسب، بررسی استحکام کششی، مقدار خستگی و نوع متریال توجه شود. همچنین سازگار بودن با چرخدنده و نوع اتصال پرچی یا کلیپسی نیز از اهمیت بالایی برخوردار است. این مقاله یک راهنمای جامع برای بررسی فنی، اطلاع از مشخصههای طراحی و نکات خرید زنجیر صنعتی است.
اجزای زنجیر صنعتی
ساختار فنی انواع زنجیر صنعتی به گونهای است که توانایی انتقال قدرت مکانیکی با دوام بالا، کمترین سایش و بیشترین کارایی داشته باشد. هرچند بسته به نوع زنجیر جزئیات فنی بسیار متفاوتی وجود دارد، اما در کل اصول طراحی و اجزای اصلی همگی آنها تقریباً مشابه است. اجزای اصلی تشکیل دهنده هر زنجیر به قرار زیر است:
پلیت (Plate)
پلیت (Plate) قطعات تخت اتصال دهنده حلقههای زنجیر صنعتی هستند که در دو مدل داخلی (Inner Plates) و خارجی (Outer Plates) طراحی میشوند. پلیتها تمام نیروهای کششی وارد شده بر زنجیر را تحمل کرده و از گسسته شدن آن در مواجهه با بارهای سنگین جلوگیری میکند. همچنین این قطعات کوچک فلزی کاملا دقیق ساخته میشوند تا از هر نوع لقی در عملکرد زنجیر جلوگیری شود. جنس پلیتها معمولاً از فولاد کربن یا آلیاژهای ویژه با عملیات سختکاری حرارتی است تا مقاومت کافی در برابر خمش را داشته باشند.
پین (Pin)
پینها محور انتقال توان و اتصال میان پلیتها هستند و حرکت نسبی داخل بوشها را فراهم میکنند. هر پین در واقع یک قطعه فلزی استوانهای شکل کوچک است که با عملیاتهای ویژه سختکاری حرارتی طراحی شده تا مقاومت عالی در برابر سایش داشته باشند. هستهی هر پین از چقرمگی بسیار خوبی برای تحمل ضربه و شوکهای سنگین مکانیکی برخوردار است.
بوش (Bushing)
بوشها قطعات فلزی هستند که بین پین و غلتک هر حلقه زنجیر صنعتی قرار گرفته و یکی از مهمترین اجزای آن را تشکیل دادهاند. این بوشها در تماس مستقیم با دندانه چرخدنده طراحی شده و محل اصلی سایش محسوب میشوند. بوشهای زنجیر صنعتی را معمولاً از فولاد سختکاری شده با قابلیت تحمل فشار تماسی بالا میسازند.
غلتک (Roller)
غلطکها عناصر استوانهای و توخالی فلزی هستند که روی بوشها میچرخند و باعث میشوند تا زنجیر هنگام تماس با دندانهها حرکت نرمتر با اصطکاک کمتری را تولید کند. این غلطکها را از فولادهای سختکاری شده و کاملاً مقاوم در برابر ضربه میسازند. وظیفه اصلی هر غلتک برای چرخش روان روی بوش است تا به این ترتیب باعث کاهش مستقیم سایش زنجیر و چرخدنده شود.
اتصالات (Link)
بخشهای متصل کننده حلقههای زنجیر هستند که برای باز و بسته کردن زنجیرها بدون نیاز به پرچ کاری استفاده میشوند. برای ساخت انواع زنجیر صنعتی از دو نوع اتصال Spring Clip و یا Rivet Type (پرچی) استفاده میکنند.
ویژگی های فنی طراحی انواع زنجیر صنعتی
در صنعت انواع زنجیرها را در سایزهای گوناگون، متریالهای متنوع و با هدف انتقال توان در شرایط تخصصی طراحی میکنند. اگر قصد خرید زنجیر صنعتی دارید و یا در کل باید مکانیزم فنی با انتقال توان از طریق چرخ زنجیر را طراحی کنید، لازم است تا اطلاعات فنی کافی از ویژگیهای فنی طراحی زنجیرهای صنعتی نیز داشته باشید. ویژگیهای فنی از قبیل:
گام زنجیر
گام زنجیر (Pitch) مهمترین پارامتر برای طراحی و انتخاب زنجیر صنعتی است و تقریباً تمام ابعاد هر زنجیر را براساس آن تعیین میکنند. گام را باید فاکتور اصلی برای سازگاری زنجیر با چرخدنده و تعیین قابلیت انتقال توان در نظر گرفت.
