En omfattende guide til kjedetdriv og kjedetyper: Nødvendig kunnskap for ingeniører

​

Kjedetilbud skiller seg ut som en viktig løsning for mekanisk kraftoverføring, og brukes mye til å overføre kraft mellom komponenter – enten over lange avstander (som i 5 etasjer høye marine motorer) eller korte (som i sykler). De er blant de fem mest vanlige metodene for mekanisk kraftoverføring, sammen med koblinger, girdrifter, beltedrifter og spindler. Hver metode har sine egne fordeler og ulemper, så ingeniører må nøye vurdere disse faktorene for å gjøre det optimale valget for spesifikke anvendelser. Denne artikkelen går inn på grunnleggende prinsipper for kjedetilbud, deres klassifisering, vanlige kjedetyper, utvalgskriterier og nødvendige fordeler og ulemper.

Hva er kjedetilbud?

Et kjedetilbud er et mekanisk kraftoverføringssystem som bruker en kjede til å overføre kraft fra ett sted til et annet. Et typisk kjedetilbud består av to eller flere kjegler (tenner på hjul) og en kjede selv – med hullene i kjedeleddene som passer over tenne på kjeglene.
Når primærmotoren (f.eks. en elektrisk motor eller en forbrenningsmotor) roterer, dreier den sprokkelen som er festet til akselen. Denne rotasjonen driver kjeden som er viklet rundt sprokkelen, som deretter overfører mekanisk kraft til den drivne akselen og overfører effekt.

Nøkkelhelhetssammenligninger med andre overføringsmetoder

Sammenlignet med removerføringer: Ulik removerføringer tilbyr kjedeoverføringer null gjennomslipp, og sikrer dermed et konstant hastighetsforhold. Dette eliminerer forsinkelse i kraftoverføring, noe som gjør dem ideelle for anvendelser som tenningskjeder i forbrenningsmotorer. Det eneste effekttapet i kjedeoverføringer kommer fra friksjon mellom kjdeledd og sprokler, noe som resulterer i høyere mekanisk effektivitet.
Sammenlignet med tannhjulsdriv: Kjedeoverføringer er mer fleksible når det gjelder driftsavstand. De er best når aksler er plassert lenger fra hverandre enn det tannhjul kan håndtere, og samtidig opprettholde en kompakt oppsett. I tillegg kan en enkelt kjede drive flere aksler samtidig – en funksjon som tannhjul sjelden kan matche.

Typer kjededriv (etter funksjon)

Kjededriv inndeles i tre hovedtyper basert på deres primære funksjon, hver tilpasset spesifikke bruksområder:

1. Kraftoverføringskjeder

 Designet eksklusivt til å overføre kraft mellom to aksler, løser disse kjededrivene en vanlig utfordring: de fleste kraftproduserende maskiner (f.eks. motorer i pumper) kan ikke bruke den kraft de produserer på stedet.
Vanlige anvendelser: Sykler, landbruksmaskineri, kompressorer og motorer i kamaksler – alle er avhengige av kraftoverføringskjeder for å flytte kraften fra kilden til bruksstedet.

2. Kjedetransportører

Kjedetransportører er spesialisert på materialhåndtering. De finnes i hundrevis av design med tilpassede egenskaper, som lav friksjon, motstand mot høye temperaturer, kjemikalier, antistatiske egenskaper eller magnetiske funksjoner. Det kan også festes tilbehør til kjeden for å tilpasse den til mange ulike behov.
Industriell bruk: Anvendes mye innen emballasje, bilproduksjon, mat- og drikkevareproduksjon, farmasi og tekstilindustri for effektiv transport av materialer.

3. Løfte- og trekkjederdrift

Disse kjededriftene brukes i maskiner til å løfte og senke tunge laster, ofte i samarbeid med taljer for å redusere innsatsen. Eksempler er kjedehiss (manuell, elektrisk eller pneumatiske), som er vanlig i verksteder, garasjer, byggeplasser, skipsmaskinrom og fabrikker – og som er i stand til å løfte/senke laster opp til 20 tonn.
Løftejeder deles videre inn i to undergrupper:

Elliptiske kjeder (spolekjeder): Brukes til middels til lette laster og lav hastighet ved løfting. Lekene er elliptiske og sammenføyde med sveising. Firkantleddkjeder brukes noen ganger som alternativ, men unngås vanligvis på grunn av dårlig spredning av belastning og risiko for kinking.
Studkjeder: Foretrukket for applikasjoner med høye belastninger. Hvert ledd har en bolt installert i sin indre bredde, noe som forhindrer knuting og øker styrke og holdbarhet. De brukes ofte til skipsanker og annet tungt løfteutstyr.

Vanlige kjedetypen i kjedet driv

Fem kjedetyper dominerer industrielle og kommersielle applikasjoner, hver med unike strukturer og fordeler:

1. Rullekjeder (Bushing-rullekjeder)

Den mest gjenkjennelige kjedetypen, rullekjeder (eller bushing-rullekjeder), brukes mye i kraftoverføring for sykler, motorsykler og transportutstyr. De er vanligvis laget av karbonstål eller stållegeringer.
Struktur: Består av indre plater (rulleplater), ytre plater (pinner), hylser, pinner og ruller. Ruller er jevnt fordelt mellom leddene, som griper inn i tennene på kjedehjulet for å overføre kraft.
Nøkkel fordeler: Rullere roterer etter behov når de er i kontakt med tannhjul, noe som minimerer effekttap. For transmisjonskjerter, er høyden på rulleplatene (på begge sider av rullene) større enn rullediameter - noe som forhindrer sideplater i å berøre tannhjul og virker som veiledere for å unngå kjettinglipp. For transportør rullkjeder, er rullediameter større enn høyden på sidebjelken, noe som eliminerer kontakten mellom sidebjelker og transportørsystemer for å redusere friksjon. Flere rader rullkjeder er tilgjengelig for høy effektbehov, noe som tillater lavere hastigheter og mindre deling for samme belastningskrav.

