章志明 马 玮 王才成

(浙江方圆机电有限公司，浙江 绍兴312000)

多方位传动输送链设计与制造工艺研究

章志明 马 玮 王才成

(浙江方圆机电有限公司，浙江 绍兴312000)

文章主要研究了多方位传动输送链的机械结构设计和制造工艺.通过改进输送链条的关键机械结构，创新链片与销轴工艺制造技术，使传输链条完全改变了传统的二维空间内自由转向运行的现状，可以实现立体空间内任意角度的转向和传输.此设计能显著扩大产品适用环境，提高链条的工作效率和可靠性，延长链条的使用寿命.

多方位；输送链；机械结构；制造工艺

0 引言

链传动是主要的传递动力的方式，由于其平均传动比准确、工作可靠、效率高、传递功率大、过载能力强等优点而被广泛应用于机械制造、起重运输、冶金、建筑等行业.随着我国国内经济的持续增长，基础设施建设投资规模的不断扩大和汽车等制造业的迅速发展[1]，近年来我国链条产业迅速增长，2013年中国链条行业各项主要经济指标仍在以两位数稳定增长，工业总产值(当年价)达330 000万元，产品销售收入达327 000万元，工业链条产量达18 600万米和233 000吨.

链条按用途不同可以分为传动链、输送链和起重链[2].我国输送链条生产在国内外市场的拉动下发展非常迅速，但摆脱不了粗放型外延式发展模式，因此大部分产品档次普遍较低，无法满足国内市场的需求.

本文主要研究了多方位传动输送链的机械结构设计和制造工艺.通过改进输送链条的关键机械结构，创新链片与销轴工艺制造技术，使传输链条完全改变了传统的二维空间内自由转向运行的现状，可以实现立体空间内任意角度的转向和传输.此设计能显著扩大产品适用环境，提高链条的工作效率和安全性能，从而显著延长链条的使用寿命.

1 多方位传动输送链机械结构创新设计

普通链条结构形式在超过一定转弯半径后，由于受到结构形式的限制，往往会产生很大的零件摩擦噪音和额外增加零件间的磨损，对工作环境影响很大，设备的使用寿命短，可靠性差.创新设计的多方位传动输送链机械结构如图1所示.

1内弯板 2外弯板 3销轴 4套筒 5铆钉 6长销轴

内链片和外链片设计成“匚”型，采用开口绞接式重叠安装，以提高链板及受力部位的抗疲劳强度.通过专用销轴穿过外链片销轴孔将外链片、内链片、套筒、滚子连接在一起组成一个链节.相邻链节间通过内外链片相互固定，这样在转动时不会产生链片间的相对运动，可减少链板间的摩擦和降低工作噪音.运行时，内外链片间无论是处于何种形式，都不会产生相对运动，因此可消除零件间的无效磨损，且自身运转时噪音很小.

为实现输送链在立体空间内进行任意角度的转弯运转功能，对销轴的机械结构进行设计，以减少急速转弯时因转弯半径过大对销轴与套筒造成的剪切力过大导致散架现象的发生，销轴机械结构如图2所示.

图2 销轴机械结构

选用40Cr材质作为销轴材料，并且对热处理工艺的各个参数进行了多次试验和检验，为确保产品在立体空间内进行任意角度的转弯运转，对销轴与套筒的表面硬度和韧性进行了多次调整，以保证急速转弯时，不会因转弯半径过大对销轴与套筒造成的剪切力过大而导致散架现象的发生.

2 多方位传动输送链制造工艺设计

对输送链条材料性能的基本要求一般是强度大和耐磨性好.普通输送链条产品多采用35CrMn作为主材质[3].考虑多方位传动链条在运行状态下要经受急速多方位传动转弯等要求，因此选用了40Mn作为链片材料.40Mn材料经渗碳淬火及中温回火的热处理后，再一次性锻造制成内、外链片.采用40Mn材质的钢板经渗碳淬火及中温回火的热处理工艺，可以得到回火屈氏组织形态，整体强韧性在使用工况下可以得到良好的保证.保证材质表面获得弥散分布的颗粒状碳化物的渗层，以及回火屈氏体的心部组织，提高链片表面的耐磨特性和心部的韧性，其良好的抗塑性变形能力可满足产品在立体空间内的急速传输与转弯的需要.

