鍊輪

鍊輪

帶嵌齒式扣鍊齒的輪子
鍊輪是一種帶嵌齒式扣鍊齒的輪子,用以與節鍊環或纜索上節距準确的塊體相齧合。鍊輪是鍊傳動的主要零件,其加工精度直接影響鍊傳動的工作性能。徑向跳動是形位誤差的重要組成部分,是評價鍊輪加工精度的主要指标之一,直接影響鍊傳動的動态特性。[1]
    中文名:鍊輪 外文名:sprocket wheel 别名: 應用領域:化工、紡織機械、食品加工 應用:與滾子鍊配合 定義:帶嵌齒式扣鍊齒的輪子 要求:足夠的強度和耐磨性

結構設計

鍊輪的齒形

鍊輪齒形必須保證鍊節能平穩自如地進入和退出齧合,盡量減少齧合時的鍊節的沖擊和接觸應力,而且要易于加工。常用的鍊輪端面齒形見圖1。它是由三段圓弧aa、ab、cd和一段直線bc構成,簡稱三圓弧-直線齒形。齒形用标準刀具加工,在鍊輪工作圖上不必繪制端面齒形,隻需在圖上注明"齒形按3RGB1244-85規定制造"即可,但應繪制鍊輪的軸面齒形,其尺寸參閱有關設計手冊。

鍊輪結構

圖2為4種常用的鍊輪結構。小直徑鍊輪一般做成整體式(圖2a),中等直徑鍊輪多做成輻闆式,為便于搬運、裝卡和減重,在輻闆上開孔(圖2b),大直徑鍊輪可做成組合式(圖2d),此時齒圈與輪芯可用不同材料制造。例如C45,不鏽鋼等材料。

鍊輪材料

鍊輪材料應保證輪齒有足夠的強度和耐磨性,故鍊輪齒面一般都經過熱處理,使之達到一定硬度。

常用材料見表1。

刮闆輸送機

磨損分析

刮闆輸送機鍊輪磨損分析:

刮闆輸送機是一種借助于運動着的刮闆鍊條來輸送散狀物料的連續運輸設備。SGB-520/22刮闆輸送機主要用于中低厚煤層經濟普采工作面運輸。本産品具有結構緊湊、簡單,傳動平穩,安裝維護方便,工作可靠,工藝布置靈活等特點;它不但能水平輸送,也能傾斜輸送;既可單機使用,也可多台聯合使用。鍊輪是刮闆輸送機的重要部件之一,它的特性對刮闆輸送機的使用壽命有直接影響。鍊輪磨損分析所用鍊輪傳動為普通曳引鍊輪,在齧合處有比較大的滑動運動,工作條件惡劣,會産生較嚴重的磨損。

磨損原因

引起鍊輪鍊窩嚴重磨損的原因如下:

(1)黏着磨損載荷越大,表面溫度越高,黏着現象也越嚴重。對于一定硬度的金屬材料,在不同壓強下進行磨損試驗得到了磨損率與壓強關系曲線圖,當壓強達到材料硬度的1/3以上時,将發生嚴重磨損。根據應力分布圖,可知最大應力接觸點即為最大壓強處,其值為884.4MPa。因鍊窩處淬火硬度為HRC48~52,其對應的硬度值為4800MPa。因此,壓強遠遠小于材料硬度的1/3,所以黏着磨損并不是鍊輪磨損的主要形式。

(2)接觸疲勞磨損

鍊輪與鍊條摩擦副是交變接觸應力,在其摩擦表面上容易形成疲勞點蝕。判斷金屬接觸疲勞強度的指标是接觸疲勞極限,即在一定的應力循環次數下不發生點蝕現象的最大應力。40Cr經表面淬火處理其接觸疲勞極限σ0H=HRC17+200,計算得σ0H=1016MPa。根據應力分布圖可知鍊輪鍊窩最大應力值為884.4MPa。其值很接近鍊輪表面所允許的接觸疲勞極限,在最大應力處,比較容易引起點蝕失效。但因鍊輪與鍊條的潤滑條件差,點蝕來不及形成,已經引起磨損,這時的主要損壞形式是磨損而不是點蝕。接觸疲勞磨損是鍊輪磨損的主要形式,它基本決定了鍊輪使用壽命。