گام زنجیر به فاصلهی مرکز تا مرکز دو پین متوالی گفته میشود که با واحدهای میلیمتر و یا اینچ بیان خواهد شد. مقدار گام سازگار بودن زنجیر با چرخدنده را تعیین کرده و در عین حال حداکثر سرعت مجاز را مشخص خواهد کرد. به طور کلی مقدار گام زنجیر در افزایش قدرت تحمل بار، کاهش لرزش و حرکت نرم در سرعتهای بالاتر نقش دارد. اما در کل:
- زنجیر با گام کوچک برای حرکت نرم در سرعت بالا مناسب است.
- زنجیر با گام بزرگ برای کارهای سنگین و تحمل بار سنگین در سرعت پایین توصیه میشود.
عرض داخلی و خارجی زنجیر
اندازه عرض داخلی و خارجی، دو فاکتور مهم فنی هنگام طراحی و خرید زنجیر صنعتی است که مستقیم روی سازگاری با چرخدنده، ظرفیت تحمل بار و نوع کاربرد تأثیرگذار است. اندازه عرض داخلی و خارجی زنجیرها را مطابق با استانداردهای بینالمللی ANSI و یا ISO تعریف میکنند.
عرض داخلی
عرض داخلی به فاصله میان دو پلیت داخلی زنجیر گفته میشود. این مقدار همان فضایی است که غلطک و بوش هر حلقه زنجیر داخل آن قرار میگیرد. مقدار عرض داخلی برای تعیین اندازه غلتک، نوع کاربری در سرعت بالا یا بار سنگین، مقدار تماس با چرخدنده و چگونگی حرکت روان روی چرخدنده تأثیرگذار است.
به طور کلی زنجیرها با عرض داخلی کم برای طراحی مکانیزمهای سرعت بالا و کاربردهای دقیق مناسب هستند. اما از زنجیر با عرض داخلی زیاد برای طراحی بارهای سنگین، بارها با ضربههای مکانیکی و نقالهها استفاده میکنند.
عرض خارجی
عرض خارجی زنجیرهای صنعتی به فاصله میان دو پلیت بیرونی گفته میشود. این فاکتور معمولاً برای بررسی فضای نصب در دستگاه اهمیت پیدا میکند. زیرا با بررسی این مقدار میتوان تعیین کرد که زنجیر در مسیر خود گیر نکرده و فاصلهی لازم بین اجزای کناری مثل محافظها و یا ریلها را در اختیار دارد. عدم توجه به عرض خارجی و عدم سازگاری با گام زنجیر کافی است تا مجموعه هماهنگ چرخ زنجیر شکل نگیرد. در این صورت زنجیر درست روی چرخدنده نمینشیند و مقدار سایش شدیداً افزایش پیدا میکند.
استحکام کششی زنجیر
بررسی مقدار استحکام کششی یکی دیگر از حیاتیترین مشخصات فنی زنجیر است که مقدار مقاومت آن در برابر کشیدگی و یا پارگی تحت بار دائمی و یا لحظهای را نشان میدهد. این پارامتر مستقیم بر قابلیت اطمینان و طول عمر زنجیر در شرایط کاری سخت نقش دارد.
به حداکثر نیرویی که یک زنجیر میتواند تا قبل از شکستن و یا پارگی دائمی تحمل نماید، اصطلاحاً استحکام کششی آن گفته میشود. در مباحث فنی این نیرو را با واحدهایی از قبیل پوند و یا کیلو نیوتن (KN) بیان میکنند. بررسی استحکام کششی برای طراحی ایمن و قابلیت اطمینان تحت بارهای کاری معمولی و یا ضربهای نقش دارد.
