滚子链联轴器结构性能以及应用

滚子链联轴器是一种应用极为广泛的挠性联轴器，它主要由两个带有相同齿数的链轮和一条滚子链组成。这种联轴器利用链条的啮合来传递扭矩，能够有效补偿两轴之间的径向、轴向和角向位移，具有结构简单、装拆方便、传动效率高、承载能力大等显著优点，在各种机械传动系统中发挥着关键作用。

1、工作原理

滚子链联轴器的工作原理基于链条与链轮的啮合传动。当主动轴带动主动链轮旋转时，链条在链轮的带动下运动，进而驱动从动链轮和从动轴转动。在这个过程中，由于链条具有一定的柔性，能够适应两轴之间的相对位移。例如，当两轴存在径向位移时，链条可以在链轮的齿槽内进行一定程度的横向移动；当存在角向位移时，链条的链节能够在一定角度范围内自由屈伸；而对于轴向位移，链条也能够通过自身的伸缩来进行补偿。

2、结构特点

齿形优化：滚子链联轴器的链轮齿形经过精心设计和优化，通常采用符合国家标准的特定齿形，如 GB/T 1243 规定的齿形。这种齿形能够确保链条与链轮之间的良好啮合，减少链条的磨损和冲击，提高传动的平稳性和可靠性。例如，通过合理的齿形参数设置，能够使链条在进入和退出啮合时更加顺畅，避免出现卡链或跳齿现象。

材料选择：链轮一般选用优质钢材制造，如 45 钢、40Cr 等，并经过适当的热处理工艺，如淬火、回火等，以提高链轮的硬度、耐磨性和疲劳强度。对于一些特殊工况，如在高温、高湿度或腐蚀性环境下工作，还会采用不锈钢或表面进行特殊防护处理的链轮，以延长其使用寿命。

3、链条结构

滚子链组成：滚子链由内链节、外链节、销轴、套筒和滚子等部件组成。内链节和外链节通过销轴和套筒的过盈配合连接在一起，形成链条的基本结构。滚子则套装在套筒上，能够在链轮的齿槽内滚动，减少链条与链轮之间的摩擦和磨损。

链条规格：滚子链联轴器所使用的链条规格通常根据传递扭矩的大小和工作条件来选择。常见的链条规格有 08B、10A、12A 等，不同规格的链条在节距、滚子直径、销轴直径等参数上有所不同，其承载能力也相应不同。例如，节距较大的链条通常具有更高的承载能力，但在高速运转时可能会产生较大的冲击和振动。

4、其他结构特点

防护罩：为了保证安全运行和防止链条受到外界杂质的污染，滚子链联轴器通常配备有防护罩。防护罩一般采用金属板材制成，具有良好的防护性能和散热性能。它不仅可以防止操作人员接触到高速运转的链条，避免发生安全事故，还能防止灰尘、油污等杂质进入链条与链轮的啮合部位，减少磨损，延长联轴器的使用寿命。

安装与维护方便：滚子链联轴器的结构相对简单，装拆方便。在安装时，只需将两个链轮分别安装在主动轴和从动轴上，然后通过链条将它们连接起来即可。在维护方面，由于链条是外露的，便于检查和润滑。定期对链条进行润滑能够显著降低链条的磨损，提高传动效率，延长联轴器的使用寿命。

5、额定扭矩

额定扭矩是滚子链联轴器的一个重要技术参数，它表示联轴器在正常工作条件下能够长期传递的最大扭矩值。额定扭矩的大小主要取决于链条的规格、链轮的齿数和材料等因素。一般来说，链条规格越大、链轮齿数越多、材料强度越高，联轴器的额定扭矩就越大。例如，对于同一型号的滚子链联轴器，采用节距较大的链条时，其额定扭矩会相应提高。

6、许用转速

许用转速是指滚子链联轴器在保证安全可靠运行的前提下，所能达到的最高转速。许用转速受到多种因素的限制，如链条的离心力、链轮的平衡精度、联轴器的结构形式等。在高速运转时，链条的离心力会增大，导致链条与链轮之间的作用力发生变化，可能会出现脱链、跳齿等现象。因此，在选择滚子链联轴器时，必须根据实际工作转速来确定合适的型号，确保其许用转速大于工作转速。

7、轴向、径向和角向补偿能力

轴向补偿能力：滚子链联轴器能够补偿两轴之间一定范围内的轴向位移。轴向补偿能力的大小与链条的节距、链节数以及链轮的结构有关。一般来说，节距较大、链节数较多的链条，其轴向补偿能力相对较大。例如，对于一些需要频繁进行轴向调整的机械设备，如输送设备中的电机与减速机之间的连接，就需要选择具有较大轴向补偿能力的滚子链联轴器。

径向补偿能力：径向补偿能力是指联轴器能够适应两轴之间径向位移的能力。滚子链联轴器的径向补偿能力主要取决于链条与链轮齿槽之间的间隙以及链条的柔性。在实际应用中，当两轴存在径向位移时，链条能够在链轮齿槽内进行一定程度的横向移动，从而实现径向补偿。通常，径向补偿能力的范围在一定的百分比（如 ±2% - ±5%）的轴径之间。

角向补偿能力：角向补偿能力表示滚子链联轴器能够允许两轴之间存在一定角度偏差的能力。角向补偿主要通过链条链节的屈伸来实现。一般情况下，滚子链联轴器的角向补偿能力在 1° - 2° 之间。对于一些安装精度不高或在工作过程中会产生较大角向位移的机械设备，如一些农业机械和矿山机械，具有一定角向补偿能力的滚子链联轴器能够有效保证传动的稳定性和可靠性。

