ローラーチェーンの摩耗寿命を延ばす

ローラーチェーンドライブは、電力を伝達し、製品を運ぶために業界で使用される主要なシステムの1つです。ローラーチェーンドライブは広く使用されているため、生産性はローラーチェーンの性能に大きく依存します。摩耗による早期の伸び（伸び）に悩まされ、頻繁に交換する必要があるローラーチェーンは、生産性に悪影響を及ぼし、操作のコストを増加させます。

この記事では、ローラーチェーンの摩耗寿命を延ばす明らかな要因（潤滑と一般的なメンテナンス）を超えた情報を提供し、ローラーチェーンの構成部品の製造、準備、組み立てなどの他の要因を調べます。これらの要素は、最大の摩耗寿命を達成するために不可欠です。

図1.摩耗図。

潤滑とメンテナンス： 動作中のローラーチェーンの適切な潤滑とメンテナンスの重要性は誇張することはできません。ドライブの仕様に基づいた潤滑の種類と方法を厳守することで、摩耗を減らすだけでなく、クッションの衝撃荷重や熱放散などの他の利点も得られます。ただし、潤滑は、ドライブの耐用年数を最大化するために必要なプロセスの一部にすぎません。品質チェーンの選択も同様に重要です。

チェーンウェア： ローラーチェーンは、スプロケットに出入りするときに関節運動する一連の接続されたジャーナルベアリングです。このアーティキュレーションにより、ピンとブッシングが摩耗します。これらの表面から材料が摩耗するにつれて、ローラーチェーンは徐々に伸びます（図1）。

摩耗による伸びは、ドライブ動作中の通常の現象です。摩耗率はいくつかの要因に依存します。これらには、適切な潤滑、負荷、およびピンとブッシング間の関節の頻度と程度が含まれます。重要な摩耗部品であるピンとブッシングの製造には、細部に細心の注意を払う必要があります。これは、原材料の適切な選択、部品の製造、および組み立て前の部品の準備から始まります。これらはすべて、最大のパフォーマンスを達成するための重要な要素です。摩耗部品が最高品質でない場合、他の要因に関係なく、ローラーチェーンの摩耗寿命が低下します。

摩耗伸び測定： 摩耗測定を行って、チェーンが交換が必要な長さまで伸びているかどうかを判断できます。正確な結果を保証するには、チェーンに張力がかかっているときにローラーチェーンの長さを測定する必要があります。スプロケット上にある状態でチェーンを測定する場合は、システムの電源を切り、すべての安全手順に従う必要があります。チェーンのタイトスパンを測定します。チェーンがスプロケットから取り外されている場合は、ANSIで指定された測定荷重をチェーンに加えて、たるみを取り除いてください。

あるピンの中心から別のピンの中心までできるだけ近くで測定します。測定に含まれるピッチ（ピン）が多いほど、精度が向上します。測定値が公称値を許容パーセンテージを超えて超えている場合は、チェーンを交換する必要があります。スプロケットの設計に基づくと、ほとんどの産業用アプリケーションでは、最大許容摩耗伸びは約3パーセントです。 68歯以上の大型スプロケットの許容チェーン摩耗率は、200 / Nの関係を使用して計算できます。ここで、Nは大型スプロケットの歯数です。 3％の通常の最大許容チェーン摩耗伸びは、大きなスプロケットの67歯までしか有効ではないため、この関係はしばしば役立ちます。中心距離が固定されているドライブ、並列に動作するチェーン、またはよりスムーズな操作が必要なドライブでは、摩耗を約1.5％に制限します。

たとえば、＃80チェーンの12ピッチ（12ピン）が測定され、結果が12.360インチ以上（最大許容摩耗として3％を使用）である場合は、チェーンを交換する必要があります。 12.360インチ未満のものは、ほとんどの工業規格で引き続き許容されます。

