Différences de performance entre les chaînes à rouleaux à une rangée et à plusieurs rangées : choisir la chaîne adaptée aux systèmes d’entraînement industriels
Dans les systèmes d'entraînement industriels, les chaînes à rouleaux jouent un rôle crucial grâce à leur fiabilité en matière de transmission de puissance. Le choix entre les chaînes à rouleaux à une rangée et celles à plusieurs rangées influe directement sur l'efficacité et la durée de vie des équipements. De nombreux professionnels du secteur sont confrontés à des incertitudes quant aux performances respectives de ces deux types de chaînes. Cet article analyse les principales différences de performances d'un point de vue structurel, offrant ainsi un cadre de référence pour le choix d'une chaîne adaptée aux contextes industriels.
Principes structurels : La différence fondamentale entre les chaînes à une seule rangée et les chaînes à plusieurs rangées
Une chaîne à rouleaux simple se compose d'une plaque intérieure, d'une plaque extérieure, d'un axe, de manchons et de rouleaux. La transmission de la puissance s'effectue par l'engrènement des rouleaux et des dents du pignon. Sa structure est simple et très standardisée. Une chaîne à rouleaux multi-rangs, quant à elle, est composée de plusieurs rangées de rouleaux simples reliées par un axe commun. Des entretoises sont utilisées entre les rangées adjacentes pour garantir un espacement uniforme, et certains modèles sont également équipés de guides pour éviter tout déviation en fonctionnement.
Cette différence structurelle détermine l'orientation de performance des deux types de chaînes : les chaînes à une seule rangée privilégient la « simplicité et l'efficacité », tandis que les chaînes à plusieurs rangées visent la « capacité de charge ». Ce ne sont pas des substituts, mais plutôt des solutions optimisées pour différentes conditions de fonctionnement.
Comparaison des performances essentielles : L'art d'équilibrer capacité de charge, efficacité et durée de vie
La capacité de charge est la différence la plus significative entre les deux types de chaînes. À pas et matériau identiques, la capacité de charge d'une chaîne à plusieurs rangs est approximativement proportionnelle au nombre de rangs. Par exemple, une chaîne à deux rangs a une capacité de charge environ 1,8 à 2 fois supérieure à celle d'une chaîne à un seul rang, tandis qu'une chaîne à trois rangs peut atteindre 2,5 à 3 fois cette capacité. Ceci s'explique par le fait que les chaînes à plusieurs rangs répartissent la charge sur plusieurs rangs, réduisant considérablement les contraintes sur les plaques et les axes des chaînes à un seul rang. Toutefois, il est important de noter qu'un plus grand nombre de rangs n'est pas toujours synonyme de meilleure performance. Au-delà de quatre rangs, la répartition inégale de la charge entre les rangs s'accentue, ce qui diminue en réalité l'efficacité globale de la capacité de charge.
En termes de rendement de transmission, les chaînes à une seule rangée sont plus avantageuses. Leur structure simple et les pertes par frottement, principalement concentrées entre les rouleaux et les bagues, permettent d'atteindre un rendement typique de 97 à 98 %. Les chaînes à plusieurs rangées, du fait de la présence d'entretoises, augmentent les points de frottement, ce qui se traduit par un rendement légèrement inférieur (95 à 97 %). Cette perte de rendement est d'autant plus marquée que le nombre de rangées est élevé. Cependant, à basse et moyenne vitesse, cette différence de rendement a un impact négligeable sur la production industrielle.
La différence de durée de vie est étroitement liée à l'uniformité de la répartition des contraintes. Les chaînes à un seul rang, grâce à des contraintes concentrées et stables, présentent une usure uniforme avec un entretien approprié, ce qui leur confère une durée de vie relativement maîtrisable, généralement de 2 000 à 5 000 heures. Les chaînes à plusieurs rangs, en revanche, dépendent de l'effet de « maillon le plus court ». Si l'espacement entre les rangs est trop important lors de l'installation ou si la précision du pignon est insuffisante, un rang peut supporter une charge excessive et s'user prématurément, entraînant la rupture de la chaîne entière. Leur durée de vie est également plus variable, allant de 1 500 à 6 000 heures.
Scénarios d'application industrielle : logique pratique de la sélection à la demande
Les chaînes à un seul rang excellent dans les applications à faible charge et à vitesse élevée. Dans les machines de transformation alimentaire, les petits convoyeurs et les machines d'impression, où un rendement de transmission élevé est requis et où les charges sont généralement inférieures à 5 kW, la structure simple des chaînes à un seul rang répond à ces exigences tout en réduisant les coûts de fabrication et la complexité de la maintenance. Par exemple, les mécanismes de convoyage des lignes d'embouteillage de bière utilisent couramment des chaînes à rouleaux à un seul rang pour assurer un transport fluide des bouteilles.
Pour les applications à fortes charges, les chaînes à plusieurs rangs constituent la seule option viable. Dans l'industrie métallurgique, les équipements de laminage de l'acier, les systèmes d'entraînement par convoyeur des machines minières et les équipements de pont des navires nécessitent souvent une puissance de transmission atteignant plusieurs centaines de kilowatts, ce qui fait de la capacité de charge élevée des chaînes à plusieurs rangs un atout essentiel. Prenons l'exemple des concasseurs miniers : leurs systèmes d'entraînement utilisent généralement trois ou quatre rangées de chaînes à rouleaux, supportant efficacement les chocs lors du concassage.
De plus, les chaînes multi-rangs sont privilégiées dans les environnements à espace restreint et pour les applications exigeantes. Lorsque la configuration de l'équipement ne permet pas l'utilisation d'une chaîne mono-rang à pas plus important, les chaînes multi-rangs permettent d'accroître la capacité de charge dans le même espace. Cependant, sur les lignes de production automatisées de haute précision, les chaînes mono-rang offrent une meilleure stabilité de fonctionnement, réduisant ainsi les erreurs de transmission dues aux écarts entre les rangs dans les chaînes multi-rangs.
Date de publication : 5 décembre 2025