8、应用领域

工业机械

风机与泵类设备：在风机和泵类设备的传动系统中，滚子链联轴器应用广泛。由于风机和泵在运行过程中可能会受到振动、热膨胀等因素的影响，导致两轴之间产生一定的位移。滚子链联轴器能够很好地补偿这些位移，确保电机与风机或泵之间的平稳传动，提高设备的运行效率和可靠性。例如，在大型通风系统中的离心风机，通常采用滚子链联轴器来连接电机和风机轴。

输送设备：各类输送设备，如带式输送机、链式输送机等，其驱动装置与传动滚筒之间也常常使用滚子链联轴器。输送设备在工作过程中，由于输送带的张力变化、滚筒的安装误差等原因，会使两轴之间产生轴向、径向和角向位移。滚子链联轴器的良好补偿能力能够适应这些位移，保证输送设备的正常运行，并且其结构简单、维护方便的特点也符合输送设备对联轴器的要求。

矿山机械

破碎机传动：在矿山开采和矿石加工过程中，破碎机是常用的设备之一。破碎机在工作时会受到较大的冲击载荷，并且由于设备的振动和安装基础的变形等原因，两轴之间容易产生较大的位移。滚子链联轴器凭借其强大的承载能力和良好的补偿性能，能够在这种恶劣的工作条件下可靠地传递扭矩，确保破碎机的正常运行。例如，颚式破碎机、圆锥破碎机等设备的传动系统中经常使用滚子链联轴器。

提升机传动：提升机用于将矿石等物料提升到一定高度，其传动系统对可靠性要求较高。滚子链联轴器能够适应提升机在启动、停止和运行过程中两轴之间的位移变化，同时其结构简单、易于维护的特点也使得它在提升机传动中具有明显的优势。在一些大型矿山的竖井提升系统中，滚子链联轴器被广泛应用于电机与减速机、减速机与提升滚筒之间的连接。

9、产品优势

高传动效率

滚子链联轴器的传动效率通常可达 97% - 99%，这主要得益于链条与链轮之间的啮合传动方式。相比其他一些类型的联轴器，如弹性套柱销联轴器等，滚子链联轴器在传递扭矩时，能量损失较小，能够将电机输出的大部分能量有效地传递到从动轴上，从而提高了整个传动系统的能源利用率，降低了运行成本。

良好的补偿性能

如前所述，滚子链联轴器具有出色的轴向、径向和角向补偿能力。这种良好的补偿性能使得它能够适应各种复杂的工作条件，减少因轴间位移而产生的附加载荷，保护电机、减速机等设备的轴承和其他传动部件，延长设备的使用寿命。在一些对设备运行稳定性要求较高的场合，滚子链联轴器的补偿性能更是发挥着关键作用。

结构简单、维护方便

滚子链联轴器的结构相对简单，主要由链轮和链条组成，没有复杂的弹性元件或其他易损部件。这使得其在安装、拆卸和维护方面都非常方便。在日常维护中，只需定期对链条进行润滑和检查，及时更换磨损严重的链条或链轮即可。而且，由于链轮和链条都是标准化的零部件，市场上易于购买，降低了维护成本和维修难度。

承载能力大

滚子链联轴器能够承受较大的扭矩和载荷，这是由其结构和材料特性决定的。通过选择合适规格的链条和链轮，并对其进行合理的设计和制造，滚子链联轴器可以满足不同工况下的重载传动需求。在一些大型机械设备，如矿山机械、冶金机械等领域，滚子链联轴器的大承载能力优势得到了充分体现。

10、选型指南

根据扭矩选择

首先，需要根据传动系统所需传递的扭矩来选择合适的滚子链联轴器型号。在计算扭矩时，应考虑到电机的额定扭矩、工作过程中的冲击载荷以及安全系数等因素。一般来说，所选联轴器的额定扭矩应大于实际工作扭矩的 1.2 - 1.5 倍。例如，如果计算得到的实际工作扭矩为 1000N・m，则应选择额定扭矩在 1200 - 1500N・m 之间的滚子链联轴器。

根据转速选择

根据传动系统的工作转速，选择许用转速大于工作转速的滚子链联轴器。在高速运转时，需要特别注意联轴器的平衡精度和离心力对其性能的影响。对于转速较高的场合，应优先选择具有较高平衡精度的联轴器型号，并对其进行动平衡测试，以确保在高速运行时的稳定性和可靠性。

根据轴径选择

根据主动轴和从动轴的直径来确定合适的联轴器孔径。联轴器的孔径应与轴径相匹配，一般采用过渡配合或小过盈配合，以保证轴与联轴器之间的可靠连接。在选择孔径时，还需考虑到轴的公差范围和安装工艺要求。如果轴径存在一定的偏差，应选择能够适应这种偏差的联轴器结构形式。

根据工作环境选择

工作环境也是选型时需要考虑的重要因素。如果工作环境存在高温、高湿度、腐蚀性气体或粉尘等恶劣条件，应选择相应防护措施的滚子链联轴器。例如，在高温环境下，应选择耐高温的链条和链轮材料，并对其进行特殊的热处理；在腐蚀性环境中，应选用不锈钢材质的联轴器或对其进行防腐涂层处理；在多粉尘环境下，应加强防护罩的密封性能，防止粉尘进入联轴器内部。