延长滚子链的磨损寿命

滚子链传动是工业中用于传递动力和输送产品的主要系统之一。由于滚子链传动被广泛使用，生产率高度依赖于滚子链的性能。因磨损而过早伸长（拉伸）且需要频繁更换的滚子链将对生产率产生负面影响并增加运营成本。

本文提供的信息超出了延长滚子链磨损寿命（润滑和一般维护）的明显因素，并检查了其他因素，例如滚子链部件的制造、准备和组装。这些因素对于实现最长的磨损寿命至关重要。

图 1. 磨损图。

润滑和维护： 滚子链在运行过程中适当润滑和维护的重要性怎么强调都不为过。根据驱动器的规格严格遵守润滑类型和方法，不仅会减少磨损，还会产生其他好处，例如缓冲冲击载荷和散热。但润滑只是最大限度延长驱动器使用寿命所必需的过程的一部分。选择质量链同样重要。

链条磨损： 滚子链是一系列连接的轴颈轴承，它们在进入和离开链轮时进行铰接。这种铰接会导致销和衬套磨损。随着材料从这些表面磨损，滚子链逐渐拉长（图 1）。

磨损导致的伸长是驱动操作过程中的正常现象。磨损率取决于几个因素；这些包括：适当的润滑、负载以及销和衬套之间的铰接频率和程度。关键磨损部件、销和衬套的制造需要对细节的最严格的关注。这从正确选择原材料、零件制造以及装配之前和包括装配的零件准备开始。所有这些都是实现最高性能的关键要素。如果磨损部件不是最高质量的，不管其他因素如何，滚子链的磨损寿命都会受到影响。

磨损伸长率测量： 可以进行磨损测量以确定链条是否已拉长到需要更换的长度。为确保结果准确，必须在链条处于张紧状态时对滚子链条进行长度测量。如果在链轮上测量链条，则必须关闭系统并遵循所有安全程序。测量链条的紧密跨度。如果链条已从链轮上拆下，应将 ANSI 规定的测量载荷施加到链条上，以消除松弛。

从一个引脚的中心到另一个引脚的中心尽可能地进行测量。测量中包含的节距（引脚）越多，精度越高。如果测量值超出标称值超过允许的百分比，则应更换链条。根据链轮设计，大多数工业应用的最大允许磨损伸长率约为 3%。对于 68 齿或更大齿数的大链轮，允许的链条磨损百分比可以使用关系式 200/N 计算，其中 N 是大链轮的齿数。这种关系通常很有用，因为 3% 的正常最大允许链条磨损伸长率仅对大链轮中的 67 个齿有效。在中心距固定的驱动器、平行运行的链条或需要更平稳运行的地方，将磨损限制在大约 1.5%。

例如，如果测量了 #80 链条的 12 个节距（12 个销）并且结果为 12.360 英寸或更大（使用 3% 作为最大允许磨损），您应该更换链条。大多数工业标准仍然可以接受任何小于 12.360 英寸的尺寸。

图 2 和图 3。右侧引脚的外壳深度比左侧引脚浅得多。

制作： 必须完成磨损部件的制造，以便按照链条制造商的规格获得所需的组装和性能。销通过模具“冷拔”以产生尺寸公差非常小的直径。然后销钉经过无心研磨过程，去除任何表面缺陷，使销钉表面具有镜面般的光洁度。这种表面处理使表面具有均匀的承载区域，可将承载压力均匀地分布在销的整个长度上。最终，销上的磨损均匀地分布在销的整个长度上，从而延长了链条的使用寿命。

衬套还经过研磨过程，以确保轴承表面均匀。衬套的内径和外径有严格的公差，以确保圆度。衬套的圆度至关重要，可提供销和衬套之间的最大接触面积。接触区域内的任何不规则表面都会导致磨损加速和链条寿命缩短。链条制造商制造过程的每一步都旨在赋予耐磨部件特性，从而共同最大限度地提高链条的耐磨性能。

热处理： 磨损部件的适当热处理是获得最佳磨损寿命的关键方面。磨损部件的机械和物理特性可以通过热处理发生很大变化，如果处理不当，可能会导致弊大于利。因此，必须了解并严格控制热处理才能获得最有效的结果。考虑到这些标准，一些链条制造商雇佣自己的冶金师和实验室人员来密切监控和保持最高质量标准。

标准销和衬套经过渗碳或表面硬化处理。这一过程将零件的外部转变为坚硬、耐磨的表面，但使内核保持坚韧和延展性，以吸收正常的冲击载荷。

磨损部件热处理的两个关键要素是表面硬度和表面深度。这些元素必须在允许最大耐磨性和耐用性的范围内。如果表面硬度的深度太深，零件会变脆并在操作过程中破裂。如果表面硬度的深度过浅，表面硬度会过早磨损并迎来快速伸长。

在图 2 中，显微照片显示了滚子链销的外壳深度。表壳深度可以被视为红色箭头指示的较浅的灰色环。浅表层深度不利于链条的磨损寿命，导致其在浅表层硬度磨损后迅速伸长。

由于经过适当热处理的磨损部件与未经过适当热处理的磨损部件之间存在细微差别，因此一些链条制造商经营自己的热处理部门，以确保过程的各个方面都受到严格控制。

图 4. 预加载图表。

预加载： 组装后，链条制造商对链条施加初始载荷，称为预载荷。这种预加载近似于服务中推荐的最大加载。预加载可以静态或动态完成。预加载是作为各种链条组件（例如销、衬套和链板）的最终对齐完成的。

预加载有助于大大消除低质量链条中常见的初始伸长率。消除这种初始伸长可以增加使用寿命。预加载图表（图 4）说明了通过获得额外的磨损寿命来预加载的好处。未施加预紧力或施加少量预紧力的链条在变平之前的驱动器初始启动期间将经历显着的伸长量。然后链条将以稳定的速率伸长，直到磨损部件上的表面硬度消失并且链条经历快速伸长。已正确预加载的链条在初始启动期间的伸长率非常小，从而延长了磨损寿命。

成本收益： 最终，所有这些加起来就是一条高质量、高性能的滚子链，它将提高您的驱动器的性能，并从长远来看保持低成本。

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