(1)提升链的结构设计
1)啮合式套筒滚子提升链。啮合式套筒滚子提升链由链板、销轴、套筒、滚子、销钉等组成,与链条啮合的链轮为齿形链轮。啮合式套筒滚子提升链与传动用套筒滚子链的啮合原理相似,但其作用大不相同,前者节距较长,一般不能润滑,工作环境比较恶劣;而后者为标准节距,需要进行润滑,工作条件较好。由于啮合式套筒滚子提升链工作环境恶劣,因此在设计方面要进行优化,为了适应建材、化工、治金、煤炭、电力等行业的特殊需求,除了应具有足够的强度以外,还要考虑到耐磨损、耐腐蚀、抗高温等综合性能。在选择材质时还要考虑到其热处理性能、加工性能及批量和专业化生产能力,同时还有利于节能降耗、减少成本支出、提高市场竞争能力。
目前市场常用的链板材料有:40Cr,40Mn,45,20 Crmnti,35CrMo等,链板的主要作用是抗拉强度要高,并具有一定的耐磨性,因此其热处理方法一般采用高调质,硬度一般在HRC32~38之间;另外,在链条装配时,内外链板的孔分别与销轴和套筒产生过盈配合,内外链板的孔会受到较大的挤压应力,尤其在斗提机工作时这种应力还要加大,为使链板孔在承受挤压应力时不至于损坏,因此,在设计较大规格斗提机时,要适当加厚链板。这里还要引入予紧力的概念,当链板与销轴、套筒装配后,链板孔周边就产生了予紧力,这种予紧力在链条承受载荷时具有积极的作用,正是由于它的存在使孔和轴的周边达到了zui大的接触,当链条承受载荷时,孔和轴的受力面积达到了zui大值,所以可以承受比较大的力。但是这种予紧力要有一定的限度,超过这个限度,会对孔产生破坏作用。要比较准确地计算这种予紧力,就要进行过盈配合计算,这里就不再介绍,下面就常用的链板孔和销轴(套筒)之间的过盈量列表如表2.22所示。
时于销轴来说,除了受到链板孔的装配予紧力之外,还要受到剪切和磨损,所以在选材时要考虑到其要有良好的热处理性能,目前常用的材料有:45,40Cr,35CrMo,20 Crmnti,42CrMo,30 Crmnti等。销轴的质量要求达到:心部有一定的强度和韧性,一般要求达到HRC38~45,主要发挥抗剪和抗弯性能;表面要有高的硬度,一般要求达到HRC55以上,主要满足在无油润滑状态下的长期磨损。如何作到心部强度高、韧性好,表面硬度高、耐磨损,一般情況下,至少要进行两次热处理。当销轴粗加工后,首先进行第一次热处理,这次热处理的目的是在确保材料韧性的情况下,尽可能地提高其强度,使材料发挥出zui大的抗拉潜能;然后进行第二次热处理,这次热处理的目的是对其磨损部位进行高频淬火,使该部位表面达到高硬度。高频淬火的深度一般要求超过1mm。zui后,进行磨削加工,使配合面达到高精度,确保装配和使用。对于重要场合使用的斗提机,其销轴还要逐一进行磁粉探伤,确保万无一失。
套筒主要考虑到耐磨损、抗挤压,由于其内孔与销轴接触,外圆与滚轮接触,内外都处于磨损状态。因此其不但要有高硬度,考虑到要承受很大的挤压应力,所以要保证有一定的厚度,否则很容易碎裂。套筒的常用材料如:20Cr,20CrMo,20 Crmnti等,需要进行渗碳淬火,热处理硬度HRC55以上。
滚轮装在套筒的外圆,与链轮啮合,其厚度通常大于套筒厚度,热处理硬度一般在HRC50左右。当链轮的轮齿与滚轮接触的瞬间,两者的啮合点会产生一定的位移,所以需要用滚轮过渡一下使滑动变为滚动以减少摩擦力和磨损。
由于销轴与套筒、套筒与滚轮要转动灵活,必须要有一定的间隙,斗式提升机这个间隙不能大但也不能小,如果大了会影响装配精度(国家标准规定链条3000mm长时的极限偏差为+0.25%),同时间隙过大会造成两者接触面积减少,增大挤压应力,使得磨损加剧,减少使用寿命;如果小了就会影响转动,这是因为零件在热处理后多少都会发生变形,套筒的内孔在热处理后一般不再加工,通常销轴与套筒之间的间隙为0.2~04mm,套筒与滚轮的间隙为0.4~0.5mm。