水泥工业用链的选用原则及使用要点

水泥行业在国民经济发展中起着重大作用，链条是水泥生产线中不可缺少的重要机械基础件，水泥工业用链是指水泥生产应用中所有传动、输送及提升用链条的总称。水泥工业作为一个特种行业，其链条应用的类型很多，按照制造方法的不同可分为圆环链、铸造链（湿法窑用链条）、锻造链（熟料输送）以及链板冲压成形的套筒滚子链等[1]。其中，套筒滚子链是水泥行业中用量最大、应用范围最广的链条，广泛用于斗式（垂直）提升机、鳞板输送机、链斗输送机和埋刮板输送机等设备上，本文以套筒滚子链为例，来阐述水泥工业用链的选用原则及使用要点

1、水泥工业用链的选用原则1.1传动链的选用原则在水泥行业中常用到的传动套筒滚子链主要有短节距精密套筒滚子链（GB/T1243—2006）、双节距精密滚子链（GB/T5269—2008）和重载传动用弯板滚子链（GB/T5858—1997），其中短节距精密套筒滚子链用量最多，应用范围最广。对于传动用短节距精密套筒滚子链，可根据GB/T18150—2006《滚子链传动选择指导》的标准要求选择。需要注意的是，该标准中规定的套筒滚子链的额定功率曲线是在特定的条件下制定的，根据规定条件选择的滚子链传动的预期使用寿命为15 000h，它提供的是以疲劳失效为基础，综合考虑其他形式的失效，并通过大量试验验证获得的许用传动功率[2]。选用时，在承载能力足够的条件下，应尽可能选取小节距的单排链条，以减小链传动的多边形效应。链条的节距越大，承载能力越高，但往往振动和噪声越严重，链传动结构尺寸也增大。当传动空间有限需要尺寸更紧凑时，可选用多排链条。一般在传动比大，中心距较小，小链轮的包角较小而载荷又比较大的情况下选用小节距多排链；在传动比小和中心距大，而传动速度不太高的工况下选用大节距单排链条。双节距精密滚子链是由传动用短节距精密滚子链派生出来的，其传递的功率和速度相对要低一些，当传动中心距比较长时可选用双节距精密滚子链。弯板链适用于低速、重载、有粉尘和两链轮不易共面等繁重工况下的开式动力传动场合。链板的折弯使链条更适合有较大冲击载荷和启动频繁的间歇性传动工况。对于低速重载链传动（v≤0.6m/s），链条的主要失效形式为过载拉断，因此，可根据静强度计算，校核其静强度的安全系数n，来确定弯板链的具体型号，n应满足式（1）的要求。n=Fu/（f1×F）≥[n]（1）式中：Fu——链条最小抗拉强度，kN；f1——应用工况系数，可参照查阅GB/T18150—2006中的表2数据；F——链条所承受的有效拉力，即有效圆周力，kN；[n]——许用安全系数，一般取4~8[4]。对于速度较低、从动系统惯性较小、不太重要的传动或者有效圆周力的确定比较准确时，许用安全系数可取较小值；对于振动较大、交变载荷变化较大的传动时，许用安全系数应取较大值。1.2输送链的选用原则1.2.1输送链的类型水泥工业用链中有部分输送链条参照标准输送链生产，主要有M系列长节距输送链和MC空心销轴链（GB/T8350—2008）、钢制套筒链（JB/T5398—2005）、输送用钢制滚子链（JB/T10703—2007）、埋刮板输送链（JB/T9154—2008）等，也有部分设备的链条选用FV型实心销轴输送链和FVC型空心销轴链（DIN8165：1992）等国外标准。其中，M系列长节距输送链是水泥行业应用最多的标准输送链条，例如，SDBF型链斗输送机系列的牵引链条选用GB/T8350—2008中的M160、M224、M315、M450等链条节距系列进行匹配；在输送类似水泥物料等倾角不大于45°的鳞板输送机（JB/T7013—2008）的标准中，明确规定了选用的输送链应符合GB8350标准的下列型号：M224-S-200、M224-S-250、M315-S-200、M315-S-250、M315-S-315、M450-S-200、M450-S-250、M450-S-315、M630-S-250、M630-S-315、M900-S-250、M900-S-315[5]。部分输送链是在短节距精密套筒滚子链（GB/T1243—2006）或双节距精密滚子链（GB/T5269—2008）的基础上，通过链板加高或折弯、销轴延伸、两边加装侧滚轮等方式演变为输送链，对于短节距精密套筒滚子输送链适用于那些要求链条强度大、结构紧凑、尺寸精密、运转平稳的场合。当然，目前国内水泥工业用链中有许多套筒滚子链是不符合现行标准的，但用量很大。