鏈輪[機械零件]

鏈輪是一種帶嵌齒式扣鏈齒的輪子，用以與節鏈環或纜索上節距準確的塊體相嚙合。鏈輪被廣泛套用於化工、紡織機械、食品加工、儀表儀器、石油等行業的機械傳動等。

結構設計

鏈輪的齒形

鏈輪齒形必須保證鏈節能平穩自如地進入和退出嚙合，儘量減少嚙合時的鏈節的衝擊和接觸應力，而且要易於加工。常用的鏈輪端面齒形見圖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。齒形用標準刀具加工，在鏈輪工作圖上不必繪製端面齒形，只需在圖上註明"齒形按3RGB1244-85規定製造"即可，但應繪製鏈輪的軸面齒形，其尺寸參閱有關設計手冊。

圖1常用的鏈輪端面齒形

鏈輪結構

圖2為4種常用的鏈輪結構。小直徑鏈輪一般做成整體式（圖2a），中等直徑鏈輪多做成輻板式，為便於搬運、裝卡和減重，在輻板上開孔（圖2b），大直徑鏈輪可做成組合式（圖2d），此時齒圈與輪芯可用不同材料製造。例如C45，不鏽鋼等材料。

圖2 4種常用的鏈輪結構

鏈輪材料

鏈輪材料應保證輪齒有足夠的強度和耐磨性，故鏈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。

表1 常用鏈輪材料

刮板輸送機

磨損分析

刮板輸送機鏈輪磨損分析：

刮板輸送機是一種藉助於運動著的刮板鏈條來輸送散狀物料的連續運輸設備。SGB-520/22刮板輸送機主要用於中低厚煤層經濟普采工作面運輸。本產品具有結構緊湊、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。鏈輪是刮板輸送機的重要部件之一，它的特性對刮板輸送機的使用壽命有直接影響。鏈輪磨損分析所用鏈輪傳動為普通曳引鏈輪，在嚙合處有比較大的滑動運動，工作條件惡劣，會產生較嚴重的磨損。

磨損原因

引起鏈輪鏈窩嚴重磨損的原因如下：

（1）黏著磨損載荷越大，表面溫度越高，黏著現象也越嚴重。對於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係曲線圖，當壓強達到材料硬度的1/3以上時，將發生嚴重磨損。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884.4 MPa。因鏈窩處淬火硬度為HRC48~52，其對應的硬度值為4800MPa。因此，壓強遠遠小於材料硬度的1/3，所以黏著磨損並不是鏈輪磨損的主要形式。

（2）接觸疲勞磨損

鏈輪與鏈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標是接觸疲勞極限，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鏈輪鏈窩最大應力值為884.4 MPa。其值很接近鏈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。但因鏈輪與鏈條的潤滑條件差，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。接觸疲勞磨損是鏈輪磨損的主要形式，它基本決定了鏈輪使用壽命。

（3）磨料磨損

因鏈條不可避免地與煤粉接觸，其上黏有少許煤粉，被帶到鏈輪鏈窩接觸處，煤粉含有少許尖硬的沙子，在摩擦過程中會引起鏈輪表面材料的脫落，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，這也是加速鏈輪磨損的主要原因之一。

改進措施

鏈輪的使用壽命較短，遠遠滿足不了生產實踐的要求，根據鏈輪的使用狀況、加工現狀、製造技術，對鏈輪提出了一些改進措施：

（1）原鏈輪設計材料為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鏈輪的耐磨性。建議將鏈輪材料改為20CrMnTi，滲碳淬火處理，鏈窩硬度可達HRC60以上，其耐磨性是40Cr材料的2.5倍以上。這樣可大大提高鏈輪的使用壽命，減少修機頻次，提高生產率，降低生產成本；

（2）原鏈輪鏈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。隨著數控工具機的廣泛套用，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、鏈輪的鬆緊度要適宜，太緊了會增加功率消耗，軸承容易磨損；太鬆了鏈輪容易跳動和脫鏈。鏈輪的鬆緊程度為：從鏈輪的中部提起或壓下，約為兩鏈輪中心距的2%－3%。

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

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

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

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

6、舊鏈輪上不能與部分新鏈輪混合使用，否則容易在傳動中產生衝擊，拉斷鏈輪。

7、機器長期存放時，鏈輪應拆下用煤油或柴油清洗乾淨，然後塗上機油或黃油存放在乾燥的地方。

使用方式

作為新的齒輪產品，鏈輪的傳動速度高，在其具體的套用過程中因為具備轉速高的優勢導致產生的噪音非常小，這也有利於實現良好的加工環境塑造。鏈輪在其套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，這對於日後的維修工作可謂省去了不少的麻煩。而且鏈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的。