(3)磨料磨損

因鍊條不可避免地與煤粉接觸,其上黏有少許煤粉,被帶到鍊輪鍊窩接觸處,煤粉含有少許尖硬的沙子,在摩擦過程中會引起鍊輪表面材料的脫落,這就是磨料磨損。磨料磨損和摩擦材料的硬度、磨料的硬度有關。從磨料硬度對磨損的影響圖可知,磨料的硬度接近摩擦材料的硬度時,引起摩擦材料高速磨損,因煤粉混有少許尖硬的沙子,這也是加速鍊輪磨損的主要原因之一。

改進措施

鍊輪的使用壽命較短,遠遠滿足不了生産實踐的要求,根據鍊輪的使用狀況、加工現狀、制造技術,對鍊輪提出了一些改進措施:

(1)原鍊輪設計材料為40Cr,整體調質硬度HB220~250,齒部淬火HRC48~52。這種方法因齒部淬火硬度有限,在此基礎上基本上不能提高鍊輪的耐磨性。建議将鍊輪材料改為20CrMnTi,滲碳淬火處理,鍊窩硬度可達HRC60以上,其耐磨性是40Cr材料的2.5倍以上。這樣可大大提高鍊輪的使用壽命,減少修機頻次,提高生産率,降低生産成本;

(2)原鍊輪鍊窩的形狀是鍛造直接成型,這樣做尺寸誤差大,表面粗糙,也降低了耐磨性。随着數控機床的廣泛應用,且其加工費用的降低,建議鍛造後留少許餘量,由數銑完成精加工,以提高尺寸精度及表面粗糙度,從而達到提高耐磨性的目的。

維護保養

1、鍊輪的松緊度要适宜,太緊了會增加功率消耗,軸承容易磨損;太松了鍊輪容易跳動和脫鍊。鍊輪的松緊程度為:從鍊輪的中部提起或壓下,約為兩鍊輪中心距的2%-3%。

2、鍊輪裝在軸上應沒有擺動和歪斜。在同一傳動組件中兩個鍊輪的端面應位于同一平面内,鍊輪中心距在0.5米以下時,可以偏差1毫米;鍊輪中心距在0.5米以上的時候,可以偏差2毫米。但不可以有摩擦鍊輪齒側面現象,如果兩輪偏移過大容易産生脫鍊和加速磨損。在更換鍊輪時必須注意檢查和調整偏移量。

3、鍊輪磨損嚴重後,應同時更換新鍊輪和新鍊輪,以保證良好的齧合。不能隻單獨更換新鍊輪或新鍊輪。否則會造成齧合不好加速新鍊輪或新鍊輪的磨損。鍊輪齒面磨損到一定程度後應及時翻面使用(指可調面使用的鍊輪),以延長使用時間。

4、新鍊輪過長或經使用後伸長,難以調整,可看情況拆去鍊節,但必須為偶數。鍊節應從鍊輪背面穿過,鎖片插在外面,鎖緊片的開口應朝轉動的相反方向。

5、鍊輪在工作中應該及時加注潤滑油。潤滑油必須進入滾子和内套的配合間隙,來改善工作條件,減少磨損。

6、舊鍊輪上不能與部分新鍊輪混合使用,否則容易在傳動中産生沖擊,拉斷鍊輪。

7、機器長期存放時,鍊輪應拆下用煤油或柴油清洗幹淨,然後塗上機油或黃油存放在幹燥的地方。

使用方式

作為新的齒輪産品,鍊輪的傳動速度高,在其具體的應用過程中因為具備轉速高的優勢導緻産生的噪音非常小,這也有利于實現良好的加工環境塑造。鍊輪在其應用中不僅安裝的精度比較高,而且加工精度也是非常理想的,這對于日後的維修工作可謂省去了不少的麻煩。而且鍊輪結構緊湊的優勢使其具備較大的傳動比,而且自身的使用壽命也是比較高。

相關研究

刮闆輸送機驅動鍊輪的過度磨損是驅動鍊輪失效的主要形式,驅動鍊輪與圓環鍊的齧合力學行為與驅動鍊輪的磨損互相影響。

圓環鍊與驅動鍊輪的齧合傳動是礦用刮闆輸送機輸運機構的核心,對刮闆輸送機的運行效率、使用壽命有重要影響。

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