本文收集整理了部分不符合标准，但又在国内很多水泥生产企业大量使用并基本形成系列的NE型斗式提升机用链、FU型埋刮板输送机用链、DS型链斗输送机用链的基本参数及尺寸，供行业技术人员设计选用时参考。NE型斗式提升机用链的结构见图1，基本参数与尺寸见表1。表1NE型斗式提升机用链基本参数图1NE型斗式提升机用链结构FU型埋刮板输送机用链的结构见图2，基本参数与尺寸见表2。DS型链斗输送机用链的结构见图3，基本参数与尺寸见表3。1.2.2输送链选用的一般步骤（1）根据输送机的要求来选定链条的类型与结构型式，比如，选用套筒链还是滚子链以及滚子的结构型式等。（2）根据输送机的动力来计算所需要的链条强度，从而选择链条的最小抗拉强度。图2FU型埋刮板输送机用链结构图3DS型链斗输送机用链结构（3）根据输送条件来选定链条的节距值，链条节距应满足附件间隔的要求，同时应考虑选用的经济性。（4）根据输送的功能要求选择合适的链条附件。1.2.3输送链结构型式的选择原则（1）输送链结构选用应考虑力流路线最短的原则，力流路线所经过的各零件设计应考虑等强度原则。按此原则和实际使用工况可确定滚子型式。滚子主要有三种结构，分别是：大滚子——滚子外径大于链板高度，使用时滚子沿导轨滚动，适用于长距离的输送，输送尺寸大、重量大的物料；小滚子——滚子外径小于链板高度，链条制造成本低，适用于重量较小的短距离输送及垂直输送；带边滚子——滚子外径大于链板高度，且一侧带法兰边，适用于输送距离长和要求控制横向移动的场合。（2）提升机中凡处在自由悬挂状态下工作，以及加料时暴露在被输送物料中的链条，优先选用钢制套筒链。（3）对链条悬架在轨道上的重型提升机，则优先选用M系列长节距输送链。（4）斗式提升机链条选用单挂结构还是双挂并用结构，这主要取决于料斗长度和链条强度。用单挂链条做牵引构件，并且其长度较长时，链条有扭曲的危险。一般仅在高度较低的轻型提升机中选用单挂结构。1.2.4输送链附件选用原则输送链是借助链条本身及附件来实现各种输送功能的，链条的附件应根据实现推、刮、托、提等输送功能的要求来选择。一般标准输送链中都提供相应的标准附件，设计人员应尽量优先选用需要的标准附件，当标准附件不能满足需要时，才考虑设计特种附件。1.2.5产品具体型号规格的选用有的标准和链条制造商的产品样本中提供了许用工作载荷，这时可根据链条的最大计算工作载荷Fc对照标准和样本中提供的许用工作载荷，即可确定所用链条的具体规格。当标准中只提供链条最小抗拉强度，未提供许用工作载荷时，一般可校核其静强度的安全系数n来确定输送链的规格，n应满足式（2）的要求。n=Fu/Fc≥[n]（2）式中：Fu——链条最小抗拉强度，kN；Fc——链条的最大计算工作载荷，kN；[n]——许用安全系数，一般取6~10。对于速度较低、从动系统惯性较小、链条的计算工作载荷的确定比较准确时，许用安全系数可取较小值；对于振动较大、交变载荷变化较大时（例如，垂直提升链）、高低温环境以及腐蚀性环境中许用安全系数应取较大值。另外，也可用计算铰链比压Pr来确定选用链条的规格大小，铰链比压Pr应满足式（3）的要求。Pr=Fc/A≤[Pr]（3）式中：Pr——铰链比压，MPa；Fc——链条的最大计算工作载荷，kN；A——铰链承压面积，mm2；[Pr]——铰链许用比压，MPa。式（3）中的铰链承压面积A为销轴在套筒长度上的投影面积，其计算见式（4）。A=d2×b2（4）式中：d2——销轴直径，mm；b2——内链节外宽（相当于套筒长度），mm。对于温度高、污染重、有冲击、润滑不良等苛刻条件下使用的输送链[Pr]一般取20MPa，对于输送工况和润滑良好的条件下使用的输送链[Pr]通常取40MPa。

2、水泥工业用链的使用要点2.1链条安装前的准备2.1.1链条的检查安装前应检查链条型号和数量是否正确，外观是否完好，零件是否缺损，附件是否正确等。对于双挂并用结构的输送链，应选用同一制造厂家生产的同批次链条，原则上不允许不同制造厂家的链条混用。链条双挂并用通常有同步精度的要求，且精度要求远高于链条实际制造的链长精度要求，例如，按GB/T8350—2008生产的长节距米制输送链要求链长精度控制在公称长度的0~+0.25%，按JB/T5398—2005生产的钢制套筒链要求链长精度控制在公称长度的0~+0.32%，而配对链条的同步精度要求一般不超过公称长度的0.07%，因此，即使是同一厂家生产的不同批次的链条也应进行选配安装，否则，会发生虽然链条都符合链长精度要求，但安装时有可能产生两边链长不一致的风险。