某企業(yè)2 500t/d生產(chǎn)線投產(chǎn)不到半年，輸送熟料的鏈斗輸送機多次出現(xiàn)故障，最多時一個星期幾次被迫停機修理，嚴重影響了生產(chǎn)。為此，我公司于2010年初對該輸送機的鏈條進行分析研究，對鏈條結構、選材及熱處理進行了改進。
1鏈條的失效分析
熟料采取二級輸送，1號機長度為42m，2號機長度為58m，輸送機傾角為420，速度為15.6m/min，熟料溫度約為20℃，輸送機鏈條結構見圖1。
輸送機在生產(chǎn)中出現(xiàn)的問題：
1)銷軸和套筒在鏈板孔中轉(zhuǎn)動，造成脫銷和鏈節(jié)散架。
2)銷軸與套筒的配合面內(nèi)進入粉塵，產(chǎn)生磨粒磨損，銷軸最大磨損量達6.5mm。
3)鏈條與鏈輪的嚙合不正常，常出現(xiàn)鏈條爬齒，多次拉壞尾架。在嚙合過程中套筒和輪齒不是滾動嚙入，而是相對滑動，滑動面不但沒有潤滑，還粘有一層堅硬的熟料粉，使得摩擦力很大，加快套筒嚙合表面的磨損，不到一年全部套筒近乎磨穿。
4)滾輪內(nèi)孔與其配合的軸磨損后間隙大，造成輸送不平穩(wěn)，摩擦阻力大，使運轉(zhuǎn)電流波動大(35～50A)，減速器高速軸經(jīng)常斷裂。
2改進方案
2.1鏈條結構的改進
1)改變套筒、銷軸與內(nèi)外鏈板的配合結構
套筒兩端銑邊，銷軸開口銷端銑邊，銷軸與外鏈板、套筒與內(nèi)鏈板的配合過盈量加大(過盈量0.10～0.15mm)，以解決銷軸與外鏈板、套筒與內(nèi)鏈板的相對轉(zhuǎn)動問題。
2)套筒鏈改為滾子鏈
在套筒外加套一個壁厚為12mm的滾子，使鏈條結構由套筒鏈變?yōu)闈L子鏈。這樣，滾子與輪齒嚙合時為滾動嚙人，減少滾子和輪齒的相互磨損。改后的套筒部位結構見圖2。
3)滾輪結構的改進
在滾輪內(nèi)安裝帶防塵蓋的滾動軸承（見圖3），減少滾輪內(nèi)的摩擦力，保證滾輪的靈活轉(zhuǎn)動，減小鏈條的最大張力，從而避免減速器高速軸的斷裂。滾輪軸一端與鏈板配合面銑邊加工，防止其轉(zhuǎn)動。另外適當加大滾輪軸的外徑，在軸上安裝油嘴，在輸送機合適位置安裝自動注油裝置，定期對滾輪注油潤滑。
2.2優(yōu)化選材和熱處理工藝
鏈條零件的表面硬度既要保證耐磨，又要兼顧耐疲勞，必須做到套筒、銷軸和滾子3個零件表面硬度的合理匹配，才能有效提高鏈條的使用壽命。經(jīng)檢測，原有鏈條的銷軸和套筒材料均為40Cr，銷軸表面硬度為HRC27-32，套筒表面硬度為HRC42-45。根據(jù)水泥熟料輸送鏈條的服役條件和失效分析，有必要憂化選材和熱處理工藝。
1)銷軸的材料和熱處理
為提高銷軸與套筒的耐磨性和抗疲勞性能，銷軸采用中碳調(diào)質(zhì)鋼35CrMo代替40Cr鋼，35CrMo鋼的強度高、韌性好、淬透性較40Cr鋼高，而且在高溫下有高的蠕變強度與持久強度，其長期工作溫度可達500℃，能完全滿足水泥熟料輸送的環(huán)境。35CrMo經(jīng)滲碳淬火+中溫回火能獲得彌散分布的顆粒狀碳化物的滲碳組織及回火屈氏體芯部組織，經(jīng)過處理的銷軸表現(xiàn)出表面耐磨、芯部強韌性好、抗塑變能力高的綜合機械性能。回火屈氏體具有一定的強度和韌性，同時兼有高的彈性和屈服極限，從耐磨性角度來看，組織為屈氏體的芯部其抗塑變能力更強，因而表層的剝落概率更小，銷軸的耐磨性能得到提高。
2)套筒和滾子的材料和熱處理
套筒和加裝的滾子選用20CrMo合金鋼，20CrMo鋼具有熱強性高，在500～520℃時，熱強度仍高，淬透性較好，能長期工作在250CC以下的工作環(huán)境。20CrMo鋼采用快速氣體滲碳工藝，淬火后表層能獲得高硬度的馬氏體組織，達到提高表面硬度、耐磨性及疲勞強度的目的，回火后套筒表面硬度控制在HRA77-81，滾子表面硬度控制在HRA72-76，合理調(diào)整套筒和滾子的硬度梯度，有效提高鏈條的磨損壽命和抗沖擊能力。
3)制造工藝的改進
由于內(nèi)外鏈板孔心距較長，下料后和熱處理后變形較大，沖孔前和熱處理后進行兩次鏈板整平處理，確保鏈板孔距的精度，使裝配后的鏈節(jié)框架正確，保證輸送的平穩(wěn)性。鏈板沖孔后進行擠孔工藝，提高鏈板孔配合面的光亮帶，保證銷軸和套筒與鏈板的連接牢固度，防止因銷軸和套筒松動而產(chǎn)生的鏈板孔磨損問題。
3改進效果
改進后的鏈條已輸送水泥熟料58萬t，運轉(zhuǎn)正常，檢測單節(jié)距無明顯變化，檢查各轉(zhuǎn)動副的摩擦部位，其磨損量都非常小，最大不到0.2mm，也未出現(xiàn)銷軸轉(zhuǎn)動、異常磨損和鏈板脫落現(xiàn)象，運轉(zhuǎn)電流(28～32A)及其波動比原來大大減小，整機運行平穩(wěn)，減速器高速軸也再未發(fā)生過斷裂。