همچنین فاکتور فنی تعیین کننده انتخاب صحیح زنجیر صنعتی مناسب برای کارهای سنگین مانند بالابری، کشندهها و یا ماشینآلات صنایع سنگین است. در هنگام بررسی استحکام کششی زنجیرها ذکر چند نکته مفید است:
- بار کاری مجاز زنجیر باید همیشه کمتر از حداقل استحکام کششی باشد.
- هرچه گام زنجیر صنعتی بزرگتر باشد، مقدار استحکام کششی آن نیز بالاتر است.
- مقدار استحکام کششی کاملاً تحت تأثیر شرایط محیطی قرار دارد.
مقدار دوام خستگی
دوام خستگی (Fatigue Durability) از مشخصههای فنی بسیار مهم هنگام خرید زنجیر صنعتی است که به طول عمر مفید آن در سیکلهای تکراری بارگذاری اشاره میکند. در بسیاری از کاربردها، زنجیرهای صنعتی تحت بارهای متناوب و تکراری قرار میگیرند. در این شرایط حتی بارهای کمتر از حد استحکام کششی میتوانند به مرور زمان باعث ایجاد ترکهای ریز و نهایتاً شکست زنجیر شوند.
دوام خستگی به تعداد سیکلهای بارگذاری یک زنجیر تا قبل از وقوع شکست ناشی از تحمل خستگی گفته میشود. مقدار این پارامتر کاملاً تحت تأثیر شدت بار، فرکانس بارگذاری، تنشهای ناگهانی، کیفیت مواد و شرایط محیطی است. بررسی این فاکتور از چند منظر مهم است:
- برای پیش بینی طول عمر مفید زنجیر در یک کاربرد خاص
- اطمینان از قابلیت کارکرد صحیح و بدون عیب در کارهای طولانی
- کاهش هزینههای تعمیرات و نگهداری
- طراحی سیستمهای پرفشار از قبیل نقالهها، بالابرها و…
نوع روانکاری
روانکاری مناسب یکی دیگر از کلیدیترین عوامل برای افزایش طول عمر، بهبود عملکرد، کاهش مصرف انرژی و حفظ کارایی زنجیر است. بدون در نظر گرفتن روانکاری صحیح امکان سایش بین قطعات متحرک زنجیر به سرعت افزایش پیدا کرده و با بالا رفتن دما تأثیر چشمگیر در کاهش عمر مفید آن دارد. لذا ضروری است تا در هنگام خرید زنجیر صنعتی نوع سیستم روانکاری را در نظر بگیرید. اما انتخاب نوع روانکاری به شرایط مختلفی بستگی دارد:
- روانکاری روغن: روغن با ویسکوزیته پایین و قابلیت نفوذ به تمام بخشهای داخلی بهترین نوع روانکاری برای انواع زنجیر صنعتی است. خصوصاً که برای سرعتهای بالا عملکرد عالی دارد، اما ممکن است در دماهای بالا و یا فشارهای سنگین از سطوح جدا شده و قابلیت روانکاری خود را از دست بدهد. عموماً برای طراحی سیستمهای مکانیکی سبک و یا سریع بهتر است از زنجیری با روانکاری روغنی استفاده کنید.
- روانکاری گیریس: گیریس با ویسکوزیته بالا امکان چسبندگی عالی به سطوح را داشته و ماندگاری طولانیتر از روغن دارد. لذا برای بارهای سنگین و یا سرعتهای پایین مناسب است، زیرا تحت فشار از سطوح داخل زنجیر جدا نمیشود. با این حال گیریس نفوذ کمتری به نقاط داخل زنجیر داشته و برای استفاده در سرعتهای بالا و یا محیطهای آلوده به گرد و غبار نامناسب است. عموماً بهتر است برای طراحی سیستمهای مکانیکی سنگین و یا کند که تحت فشار هستند، از زنجیرهایی سازگار با گیریس استفاده کنید.
