链板输送机链条结构分析与改进

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       链板输送机广泛应用于矿山、冶金和水泥建材等行业，输送非粘性的块状、粒状及粉状物料，主要由传动装置、头部星轮、链条、运输盘、尾轮装置和支架等组成，属于链传动。链传动是两个或多个链轮之间用链作为挠性拉拽元件的一种啮合传动。与带传动相比有以下优点：无弹性滑动和打滑现象，传动效率高；不需要太大张紧力，作用在轴上的径向压力较小；在同样使用条件下，结构较紧凑；能在高温和速度较低的情况下工作。但是，链板输送机本身有一定的缺点：低速重载时链条过载容易发生静强度不足而破断；因为润滑效果不好，在运行过程中容易使滚子内孔及轴局部磨损；铰链磨损造成链的伸长，链的节距增大会使动载荷增加和个别零部件损坏或从链轮上脱落。链板输送机作为输送物料的主要输送设备，其性能的好坏直接影响输送物料的效率。由于以上缺点，每年企业要消耗大量的链板输送机备件，不利于降低生产成本 ，为此，对链板输送机进行合理的结构改进，提高设备的可靠性和使用寿命，减少设备检修率和工人劳动强度，对提高输送设备作业率、降低企业生产成本具有重要的现实意义。
       1.原链板输送机链条存在的问题
       某冶炼厂有链板输送机共6台，总长500m，年产量90~120万t。其链条联接结构如图1所示。自投产以来，链板输送机常出现一些问题，主要表现在：
       ①滚子、含油轴承套、钢套及销轴严重磨损，且不易检修；
       ②滚子运转不灵活，与滚子接触的轨道因磨损失效；
       ③链板轴孔磨损，变形成长孔，链条节距变长，且不均匀、不对称，产生电机因过载而烧毁事故；
       ④随着产量的增加，链板运输机的负载增大，内外链板因冲击、过载，常发生拉断现象；
       ⑤链条的运行轨迹为不规则的曲线，轨道弯曲变形，轨距发生变化，严重时还造成链板输送机出轨等重大事故。

图1 改进前的链条结构

       由于上述问题，链板输送机常被迫停车检修。据统计，每年需对链板输送机进行一次大修，更换内外链板、销轴、含油轴承套、钢套和滚子等备件，备件成本及检修成本达150万元以上，不仅消耗巨大，还增加了检修人员的劳动强度，降低了输送设备的作业率，不利于企业的发展。
       2.结构分析
       改进前的链条联接结构：销轴与钢套采用过盈配合，钢套与含油轴承套之问为间隙配合，含油轴承套与滚子为过盈配合，内外链板采用过盈配合安装在销轴上。
       这种结构长期在低速、重载状态下工作，当滚子链元件工作时，销轴与钢套之间、钢套与含油轴承套之间由于载荷冲击相互摩擦，经过一定次数的循环后，导致含油轴承套严重磨损，使滚子与含油轴承套产生相对运动，滚子内孔与含油轴承套相互磨损。由于内外链板采用如图2(a)所示的结构， 容易磨损， 且轴孔应力集中较大，在重载条件下经过一定的冲击后容易发生疲劳断裂，甚至出现拉断事故；同时，内外链板的磨损使轴孔拉长，变成不规则的长孔，链条节距变大，且由于磨损不规则， 变大后的节距不均匀、不对称，致使电机因过载而烧毁。节距变大使链条总长伸长，链条的运行轨迹为不规则的曲线，对轨道产生较大的推力，造成轨道弯曲变形，轨距发生变化，严重时造成链板机出轨等重大事故。

图2 改进前后的链板结构

       3.结构改进
       通过对原链板输送机链条结构的分析，该厂在确保生产能力不变的前提下，对链板输送机的链条联接部件进行了结构改进，改进后的结构图3。

图3 改进后的链条结构

       (1)用6309型滚动轴承代替含油轴承套，用压盖紧固，并用合成钙基润滑脂润滑。
       (2)加工再利用已报废滚子。对因内孔磨损而报废的滚子进行车削，热处理，使内孔达到
一定的技术要求，以便与回转零件配合使用。
       (3)改进内外链板轴孔结构，由原来的图2(a)改为图2(b)形式。
       (4)改进销轴结构，如图4所示， 将销轴与链板配合的方轴段车削为圆轴段，并加长此轴段，使其与链板及滚动轴承匹配。

图4 改进前后的销轴结构

       4.改进后的使用效果
       (1)采用滚动轴承后，减少了运动中的摩擦阻力，使滚子内孔、销轴和导轨的磨损显著降低，从而提高了设备的使用寿命；提高了零件标准化、互换性程度，降低了成本；在购进备件时，要求备件质量高、价格低、进货渠道广泛。
       (2)采用合成钙基润滑脂，使轴承在高温环境下获得了良好的润滑效果，同时还具有良好的隔离作用，防止尘屑进入滚子内部，影响回转零忤的正常运转。
       (3)内外链板和销轴结构改进后， 内外部链板轴孔应力集中减弱，减少了链板因受冲击、过载被拉断的频率，减少了设备检修量，提高了设备的作业率，降低了工人的劳动强度。
       (4)通过对已报废的滚子回收处理，提高了资源再利用率，降低了检修过程中链板输送机备件的消耗，达到了挖潜增效，取得了良好的经济效益。
       5.其他改进方法
       随着科学技术的日新月异，已经出现了采用耐热高温、耐磨损的新型高分子聚乙烯滚子，其成本低，噪声小，更换方便，能明显改善工人的操作环境。