3 成品建模及检测

设计的多方位传动输送链产品装配三维模型如图3所示：

图3 多方位传动输送链产品装配三维模型

通过以上技术能达到的技术指标如下：

(1)节距(mm):37.5+0.25%；

(2)滚子直径(mm):≤16.00；

(3)内节内宽(mm):≥12.60；

(4)销轴直径(mm):≤11.10；

(5)销轴长度(mm):≤33.00；

(6)内链板高度(mm):≤25.00；

(7)链板厚度(mm):≤3.10；

(8)极限拉伸载荷KN:≥43KN.

经专业检测机构检测，各检测项目结果均符合企业标准Q/ZJAX01—2012《JGP375可扭式多向传动输送链》要求[4]，如表1所示.

表1 项目产品主要技术性能指标检测结果

4 产品分析及产业化过程

综上，多方位传动输送链产品功能及特点如下：

(1)产品每个链节由半框形的内外链片一体式组装而成，链片材质均选用40Mn并经渗碳淬火及中温回火热处理后再锻打成型.

(2)每个链节之间由呈框形结构的内外链片的背部串接，每个链节的结构件均由销轴将内外链片、套筒、滚子连接在一起，链条运行转动时避免了链片间的相对运动，可减少链板间的摩擦和降低工作噪音.

(3)在链条运行时，由于每个链节可围绕销轴进行一定角度的转动，多组链节的转动叠加后可在一定距离内整根链条沿输送轴线实现360度的转动.可扭式传动方式也可以按输送路线进行转向，满足各种使用场合的需求.

2012年7月,已成功生产出样品链条350米，组织对样品链条进行了各项技术参数的物理性能试验，对试验过程中样品暴露出来的一些小缺陷进行了整改.样品链条交付多个客户进行试用，企业派出相关技术人员进行了实地安装调试.新产品试制成功后，在进一步完善生产工艺的基础上，对新产品进行了小批量生产，公司全面实施ISO9001:2000质量管理体系，对产品的设计、采购、生产、检验等实行全方位控制，每件产品出厂前都经严格的检测，各项性能指标达到或超过企业标准要求后才准许出厂，出厂合格率为100%.产品小批量投放市场，经多家用户使用，反应良好.

5 结论与展望

本文主要研究了多方位传动输送链产品创新机械结构设计及工艺制造技术.该产品可以实现立体空间内任意角度的转向和传输,主要应用于食品、医药、饮料、电子、机械、烟草、化工等行业特定生产场所的输送.多方位传动输送链产品的成功开发对于提升我国链条行业技术水平，降低对国外高档链条产品的依赖，将起到积极的作用.

[1]杨刚.我国链条行业的技术现状与发展趋势[J].农业机械学报,2007,38(5):187-189.

[2]蓝宏,金昌,黄梅.影响滚子链疲劳寿命的主要因素[J].吉林工业大学学报,1997,27(3):30-33.

马春来.NSBN系列板链斗式提升机链条销轴及套筒选材与热处理工艺[J].热加工工艺,2013,42(10):210-211.

[3]袁新梅,董小庆,施廷锋等.基于Workbench的链条抽油机链板疲劳寿命分析[J].制造业自动化,2014,(5):77-79.

[4]杨松林,徐金鑫,张钢,等.常用链轮链条三维参数化造型技术研究及其系统开发[J].制造技术与机床,2011,(3):83-87.

2014-06-09

章志明(1962-)，男，浙江绍兴人，工程师，主要从事纺机研发和新产品推广研究.

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(责任编辑王海雷)