模锻链零件设计及尺寸参数处理建议

1.链条结构的设计

模锻链的结构要适应使用性能的要求，模锻链的传动路径条件比较复杂，经常是在由曲率半径不同的弯路和角度不同的坡路上输送物料。这就要求链条在结构上应满足转动灵活、噪声小、无刚性扭别、硬性通过等情况发生。在标准中，通常只给出模锻易拆链的基本形状，没有详细具体的结构型式，许多结构细节需要根据实际情况具体设计，特别应对链条三组件中的中链环和外链板结构进行优化设计。

1）中链环与外链板的双中心结构。中链环、外链板头部外端面与内端面半圆弧均采用不同心结构，设计成双中心结构（见图5-170）。双中心结构可使中链环、外链板与销轴接触面壁厚增加1～1.2mm，大大提高了模锻易拆链的抗磨损能力和使用寿命。

图5-169 链条总装配图

图5-170 双中心结构

2）中链环头部外形大圆弧结构。链条中链环两头外形采用大圆弧结构（见图5-171），这样增加了链条的转动角度，可使链条在传动中灵活转弯、爬坡，避免刚性转弯、爬坡，并降低由此产生的噪声。

图5-171 大圆弧结构

3）外链板头部内侧底面斜角结构。链条外链板头部采用底面斜角α结构（见图5-172），可使链传动中在弯路输送中的转角增大，传动平稳，减少刚性转弯和传动噪声。

4）中链环头部内直壁结构。链条中链环头部内采用直壁结构（见图5-173）可大大提高销轴与其接触的面积，达到传动平稳、耐磨性提高、保持链长精度、减少噪声的目的。

图5-172 头部底面斜角结构

图5-173 头部内直壁结构

2.零件的主要尺寸参数

在模锻链标准中，从规定的链条尺寸中可以得到大多数链条零件尺寸参数，对于单向极值数据，须经处理才能成为链条零件的基本尺寸，有些尺寸可以通过尺寸链计算或强度计算取得。对于特殊附件的附加尺寸可与用户沟通设计。

1）中链环。如图5-174所示的X型模锻链中链环，其主要参数有节距p、内壁间距A_n、链环高度F、链环开口宽度B、中链环头部宽度X和腰部宽度X_a。

节距p、内壁间距A_n是控制链长的主要参数，节距p是个理论参数，实际控制链长的尺寸为A_n。标准中没有直接给出A_n的基本尺寸，可通过链长要求和尺寸链计算得到中链环内壁间距A_n的计算式：

A_n=（1+m/2）p+D

式中：m/2为标准中规定的链长相对偏差的公差带中心；D为销轴直径。

图5-174 X型模锻链中链环

内壁间距A_n的公差可通过链长精度以及制造厂家的工艺水平来确定。从标准中规定的标准测量长度的最大与最小值要求可以知道，模锻链的链长m为1%左右，远比滚子链的链长m=0.15%要大得多，因而从经济性考虑，没有必要追求过小的公差，实践表明，内壁间距A_n的极限偏差取js13就足可满足链长要求。

由于标准中规定了链环高度F_max，因而，一般可取F_max作为中链环高度的基本尺寸。为了确保留有一定的裕度，设计时最好取中链环高度的基本尺寸F略小于F_max，其极限偏差可取h14。

中链环开口宽度B和腰部宽度X_a是与配套使用的滑架、小车组等安装的相关尺寸，标准中规定了中链环开口宽度B_min，为确保附件安装不发生干涉，设计时将略大于B_min的链环开口宽度B作为基本尺寸，其极限偏差可取H14或H15。标准中规定的中链环腰部宽度Xa可以作为设计的基本尺寸，其极限偏差可取js14或js15。

标准中规定了中链环头部宽度X的名义尺寸，可以将其作为设计时的基本尺寸，其公差可取±0.4。

2）外链板。

如图5-175所示的X型模锻链外链板，其主要参数有节距p、内壁间距A_W、链板高度F、链板厚度T、销轴扣槽高度H。

节距p、内壁间距A_W是控制链长的主要参数，节距p是个理论参数，实际控制链长的尺寸为A_W。设计时可取A_W=A_n，其公差也可参照中链环选取。

外链板的链板高度F与中链环的链环高度一致，其公差也可参照中链环选取。

图5-175 X型模锻链外链板

标准中规定了外链板厚度T的名义尺寸，可以把它作为设计的基本尺寸，其极限偏差可取js14或js15。(www.xing528.com)

