Le catene sono elementi flessibili costituiti da maglie rigide collegate fra loro mediante articolazioni, che trasmettono il moto fra due alberi grazie all’ingranamento con denti opportunamente sagomati.
Si suddividono in base alla forma e alla funzionalità, offrendo al progettista un’ ampia scelta di soluzioni. Fra i tipi più diffusi o speciali si possono segnalare i seguenti.
1. Catene Ewart o a perni
Sono catene costituite da maglie a V. Ogni maglia ha una bussola che collega due piastre sagomate in modo da poter essere accoppiate mediante un perno a una maglia contigua.
Caratteristiche di massima:
• Velocità massima di funzionamento = 3 m/s
• Potenza massima trasmissibile = 30 kW
• Passo = 25 ÷ 150 mm
• Trazione massima = 1.500 ÷ 15.000 kgf
(in alcuni casi fino a 70.000 kgf)
2. Catene a rulli
Sono le catene più diffuse, e sono costituite da maglie esterne alternate a maglie interne. Quelle esterne sono costituite da piastrine collegate tra loro mediante perni, mentre in quelle interne il collegamento è realizzato mediante boccole che ricoprono i perni delle maglie esterne. Fra boccola e perno si ha il moto relativo tra le due coppie di maglie. Infine, esternamente alle boccole c’è un rullo, la cui funzione è di trasformare l’attrito tra denti e catena da radente a volvente, con conseguente riduzione delle perdite dissipative e dell’ usura.
Caratteristiche di massima:
• Velocità massima di funzionamento = 50 m/s
• Velocità media di funzionamento = 10 ÷ 15 m/s
• Potenza massima trasmissibile = 1.000 kW
• Passo = 5 ÷ 75 mm
• Trazione massima = 400 ÷ 60.000 kgf
• Rapporto di riduzione ≤ 7
3. Catene silenziose
Sono dette silenziose perché il particolare accoppiamento cinematico con le ruote riduce significativamente l’urto tra maglie e denti, e quindi il rumore che da esso deriva.
Ci sono due tipi di catene silenziose.
Il primo è la catena Renolds, nella quale le maglie sono formate da piastrine a forma di occhiale collegate fra loro mediante perni cilindrici. L’attrito tra le maglie è di tipo radente, dato che il perno striscia nei fori delle piastrine in cui è inserito.
Il secondo tipo di catena è detta Morse. In essa il perno che collega le maglie è suddiviso in due parti, ognuna delle quali è solidale a una delle due maglie contigue. La particolarità consiste nel fatto che la superficie con cui le due parti del perno si scambiano la forza di trazione agente nella catena è cilindrica, affinché l’attrito che si genera durante il moto relativo diventi di tipo volvente, con la conseguente riduzione dell’ usura e delle perdite dissipative di energia.
Caratteristiche di massima:
• Velocità media di funzionamento = 25 ÷ 30 m/s
• Potenza massima trasmissibile = 1.000 kW
(con punte fino a 2.000 kW)
4. Catene a sfera o goccia
Sono catene formate da sferette cave collegate fra loro mediante perni con le estremità a testa sferica. La peculiarità di queste catene è che permettono di trasmettere il moto tra assi sghembi. Tuttavia sono poco robuste, per cui vengono impiegate essenzialmente come catene di comando.
Caratteristiche di massima:
• Velocità media di funzionamento = 0,2 ÷ 0,8 m/s
• Trazione massima (diametro di 5 mm) = 35 kgf
Carlo Remino
Ricercatore in Meccanica Applicata alle Macchine presso la facoltà di ingegneria dell’Università degli Studi di Brescia.
carlo.remino@unibs.it
