超長重型板式鏈爬行現象的分析與解決

顏海峰 林瑞進 黃金雷 張光劉

（中國聯合工程有限公司，浙江杭州310052）

0 引言

板式鏈，又名平板式輸送機，即將被輸送的工件放置于輸送臺板上，輸送臺板在動力裝置的驅動下隨輸送鏈條向前運行。板式鏈廣泛運用于汽車裝配生產中，隨著汽車工業的迅速發展，板式鏈應用也更加普遍。爬行現象在板式鏈尤其是重型板式鏈運行中最為常見，若處理不當會直接影響設備的正常生產，甚至造成停產。本文基于實例介紹超長重型板式鏈爬行現象，并對產生爬行現象的原因進行分析，最后結合工程經驗給出了預防板式鏈產生爬行現象的解決方法。

徐工集團工程機械股份有限公司（以下簡稱“徐工”）18#廠房內泵車總裝線屬于超長且重載的重型單驅動雙板鏈。泵車總裝線在設計之初考慮到雙板鏈線的爬行問題，經過大量調研論證，得出造成板鏈爬行現象的因素如下：（1）牽引鏈條軌道的平整度；（2）鏈條本身側向導輪的布置方式；（3）初始張力的設置。

1 泵車總裝雙板鏈總體介紹

泵車總裝線用于泵車底盤上線裝配到整車下線的工藝裝配過程，按工藝順序、節拍時間可劃分出多工位，不同的工位裝配不同的內容，配置不同的工具設備。徐工18#廠房內的泵車總裝線如圖1所示，該裝配線正常工作時承受總載荷約675 t。

圖1 泵車總裝線

2 爬行現象產生原因

超長重型板式鏈產生爬行現象有以下幾方面的原因：

2.1 牽引鏈條軌道的平整度問題

牽引鏈軌道在制作或安裝過程中由于片架加工精度未達到要求或安裝累積誤差等原因導致了軌道水平度及直線度未達到要求，就會出現牽引鏈滾子在軌道上顛簸爬行的現象。因此在設備片架制作時，需嚴格規定好軌道支撐梁的誤差范圍；在軌道安裝階段，每相鄰單位數量的片架橫梁（軌道支撐梁）上表面（軌道支撐面）均應控制在誤差范圍內；此外，需在軌道與橫梁支撐面支架上設置鋼性調整墊片，用來調整軌道水平度與直線度。

2.2 鏈條側向導輪的布置方式

在工程實踐中，有些廠家在選定了標準牽引后，為了控制成本，將用于牽引鏈返回的側向導輪間隔布置。這種布置方式一般應用于輕型的板式鏈，因為輕型鏈子的張緊機構容易將鏈子張緊起來，達到初張力要求，不會發生后鏈節推前鏈節的情況，從而避免了鏈條爬行現象的發生。但對于重載板式鏈尤其是超長輸送的重載板式鏈，這種側向導輪間隔布置方式就不適用，因為重型板式鏈的張緊機構不能輕易將鏈條張緊至合理的張力范圍。若重型板式鏈鏈條側向導輪間隔布置，容易出現后鏈節推前鏈節現象，鏈條就會爬行，如圖2、圖3所示。

圖2 驅動輪下方牽引鏈缺少側向支持輪

圖3 牽引鏈側向支持輪（按鏈節布置）

2.3 初始張力設置不合理

初始張力設置不合理導致的鏈條爬行現象最難解決，因為現象發生時，板式鏈已經裝好試運行。因此在設計之初就應充分考慮鏈條參數，選用合適鏈條，這樣就可以有效避免重載板式鏈的爬行現象。

關于牽引鏈的設計計算，王鷹主編的《連續輸送機械設計手冊》有詳細論述。本文重點講述超長重型板式鏈在合理張力設置下利用工程手段預防鏈條爬行的方法，以徐工18#廠房內的泵車總裝線為例。

鏈條牽引力計算：

式中，F為鏈條的許用張力（N）；P為鏈條的最小極限拉伸荷載（N）；CT為荷載系數，查表取0.3；CF為環境溫度系數，查表取0.3；n為安全系數，查表取5。

式中，F牽為輸送鏈牽引力（N）；T=T1+T2+T3+…+T15=5 000 000 N，T為總的工件載荷（N），Tn為單工位上的工件重量（N）；Z為承載鏈條節數；B為同一驅動鏈板條數；P節為每一節臺板（含鏈條）重量（N）；K為滾動摩擦系數，查表取0.035。

由于牽引鏈為四根鏈條，所以：

根據以上公式計算，驗證得：本參考鏈選用的M315是合理的，單根鏈條上單側鏈片上承受的最大拉力為：

極限情況下，重板鏈驅動端剛開始緩慢轉動時，張緊端還沒有轉動，此時鏈片會產生彈性變形。當重型鏈線路比較長時，應充分考慮各彈性變形量，以便預防鏈條爬行現象。

由以下公式可知應變：

式中，ε為應變；F為單鏈片上承受的拉力；E為彈性模量，查表取200 GPa；A為單鏈片截面積。

按上述公式算出的彈性變形量，僅是在理想條件下并假設驅動端剛開始緩慢轉動時，張緊端還沒有轉動時的最大彈性變形量。在工程實踐中要盡量消除這個變形量，所以重載板式鏈單鏈一般不會設計得太長，越長這種變形量越大，越大越難消除。

超長重載板式鏈在正常使用時，鏈片的彈性變形始終存在，在設計時應計算出該變形量的理論值，該理論值不應大于選用的鏈條節距。

3 爬行現象的解決措施

根據上述內容分析，結合板式鏈結構特點，爬行現象可通過以下方法解決：

第一，控制好牽引鏈條軌道的平整度。

第二，選擇正確的牽引鏈條側向導輪布置方式。

第三，設置合理的初始張力。

4 結語

超長重型板式鏈的防爬措施很多，需要結合各鏈的具體情況采用不同的方法或措施來解決，從實用性、可行性、經濟性等方面入手解決實際工程問題。