انواع زنجیرهای صنعتی
برای طراحی ماشینآلات و راهاندازی سیستمهای انتقال توان طیف گستردهای از انواع زنجیرهای صنعتی ابداع شده و هر کدام به فراخور نیازهای فنی توسعه پیدا کردهاند. آشنایی با انواع این زنجیرها از جمله نکات کلیدی هنگام طراحی تجهیزات فنی و مهندسی است. در ادامه نیز انواع متداول آنها را براساس نوع طراحی، ویژگیهای فنی و قابلیتهای کاربردی بررسی میکنیم.
زنجیر غلتکی
این زنجیرهای صنعتی در هر حلقه دارای غلتک (Roller) هستند که روی بوش میچرخد و اصطکاک بسیار کمی با دندانههای چرخ زنجیر برقرار میکند. لذا زنجیرهایی با طراحی ساده و قابلیت همه کاره هستند که به دلیل کاهش قابل توجه سایش در افزایش راندمان سیستم انتقال توان تأثیر چشمگیری میگذارند.
انواع زنجیرهای غلطکی را در مدلهای سبک تک ردیفه و یا مدلهای سنگین دو یا سه ردیفه و حتی با پلیتهای ضخیم میسازند. این زنجیرها با تلرانس هندسی دقیق کاربردی گسترده برای طراحی دستگاههای CNC، رباتیک و خطوط بستهبندی دارند. در عین حال برای طراحی بسیاری از سیستمهای معمول صنعتی نیز استفاده میشوند.
مزایا
- راندمان بسیار بالا تا ۹۸ درصد
- رفتار پایدار در سرعتهای بسیار بالا
- تعمیرات ساده و قابلیت توسعه آسان با امکان افزایش طول
- مقاومت عالی در برابر ضربه و دقت حرکتی خوب
معایب
- حساس به روانکاری دائمی
- نامناسب در مواجهه با بارهای کششی خیلی شدید
- حساس به ناهمترازی شفتها
زنجیر ساید بای ساید
نوع خاصی از زنجیرهای غلطکی است که با ۲، ۳ و یا ۴ ردیف لینک در کنار یکدیگر برای تحمل بار بیشتر و انتقال توان بالاتر طراحی شده است. تمام این ردیفها همگام هستند و با یکدیگر کار میکنند. لذا باید بر روی چرخ دندههایی با دندانههای پهنتری نصب شده و همین الگوی طراحی باعث میشود تا سطح تماس و قابلیت تحمل نیرو یا ظرفیت انتقال قدرت زنجیر افزایش پیدا کند.
در زنجیر صنعتی ساید بای ساید از پینهای بلند برای نگهداری چند ردیف پلیت استفاده میشود. طراحی آن شبیه به قرار گرفتن چند زنجیر ساده غلتکی تک ردیف کنار یکدیگر است. به این ترتیب میتوان علاوه بر افزایش گام برای افزایش قدرت نیز اقدام کرد. از این نوع زنجیر صنعتی برای طراحی ماشینآلات سنگین مانند سیستمهای نورد، کمپرسورها، ماشینهای قالبگیری، پرسها، خطوط بستهبندی سنگین، پمپهای بزرگ و… استفاده میکنند.
مزایا
- قابلیت تحمل بار بسیار بالا
- امکان افزایش توان بدون نیاز به بزرگتر کردن چرخ زنجیر
- توانایی عالی برای انتقال قدرت پایدار
- دوام بالا در بارهای پیوسته
معایب
- نیاز به روانکاری دائمی و دقیق
- بسیار حساس به ناهمترازی محورها
- نصب و تنظیمات دشوار
- وزن سنگین و قیمت بالا در مقایسه با زنجیرهای غلتکی تک ردیفه
زنجیر کانوایر (انتقال مواد)
این زنجیرها انحصاراً برای حمل، جابهجایی، انتقال و هدایت مواد در خطوط تولید مورد استفاده قرار میگیرند. زنجیرهایی هستند که کاملاً با الگوی مناسب تحمل بارهای عمودی یا افقی سنگین، احتمال سایش زیاد، تحمل شوکهای ضربهای، توانایی کار در سرعتهای متغیر و محیطهای خشن طراحی شدهاند.