2.1.2链轮共面性检查安装前应检查各对传动链轮是否保持共面。链轮不共面会造成链条脱不开链轮、容易产生链条死节，链板与链轮严重侧磨，传动噪声大等后果。2.2链条安装要点2.2.1注意链条与止锁件的安装方向对于带附件的链条，安装时应注意附件的位置与方向，以免二次安装。一般情况下，对于重载传动用弯板滚子链安装时应注意链条运行方向为链节的窄端在前，宽端在后。卡簧、开口销、T型销等止锁件是防止外链板在销轴上发生轴向窜动后外移脱落的零件。链条在运行时，止锁件与设备上的其他部件可能会发生碰撞而脱落，因此止锁件的安装方向及弯曲角度至关重要。通常，安装时卡簧的开口方向、T型销的弯曲方向、开口销的开口端应与链条运行方向相反。另外需要注意的是T型销的弯曲角度一般不小于30°（见图1~图3）。2.2.2链条连接时注意点对于小节距链条，可把两个连接端放在链轮的两个相邻齿槽中，利用链轮齿槽定位把连接链节插入套筒内；对于大节距链条或者重量大的链条，安装时须将链轮制动，以防链条两端连接时链轮旋转，并用张紧工具将链条两端收紧到一个节距，以便插入连接链节时两个销轴不会张开变形；对于长跨度或长节距链条，连接时须对链条加以支撑；对于倾斜输送和垂直提升的链条，安装时要防止链条的滑落，以免造成人身和财产伤害。2.2.3链条松边保持合适的垂度安装时链条松边应保持适当的垂度。过大的垂度会使链条与链轮的啮合变坏，使链边振跳，易导致爬高和跳齿；过小的垂度则会使紧边张力过大，导致链条铰链的磨损加快和轴、轴承的负荷加重[6]。对可调中心距的水平和倾斜传动，链条垂度应保持为中心距的1%~2%，对垂直传动或受振动载荷、反向传动及动力制动时，应使链条垂度更小些。2.2.4链条通道应保持畅通安装时应关注链条通道的畅通，防止链条运行时与其他部件刮擦或异物卡阻，使链条载荷剧增，造成链条的损坏。2.3安装后的试运行试运行前应对安装好的链传动进行全面检查，首先确认链条附件、止锁件及紧固件正确牢固连接，链条最好经过润滑，一切就绪后方可空载启动。如果链传动采用变频调速，空载启动时应将速度先调至低速，待链条转动一圈以上，查看链轮和导轨是否正确安装，链条是否完全得到导轨支撑，链条运转是否平稳，有没有非正常噪声和抖动，链条与通道是否有刮擦，滚子与铰链是否转动平稳等，确认运行状况良好后，方可逐步调高速度。如有可能还应重复进行空载启动与停车测试以及空载连续运行检测。2.4维护保养注意点实践表明，维护保养工作做得越好，链传动的故障就越少，可以节约费用，延长使用寿命，充分发挥链传动的工作能力。日常维护保养应注意以下几点：（1）检查链条、链轮是否保持良好的工作状态以及链条通道是否畅通。（2）经常检查和调整链条松边垂度，确保链条松边保持适当的垂度。链条在初期使用时由于零件变形等原因会有一定伸长，而且初始伸长会大于正常磨损，因此初始使用第1周应每天1次进行检查或调整；进入正常磨损的第2~4周应每周2次进行检查或调整；使用4周后应每月2次进行检查或调整。经常检查和调整链条松边垂度是链传动保养工作的重要项目。（3）检查链条是否保持良好的润滑。链条润滑的好坏，直接关系到链条的磨损及使用寿命。不管采用哪种润滑方式，最重要的是能使润滑油脂及时、均匀地分布到链条铰链的间隙中去。在多粉尘环境中，应考虑在润滑的同时防止粉尘进入铰链中，推荐使用干膜润滑剂。如无必要，尽量不采用黏度较大的重油或润滑脂，因为它们使用一段时间后易与尘土一起堵塞通往铰链摩擦表面的通路。应定期将滚子链进行清洗去污，并经常检查润滑效果，必要时应拆开检查销轴和套筒，如摩擦表面呈棕色或暗褐色时，一般是供油不足，润滑不良。（4）定期检查链条磨损伸长，并及时调节链条的张紧装置，使链条保持合适的张紧度。链条磨损伸长，垂度过大，容易引起链条跳齿或抖动。一般链条节距平均伸长超过链条公称节距的3%时，链条与链轮啮合时易出现爬齿，不能正常啮合，需要更换链条。（5）定期检查链条零件的磨损情况。链条的使用寿命不仅取决于链条节距的伸长，也取决于每个零件的磨损。当发现磨损超过零件的磨损极限，应及时更换链条。一般情况下，当大滚子或带边滚子输送链的滚子磨损到使链板与导轨接触时，应更换链条；当输送链的小滚子或套筒出现磨穿孔或裂纹时，应更换链条；当链板厚度的磨损量超过原始厚度的1/3或链板侧边的磨损量达到链板总高度的