2. Stille kjeder (Inverterte tennekjeder)

Tradisjonelle kjedetilbydere er ofte støyende, noe som gjør dem uegnet for støyfølsomme omgivelser som lukkede rom, gruver eller boligområder. Stille kjeder (eller inverterte tennekjeder) løser dette ved å fungere stille mens de overfører høy effekt i høy hastighet.
Struktur: Laget av flate plater stablet i rader og forbundet med en eller flere bolter. Bunden av hver ledd har et profil som matcher kjettingshjul-tenner for jevn inngrep.
Ytelse: Lastekapasitet, strekkstyrke og kjetningsbredde øker med antall flate plater per ledd.

3. Bladkjetninger

Den enkleste kjetningstypen, består bladkjetninger kun av bolter og plater – med plater som veksler som boltledd og hengselledd. De går ikke i inngrep med kjettingshjul; istedenfor løper de på ruller for veiledning.
Anvendelser: Ideell for løfting og balansering, slik som i heisere, gaffeltruker, bærebiler og heise master. Disse lavhastighetsmaskinene utsätter kjetningene for høye statiske belastninger og minimale arbeidsbelastninger, og bladkjetninger er svært egnet til å håndtere støt og treghet.
Kritisk krav: Må tåle høye strekkspenninger uten forlengelse eller brudd, og ha tilstrekkelig seighet for å motstå utmattelse. Smøring og miljøforhold må tas hensyn til under konstruksjon.

4. Flattopkjetninger

Brukes utelukkende til transport, erstatter flate kjeder båndtransportører og remdrev - materialer kan transporteres direkte på leddene.
Struktur: Enkelte ledd er vanligvis laget av stålplater med tønneformede hule fremspring nederst. Pinner går gjennom disse fremspringene for å koble tilstøtende ledd, og tillater bevegelse bare i én retning. Spesielle flate kjeder kan bøye seg sidelengs (via modifiserte pinnestrukturer), noe som gjør det mulig for transportøren å navigere kurver.
Anvendelser: Brukes i lavhastighetstransportører for materialetransport i samlebånd.

5. Maskinkjeder i stål

Utviklet på 1880-tallet, er maskinkjeder i stål konstruert for å brukes i krevende miljøer og anvendelser. De er laget av varmvalsede stål (noen ganger varmebehandlet for økt styrke) og har større mellomrom mellom komponentene for å håndtere støv, skitt og slitasje under drift.
Moderne anvendelser: Blir for det meste brukt som transportkjeder til materialhåndtering, men noen brukes også som driv. De finnes i transportbånd, gaffeltrukker, skuffeheiser og oljeboringer – med forbedret styrke, slitasjemotstand, bæreevne og trinnvidde for å møte moderne industrikrav.

Hvordan velge riktig kjededrift

Å velge riktig kjededrift krever vurdering av bruksområdets behov for å eliminere uegnete alternativer. De viktigste faktorene å vurdere er:

1. Last

Bestem den effekten som skal overføres – kjeden må kunne håndtere effekten generert av primærmotoren. Nøyaktige beregninger er avgjørende for sikkerheten, og en tilstrekkelig sikkerhetsfaktor anbefales.

2. Kjedehastighet

Ikke alle kjededrifter fungerer ved høye hastigheter; noen er designet for lave hastigheter. Beregn den nødvendige hastigheten og sørg for at den ligger innenfor kjedens anbefalte rekkevidde for å redusere alternativene.

3. Aksellayout

De fleste kjededrifter fungerer bare med parallelle aksler. Hvis aksler er misjustert, kan girdrifter være et bedre alternativ.

4. Sentravstand mellom aksler

Den anbefalte sentravstanden mellom aksler er 30–50 ganger kjedens deling. I tillegg må en minimums bue på 120° på den minste kjertelen sikres; dersom kjertelen har få tenner, må minst fem tenner være i kontakt med kjeden til enhver tid.

5. Driftsmiljø

Miljøet bestemmer hvilken motstand kjeden må ha mot fukt, smuss, slitasje, korrosjon og høye temperaturer. Det påvirker også vibrasjon, støy og utmattingsstyrke. For eksempel foretrekkes inverterte tennekjeder (stille kjeder) i støyfølsomme områder.

6. Smøring

De fleste kjededriv trenger smøring for å forlenge levetiden. Kjetens type, størrelse, belastning og hastighet bestemmer smøremetoden (manuell, dråpetilførsel, oljebad eller tvungen smøring). Selvsmørende kjeder er tilgjengelige – de bruker hylser laget av oljeimbibert sintermetall eller plast for å sikre kontinuerlig smøring uten ekstern vedlikehold.

Fordeler med kjededriv

Kan overføre dreiemoment over lange afstande.
Ingen glidning (i modsætning til remdrev), hvilket sikrer konstant ydelse.
Mere kompakt end remdrev og passer derfor i relativt små rum.
Et enkelt kædedrev kan drive flere aksler.
Alså, der kan arbejde ved høje temperaturer og i mange forskellige miljøer (tørt, vådt, slibende, ætsende, osv.).
Lavfriktions-system, som sikrer høj mekanisk effektivitet.

Ulemper ved kædedrev

Kan ikke bruges med ikke-parallelle aksler.
Ofte udsat for støj og vibration under drift.
Skævhed kan forårsage kædeglidning.
Noen design krever kontinuerlig smøring.
Vanligvis trengs en kasse for beskyttelse.
Periodisk spenning (f.eks. via løp hjul) er nødvendig for å opprettholde ytelsen.

​