زنجیرهای انتقال مواد یا همان کانوایری معمولاً غلتک بزرگی دارند و در طراحی آنها از پلیتهای ضخیم و قوی استفاده میشود. این زنجیرها میتوانند مواد را در یک مسیر مشخص هدایت کنند. لذا در کل نه برای انتقال قدرت که برای جابجایی مواد مختلف صنعتی طراحی شدهاند. این زنجیرها شرایط نصب به شکل افقی، شیبدار و یا عمودی را دارند و به راحتی میتوانند بارهای سنگین ضربهای را تحمل کنند. هر جا که نیاز به طراحی یک کانوایر قدرتمند مانند صنایع سیمان، فولاد، انبارها و… باشد، از این نوع زنجیر استفاده میشود.
مزایا
- قابلیت تحمل بار بسیار بالا
- توانایی استفاده با اتصالات متنوع
- مناسب برای نصب در محیطهای سخت
- سایش کم و توانایی عالی تحمل بارهای ضربهای
معایب
- وزن و حجم زیاد
- کاملاً حساس به همراستایی محورها
- عملکرد پرسروصدا در مقایسه با دیگر زنجیرهای صنعتی
زنجیرهای تسمهای (Bush Chain)
زنجیرهای تسمهای یک خانواده مهم از زنجیرهای صنعتی هستند که در طراحی آنها از غلتک استفاده نشده و انتقال قدرت را از طریق پلیت و لولاهای بین آنها انجام میدهند. این زنجیرها بیشتر برای استفاده در سرعتهای بالا، عملکرد کمصدا، تحمل بار زیاد و یا انتقال دقیق کارایی دارند.
برای طراحی زنجیرهای تسمهای از تعداد زیاد پلیتهای نازک استفاده میشود که تمام آنها با پین یا مفصلهای کوچک به یکدیگر متصل هستند. لذا عملاً برای انتقال قدرت در آنها از هیچ غلطکی استفاده نشده است. نوع طراحی و ساختار ظریف این مدل باعث شده تا در کل انتقال حرکت بسیار آرام، یکنواخت و بدون ضربه داشته باشند. از این مدلهای تسمهای بدون غلطک عموماً در طراحی نقالههای بزرگ صنایع سنگین استفاده میکنند.
مزایا
- عملکرد آرام، کمصدا و بدون ضربه
- مناسب برای سرعتهای بالا
- راندمان بسیار خوب بالای ۹۵ درصد
- قابلیت عالی برای تحمل بارهای زیاد، سنگین و دائمی
معایب
- نیاز به نصب چرخ دندههای مخصوص
- بسیار حساس به روانکاری با روغن مرغوب و دائمی
- شرایط نصب دقیق و دشوار
- قیمت بسیار بالا
زنجیر کششی سنگین
زنجیرهایی هستند که برای تنشهای شدید، ضربه و سایش بالا ساخته شده و در فعالیتهای معدنی کاربردی گسترده دارند. برای ساخت این نوع زنجیرها از پلیتهای بسیار ضخیم با عملیات حرارتی ویژه مناسب سختکاری استفاده شده تا قابلیت تحمل بارهای بسیار سنگین را داشته باشند. نکته کلیدی طراحی بدون غلطک است که ساختار هر حلقه را برای تحمل نیروهای سنگین و کششی بسیار زیاد مناسب میکند. این زنجیرها فقط از پلیت و پینهای بین آنها تشکیل شده است.
مزایا
- توانایی عالی برای تحمل نیروهای کششی بسیار زیاد
- استفاده از پلیتهای ضخیم برای تحمل بارهای ضربهای
- بسیار مقاوم با قابلیت استحکام کششی بالا
- مناسب برای لیفتراکها، جکها و آسانسورهای صنعتی
زنجیر پلاستیکی
زنجیرهای پلاستیکی نسل مدرن از انواع زنجیر صنعتی هستند که به طور ویژه برای استفاده در محیطهای تمیز، سرعت بالا، وزن کم، کارکرد آرام، کم صدا و نیازهای بهداشتی توسعه پیدا کرده است. این زنجیرها را معمولاً با استفاده از پلیمرهای خاص مانند پلی استال (POM) ، پلیاتیلن (PE) و یا نایلون (PA) میسازند که در اکثر صنایع غذایی و یا دارویی جایگزین زنجیرهای فلزی شدهاند.