図2および3。右側のピンは、左側のピンよりもケースの深さがはるかに浅い。

製造： 摩耗部品の製造は、チェーンメーカーの仕様に従って目的の組み立てと性能が得られるように行う必要があります。ピンはダイを通して「コールドドロー」され、寸法公差が非常に近い直径を作成します。次に、ピンは中心のない研削プロセスを経て、表面の欠陥を取り除き、ピンの表面を鏡のような仕上げにします。この仕上げにより、表面に均一なベアリング領域が与えられ、ピンの全長にわたって耐荷重圧力が均等に分散されます。最終的に、ピンの摩耗はピンの長さ全体に均等に分散され、チェーンの寿命を延ばします。

ブッシングはまた、均一な座面を確保するために研削プロセスを経ます。真円度を確保するために、ブッシングの内径と外径の厳しい公差が指定されています。ブッシングの真円度は重要であり、ピンとブッシングの間に最大の接触面積を提供します。接触領域内の不規則な表面は、摩耗の加速とチェーンの寿命の短縮につながります。チェーンメーカーの製造プロセスの各ステップは、チェーンの摩耗性能を集合的に最大化する特性を摩耗部品に与えるように設計されています。

熱処理： 摩耗部品の適切な熱処理は、最適な摩耗寿命にとって重要な側面です。摩耗部品の機械的および物理的特性は、熱処理によって大幅に変化する可能性があるため、不適切に行うと、良好よりも害が生じる可能性があります。したがって、最も効果的な結果を得るには、熱処理を理解し、厳密に制御する必要があります。これらの基準を念頭に置いて、一部のチェーンメーカーは、独自の冶金学者とラボの担当者を雇用して、最高の品質基準を綿密に監視および維持しています。

標準のピンとブッシングは浸炭または肌焼きされています。このプロセスにより、部品の外側が硬くて耐摩耗性のある表面に変わりますが、通常の衝撃荷重を吸収するために、内側のコアは丈夫で延性を維持できます。

摩耗部品の熱処理の2つの重要な要素は、肌焼きと肌焼きです。これらの要素は、最大の耐摩耗性と耐久性を可能にする範囲内にある必要があります。肌焼きの深さが深すぎると、部品がもろくなり、動作中に破損する可能性があります。肌焼きの深さが浅すぎると、肌焼きが早く摩耗し、急激な伸びの到来を告げます。

図2の顕微鏡写真は、ローラーチェーンピンのケースの深さを示しています。ケースの深さは、赤い矢印で示されている明るい灰色のリングとして見ることができます。浅い肌焼きの深さはチェーンの摩耗寿命に悪影響を及ぼし、浅い肌焼きが摩耗した後、チェーンが急速に伸びます。

適切に熱処理された摩耗部品とそうでない摩耗部品の間には細い線があるため、一部のチェーンメーカーは、プロセスのすべての側面を厳密に管理するために独自の熱処理部門を運営しています。

図4.プリロードチャート。

プリロード： 組み立て後、チェーンメーカーはプリロードと呼ばれる初期荷重をチェーンに適用します。このプリロードは、使用中の推奨最大ロードに近似しています。プリロードは、静的または動的に実行できます。プリロードは、ピン、ブッシング、リンクプレートなどのさまざまなチェーンコンポーネントの最終的な位置合わせとして行われます。

プリロードは、低品質のチェーンでよく見られる初期伸びを大幅に排除するのに役立ちます。この初期伸びをなくすことで、使用可能な耐用年数を延ばすことができます。プリロードチャート（図4）は、摩耗寿命を延ばすことによるプリロードの利点を示しています。プリロードが適用されていないか、ほとんど適用されていないチェーンは、ドライブの最初の起動時に、横ばいになる前にかなりの伸びを経験します。その後、摩耗部品の肌焼きがなくなり、チェーンが急速に伸びるまで、チェーンは一定の速度で伸びます。適切にプリロードされたチェーンは、最初の起動時に伸びがほとんどないため、摩耗寿命が長くなります。

費用便益： 最終的に、これらすべてが合算されるのは、ドライブのパフォーマンスを向上させ、長期的にはコストを低く抑える高品質で高性能のローラーチェーンです。

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