[發明專利]一種大接觸面低應力鏈條、編芯及制備方法

在審

• 申請號: 201911376329.7
• 申請日: 2019-12-27
• 公開（公告）號: CN111022582A
• 公開（公告）日: 2020-04-17
• 發明（設計）人: 王俊;李振勇;杜建華
• 申請（專利權）人: 北京華海基業機械設備有限公司
• 主分類號: F16G15/12
• 分類號: F16G15/12;B21L1/02
• 代理公司: 中國兵器工業集團公司專利中心 11011
• 代理人: 王雪芬

本發明涉及一種大接觸面低應力鏈條、編芯及制備方法，屬于礦用鏈條技術領域。本發明通過設計新的編芯圓弧段外緣輪廓的半徑，迫使棒料在彎曲成鏈環的過程中，鏈環圓弧段橫截面變成由多段圓弧構成，與相鄰鏈環接觸一側的橫截面半徑與相鄰鏈環內側圓弧的半徑相等或近似相等，此時兩個相鄰鏈環的接觸面以同心圓的方式相接觸，整個接觸面近似為一個馬鞍面，從而實現了一種新型的鏈環接觸形式，增加了相鄰鏈環之間的接觸面積，降低了鏈環接觸區域的接觸應力，降低了鏈環發生接觸疲勞、腐蝕疲勞以及應力腐蝕的風險，提高了鏈條使用壽命。

技術領域

本發明屬于礦用鏈條技術領域，具體涉及一種大接觸面低應力鏈條、編芯及制備方法。

背景技術

當前礦用鏈條主要有兩種類型，一種是圓環鏈，所有鏈環均為圓形截面棒料彎曲成環狀，隨后焊接成型，另一種是緊湊鏈及超扁平鏈，由圓環和扁環交替連接而成，圓環常是圓形截面棒料沿編芯彎曲之后再焊接成型，扁環通常是整體鍛造成型，或者由圓棒料鍛造成不同截面形狀的扁棒，隨后沿編芯彎曲再焊接成型。當前的鏈條無論哪種類型，在兩個臨近鏈環連接部分的圓弧段截面均為圓形或半圓形，如圖1中陰影部分的形狀。通常情況下棒料在沿編芯彎曲成型時，在圓弧段編芯的外形尺寸也會設計成與棒料直徑相同或相近的外形尺寸，以約束棒料在彎曲變形過程中盡可能保持圓形截面的形狀。由于棒料在彎曲變形過程中鏈環圓弧段的圓形截面出現輕微變形，沿著鏈條長度方向的直徑會略小，而垂直于鏈條長度的方向，截面直徑會略微增大，使得截面直徑出現長軸與短軸的情況，但是總體的截面形狀仍然是圓形，圓弧半徑仍然約等于棒料直徑。

圖1為現有鏈條典型的鏈環彎曲成型示意圖。圖1中1為編芯的上端模具，2為彎曲的鏈環橫截面剖面，3為編芯下端模具。通常情況下模具的半徑r與鏈環棒料的半徑相等或近似相等。為了方便理解，這里需要對涉及的3個半徑及符號進行說明。首先是棒料的截面半徑，用r表示。其次是棒料彎曲成鏈環時，棒料的軸線會沿著兩端為圓弧的編芯彎曲變形，從圖1的俯視圖看，棒料彎曲變形后在圓弧段會有兩段圓弧的輪廓線，其中棒料與編芯圓弧重合的彎曲圓弧半徑為R。最后，編芯與棒料接觸的表面并非是一個平面沿編芯外輪廓線卷曲形成，而是一個半徑與棒料截面半徑r近似相等的半圓曲線沿編芯輪廓線掃略形成的凹槽型曲面，棒料的彎曲過程實際上是嵌合在編芯的U型凹槽中變形的，凹槽底部半徑通常在(1～1.05)r之間，由于編芯凹槽的約束作用，棒料在彎曲變形之后的圓弧段橫截面仍然近似為半徑為r的圓形，這里要說的是編芯U型凹槽的截面半徑為(1～1.05)r，與棒料的截面半徑一致。

現有鏈環由于在兩個鏈環連接部位接觸的圓弧段均為圓形，如圖2所示，圖中R為鏈環圓弧段內圓弧半徑，r為平環及立環圓弧段截面半徑。圖2中立環與平環的接觸實際上是立環的半徑為r的圓弧與平環半徑為R的圓弧相切的方式接觸，接觸面實際上是一個點，鏈環在受拉伸力的過程中由于變形，實際的接觸面是一個比較小的“十”字形。此時鏈環接觸位置會形成較大的壓縮應力，這一應力的存在會導致接觸位置較快磨損，另外容易發生接觸疲勞，出現裂紋之后會進一步在裂紋內部形成拉伸應力，在腐蝕環境中還會導致應力腐蝕，從而加速鏈條失效斷裂。

發明內容

(一)要解決的技術問題

本發明要解決的技術問題是：如何延長鏈條的使用壽命。

(二)技術方案

為了解決上述技術問題，本發明提供了一種用于大接觸面低應力鏈條的編芯的設計方法，該編芯與鏈環棒料圓弧段接觸的U型凹槽的半徑設計成鏈環圓弧段內圓弧半徑R的0.85～1.15倍。

優選地，該編芯與鏈環棒料圓弧段接觸的U型凹槽的半徑設計成鏈環圓弧段內圓弧半徑R。

本發明還提供了一種利用所述的設計方法設計的編芯。

本發明又提供了一種大接觸面低應力鏈條的制備方法，該方法中，鏈條的鏈環由鏈環棒料制成，且使用所述的編芯進行彎曲成型。

優選地，采用的鏈環棒料為圓棒料。