زنجیرهای پلاستیکی سطح صاف و کاملاً بهداشتی دارند و در مقایسه با مدلهای فلزی بسیار سبکتر هستند. در عین حال نیاز کمی به روانکاری دارند که آنها را به گزینه ایدهآل برای مصارف بهداشتی تبدیل میکند. این در حالی است که از مقاومت خوبی در برابر مواد شیمیایی و یا محیطهای همیشه مرطوب برخوردار بوده و برای کاربردهایی مانند انتقال بسته، بطری، محصولهای غذایی و یا کارتنها کاملاً ایدهآل هستند.
مزایا
- وزن بسیار کم
- عملکرد آرام و کمصدا
- مقاوم در برابر خوردگی و یا رطوبت
- عدم نیاز به روغنکاری زیاد
- مناسب برای طراحی مسیرهای منحنی در خطوط تولید بزرگ
- قابلیتهای بهداشتی و مناسب برای صنایع غذایی
برندهای برتر تولید کننده زنجیر صنعتی
برندهای معتبر تولید کننده انواع زنجیر گسترده هستند و به راحتی میتوانید فهرستی بلند بالا از انواع نامهای تجاری ایرانی و یا خارجی را فهرست کنید. اما قاعدتاً میدانید که محصول هر برند متفرقه نمیتواند اعتبار و جایگاه بینالمللی داشته باشد. از طرفی اکثر برندها با رویکرد تخصصی انواع این زنجیرها را تولید میکنند.
نکته کلیدی خرید محصول اورجینال از برندهای معتبر بازار است. برای تهیه محصولات اورجینال با تضمین اصالت کالا میتوانید از فروشگاه اینترنتی پیکاتک استفاده کنید. بهترین برندهای تولید کننده انواع زنجیر صنعتی نیز به قرار زیر هستند:
- Tsubaki ساخت ژاپن
- Renold ساخت انگلستان
- SKF ساخت سوئد
- DID ساخت ژاپن
- IWIS ساخت آلمان
- Donghua ساخت چین
- صنایع زنجیر ایران
- شرکت زنجیر سازی تبریز
- گروه صنعتی شهاب زنجیر
قیمت زنجیر صنعتی
قیمت زنجیر صنعتی به دلیل تنوع زیاد در نوع، سایز و قابلیتهای کاربردی دامنه بسیار گستردهای دارد. هر نوع زنجیر ساختار، وزن و فرآیند تولید متفاوتی دارد که قاعدتاً بر قیمت نهایی محصول تأثیرگذار است. زنجیرهای غلطکی از همه ارزانتر و مدلهای سنگین معدنی و حتی برخی از زنجیرهای سایلنت پلاستیکی بسیار گرانقیمت هستند.
هرچه سایز یک زنجیر بیشتر باشد، به دلیل افزایش قطر پین، پلیتهای سنگینتر و قابلیت باربری بیشتر بر قیمت آن نیز افزوده میشود. در این میان نباید از نقش آلیاژ غافل شوید، زیرا مدلهای ساخته شده از فولاد کربن ساده ارزانترین نوع هستند. اما قیمت یک زنجیر استیل و یا مدلهای تهیه شده از پلیمرهای خاص با قابلیتهای بهداشتی قابل توجه است.
همچنین قیمت محصول ساخته شده از برندهای معتبری همچون Tsubaki، Renold و یا SKF قابل توجه است و در مقابل برندهای چینی محصولاتی با کیفیت خوب و قیمت اقتصادی عرضه میکنند. برای خرید و بررسی قیمت زنجیر صنعتی میتوانید از فروشگاه اینترنتی پیکاتک با تضمین اصالت کالا استفاده کنید. کافی است تا با کارشناسان فروش پیکاتک تماس گرفته و علاوه بر بررسی قیمتها درباره انواع محصولات مناسب پروژههای گوناگون صنعتی مشاوره شوید.
