较大尺寸双排链轮的焊接结构改进


时间:2020-09-11 03:39

  程仲文,孙建仁(兰州工业高等专科学校 机械工程系,甘肃 兰州 摘要:焊接链轮毛坯具有成本低、生产周期短的特点,但链轮结构影响焊接毛坯变形及强度,通过改进链轮毛坯的结构有效克服焊接所带来的负面影响,使得焊接链轮结构适应生产要求而得到广 泛应用 词:较大尺寸双排链轮;链轮结构;强度;经济性中图分类号: 文献标识码:较大尺寸双排链轮的制造比较困难,而且这类链轮在单台设备中数量较少,属单件、小批量生产,生产 成本居高不下,生产周期相对较长 为了解决生产中的这一难题提出一种这类链轮的焊接结构制造方法, 通过研究和工程实践,该方法在简化制造工艺、缩短生产周期和降低生产成本方面具有较大优势 铸造结构该结构对于较大尺寸链轮是经常采用的方法,适合于批量生产 铸造能实现复杂形状零件的毛坯制 造,生产上用球墨铸铁或铸钢铸造毛坯,常见结构 焊接结构该结构是生产上焊接较大尺寸双排链轮常采用的方法,生产比较灵活,适合于单件、小批量生产,但对 于双排链轮存在狭缝难以焊接,焊后易变形,外形粗糙等缺陷 常见此类结构有双板式焊接结构(见图 )、圈板式焊接结构(见图)、双板螺栓联接式焊接结构 改进链轮焊接结构结构如图 所示,由两块钢板、厚壁管、轮毂、环形板 焊接而成 时采用该结构较为合理,如图 改进链轮焊接结构,其中 为排距,由传动链节距确定;为环形板外径; 为链板高度; 为链轮分度圆直径; 为钢板厚度,为链轮轮齿根部厚度, 为链轮孔直径, 形坡口,保证焊接强度,防止机加工时切削焊缝,各焊缝处在机加工时只允许光整加工,防止减弱各焊缝强度 实践证明,若采用以上结构尺寸 所设计的链轮在制造时不仅焊接方便,而且有效克服了焊接变形,强度有所加强,从外形看似乎是实心 制造工艺性铸造结构双排链轮一般的工艺路线为:制模 面热处理由于存在模型制造,对于单件、小批量生产模型费用较高,整体工艺路线较长,生产周期难以缩 短;另一方面,铸造结构常采用球墨铸铁或铸钢,特别是铸钢,浇注过程中钢水的流动性能较差,常出现缩 孔、气孔、砂眼、浇注不足等缺陷,当缺陷出现在轮齿部位时,整个毛坯报废 焊接结构常用生产工艺过程一 般为:粗加工轮毂、辐板、齿圈等 齿面热处理制造用材一般为钢板,轧制钢轮 毂,必须焊缝达到要求,所用材料无缺陷 通过两种工艺路线比较不难发现,焊接工艺流程简单,生产比较灵活,但受所采用的结构、焊接方法影 响较大,若结构不当,会带来较大的毛坯变形,焊接难以操作等缺陷双板式焊接,当链轮尺寸较大时,两板 悬臂较长,链轮在传动过程中易受力弯曲,使双排轮齿不对正,加剧了链条和链轮的磨损,严重时会造成掉 链,链条剪切断裂,而且双板只能单面焊接,焊接强度难以保证,一般只适用于 ,轻载时采用采用圈板式焊接,齿圈大、壁薄,机加工时难度增加,焊接后极易变形而产生以轮毂为中心的凹形,所生产 的毛坯难以达到要求 双板螺栓连接式,在一定程度上改善了焊接变形、悬臂、焊接操作困难等缺陷,但联 接螺栓受震动后会松动,两板在圆周方向受力不均产生位移,影响啮合精度,可靠性降低 新型焊接链轮结构,在双板式的基础上增加了厚壁管,环板分部位焊接,使悬臂结构彻底消除,环板位 置接近链轮齿根部位,焊接操作非常方便,并把厚壁管全部封闭,整体在机加工后,无论从端面、圆周方向 看都象实心,环板焊接时必须开工艺孔,便于封闭空间,空气流通 强度由于结构强度较为复杂,这里只做定性比较分析,新型焊接链轮结构和其它焊接结构相比较,焊缝数 量增加,厚壁管与环板在沿链轮径向不同部位焊接,强度显然增强;与铸造结构相比较,单板轮辐变成双 孔板,若两板厚度之和等于铸造轮辐厚度时,新型焊接链轮传递的扭矩、抗弯强度远大于铸造结构 比较)所用材料:铸造链轮用球墨铸铁或铸钢;焊接用钢板、钢管和锻造轮毂;)生产工艺:铸造结构工 艺路线较长,生产周期长;)重量:若采用本文所述结构尺寸,经过实验,焊接结构与铸造结构相比较,重 量减轻 结论通过以上几方面的分析,看到改进型较大尺寸的双排链轮结构具有以下特点:)结构简单,制造方 便,不需要专门设备;)有效克服了焊接变形,降低了焊接难度;)提高了焊缝和整体强度;)机加工 余量少,降低了机加工成本;)生产灵活、周期短、成本低;)适用范围:单件、小批量生产,特别在特种 链行业,链轮尺寸较大时采用,也同样适用于多排滚子链轮的设计 参考文献: 机械零部件手册[]北京:机械工业出版社, 袖珍机械设计师手册[]北京:机械工业出版社, 中国机械设计大典(第三卷)[]南昌:江西科技出版社,

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