销轴扣槽高度H与销轴内档宽度W是控制外链板间内档宽度Z和保证内外链节相对转角α的关键尺寸，但在标准中未给出此尺寸。对于X458和X678的销轴扣槽高度H，从等强度要求考虑，此尺寸应与458和678中的外链板厚度T相接近，同时可以通过强度校核确认。对于X228和X348可以通过与中链环的危险截面强度以及销轴的剪切强度的等强度计算得到。销轴扣槽高度也可以近似取H=X_a/2。销轴扣槽高度H的极限偏差可取js14。

3）销轴。如图5-176所示的X型模锻链销轴，其主要参数有销轴直径D、销轴宽度L和销轴内档宽度W。

相关标准中规定了销轴直径D的名义尺寸，可以把它作为设计的基本尺寸，其极限偏差可取js14。

标准中规定了销轴宽度L的最大值，设计时可以把此值或比它略小的值作为基本尺寸，其极限偏差可取h13或h14。

销轴内档宽度W是控制外链板间内档宽度Z和保证内外链节相对转角α的重要尺寸，但在标准中未给出此尺寸。由于标准中规定了外链板间内档宽度Z，同时也确定了销轴扣槽高H的尺寸，因而也就可以通过尺寸链计算，得到销轴内档宽度W的基本尺寸：，其极限偏差可取H12或H13。

图5-176 X型模锻链销轴

4）特殊附件。模锻易拆链常常通过带有不同型式的特殊附件，以实现不同输送功能的要求。由于模锻链的附件尚未标准化，因而附件设计时制造厂常常需要与使用方沟通，一方面满足使用方面的特殊输送要求，另一方面有利于生产的工艺性、经济性和产品的可靠性。这些特殊附件的主体基本结构和尺寸往往与标准链条零件基本相同，附加部分的尺寸需制造厂与用户共同确认。

推杆、加长销轴和内、外翼板是常见的模锻链附件，这里仅举几例供设计与使用时参考。

如图5-177所示的推杆是用于积放式悬挂输送机中的常见附件，前已所述，按推块位置和宽度的不同，可分为正位推杆、异位推杆和加宽推杆三种型式。如图5-177a所示是X348的正位推杆的主要尺寸，图5-177b所示是X458的异位推杆的主要尺寸，图5-177c所示是X678的加宽推杆的主要尺寸。

图5-177 推杆

a）X348正位推杆 b）X458异位推杆

图5-177 推杆（续）

c）X678加宽推杆

如图5-178所示的加长销轴，在悬挂输送机中加长销轴用来安装底座，底座上可以安装小车等载体。图5-178a所示的是X678的加长销轴的主要尺寸，图5-178b所示的是698的加长销轴的主要尺寸。

图5-178 加长销轴

a）X678加长销轴 b）698加长销轴

如图5-179所示的翼板，在悬挂输送机中翼板作为承载面，用来满足不同输送位置的要求。图5-179a所示的是X458的内翼板的主要尺寸，图5-179b所示的是X458的外翼板的主要尺寸。

图5-179 翼板

a）X458内翼板 b）X458外翼板

3.零件材料与热处理

模锻链的选材和热处理应综合考虑链条的使用工况、失效形式和链条的技术要求，并充分了解各种材料的性能和特点，做出合理、经济的选择。

模锻易拆链在自动化物流输送中，链条的运行速度一般为0.5～15m/min，高速运行时可达20m/min左右。链条的实际使用工况差异较大，用于涂装、冶金、铸造等行业中其使用工况较差，而用于轻工、食品等行业中则工况较好。实践表明，磨损是模锻链的主要失效形式，而且链条三组件中的销轴磨损最严重。另外，需要指出的是，JB/T3929—1999《通用悬挂输送机技术条件》中规定，链条允许的工作环境温度为-20～180℃；在中等工作条件下，牵引链条的运行速度不大于8m/min的输送机到第一次大修前的使用期限应不少于14500h。在选材与热处理时应充分考虑上述诸多因素与要求。

模锻链零件的荐用材料和热处理硬度可参照表5-86和表5-87。

表5-86 模锻链零件的荐用材料

表5-87模锻链零件的热处理硬度

在轻载、低速和常温条件下，可以选用45钢作为中链环和外链板的材料，选用40Cr作为销轴材料；在中等工作条件下，可以选用40Cr、45Mn2和45MnB作为模锻链零件的材料；在工作条件比较苛刻，例如载荷较大、温度过高时，可以选用35CrMo和42CrMo作为模锻链零件的材料，这是由于铬钼钢的强度高、韧性和淬透性好，而且在高温下有高的蠕变强度与持久极限；在耐磨性要求比较高和有冲击的工况下，可选用28MnSiB作为模锻链零件的材料，虽然28MnSiB的碳含量仅0.24%～0.32%，但由于Mn、Si、B元素的存在，其淬透性好，且有高的疲劳极限，能吸收大量的冲击能量而不产生塑性变形。