一種鏈條拆卸裝置設計的研究

張 偉

（武漢交通職業學院，武漢 430064）

鏈條廣泛應用于各種傳送機構，如自行車和摩托車等的動力傳送均是通過鏈條完成的。鏈條的鏈節通過鏈銷連接并形成所需要的長度，當需要縮短鏈條長度或更換某鏈節時，應進行鏈條的拆卸工作。拆卸鏈條的常用方法是將沖銷尖端頂住鏈條的鏈銷，用錘子錘擊沖銷的頭部，使鏈銷受到沖擊從鏈節底部沖出，從而實現鏈條的拆卸。但是，這種拆卸鏈條的方法容易傷手，且效率較低。現有技術中的鏈條拆卸裝置通常是通過旋轉螺桿將鏈節中的鏈銷頂出，但螺桿用久后容易滑絲，且效率較低。為了解決以上問題，本文研究設計了一種鏈條拆卸裝置，并通過現場試驗，驗證了該設計可以有效提高作業效率，降低勞動量和安全風險[1]。

1 鏈條拆卸裝置設計思路

1.1 鏈條拆卸裝置設計要求

鏈條拆卸裝置設計應考慮的因素主要包括受力范圍、控制方式、驅動方式以及結構尺寸等。第一，由于各種機械設備鏈條大小不一，材料結構不同，鏈條拆卸裝置的受力范圍應在100 ～500MPa。第二，固定方式不僅應滿足拆卸裝置的穩定要求，也應考慮到拆卸裝備的易用性，可采用支柱、平臺和手工固定的方式。第三，動力來源應滿足獲取方便和可靠的要求，可采用電動方式、人力方式或兩者結合的方式。第四，結構應滿足承載重量的強度要求，且滿足便于搬運和安裝的要求。

1.2 鏈條拆卸裝置方案選擇

1.2.1 固定方式

通過分析鏈條拆卸裝置的受力情況，鏈條拆卸裝置受到的力主要有自身的重力和拆卸鏈條時水平方向的分力。對于垂直于地面的重力，采用地面支撐的方式固定較為合理，即通常在底部增加面積較大的底板，以防止結構傾倒。但是，此方式會增加整個裝置的體積和重力，因此可根據拆卸機構的特點，選擇地面支撐和電機輔助支撐的固定方式。

1.2.2 結構方式

鏈條拆卸裝置中，由于各種機械設備的鏈條不統一且易損壞，因此不宜采用過大和過重的結構，以利于存放和運輸。根據鏈條拆卸裝置的使用場景和特點，本文選用水平的“T”型結構，并結合了地面支撐和電機輔助支撐的固定方式。該結構在水平面占用的空間小，重量較輕，節省材料，且易于存放和運輸。

1.2.3 動力方式

鏈條拆卸裝置的受力范圍在100 ～500MPa。采用人力方式的效率不高，適用于沒有電機設備的情況。具有電源和電機的情況下，可以選擇電機作為動力來源，從而提高效率。因此，從使用的靈活性方面來考慮，設計配置了兩種動力方式，可根據實際使用場景自由進行切換。

1.2.4 材料選擇

制作鏈條拆卸裝置的材料有不銹鋼和鋁合金。其中，鋁合金具有密度小、重量輕、能減少裝置重量以及易于搬運等優勢。但是，它的抗拉強度和屈服強度小，不符合裝置對強度的要求。不銹鋼材料則具有較好的抗拉強度和屈服強度，強度符合裝置要求。因此，本設計選用了不銹鋼作為裝置的制作材料。它的化學成分重量百分配比如下：C 為0.095%～0.175%，Mn ≤0.45%，Si ≤0.45%，Cr 為11.5%～14.5%，Ni 為1.55%～3.1%，Mo 為4.15%～6.00%，Co 為12.5% ～15.5%，W 為0.35% ～2.50%，Nb 為0.04%～0.08%，Cu 為0.04%～0.08%，其余成分為Fe 和不可避免的雜質。此外，由于拆卸裝置中輔助銷需要承受不斷的錘擊或擠壓，因此采用上述質量百分配比可以保證輔助銷在承受不斷錘擊或擠壓過程中不易被損壞[2]。

2 鏈條拆卸裝置構成

鏈條拆卸裝置的3D 模型圖和結構組成圖，分別如圖1和圖2 所示。鏈條拆卸裝置的結構包括把手、支架、推桿、止動銷、彈簧、壓緊套筒、輔助銷、止動槽以及推桿套筒。其中，支架呈一個橫臥的“C”字型，同時把手設置在支架的中部上端。支架靠近推桿的一端設置有支架套筒，支架的另一端設置有供鏈銷穿過的孔，且孔的直徑比鏈銷的直徑大1 ～2mm。既可以保證鏈銷能從孔中穿過，又能保證支架上孔附近的區域與鏈節充分接觸，保證受力平衡。推桿的一端與驅動機構相連，而推桿套筒設置在支架套筒和壓緊套筒的內部。推桿套筒的中部設置有凸起，凸起與壓緊套筒之間設置有彈簧。推桿套筒上靠近推桿的一端開設有止動銷孔，止動銷孔內設置有止動銷。支架套筒上設置有止動槽，止動槽與止動銷配合使用。輔助銷設置在推桿套筒的內部。

圖1 鏈條拆卸裝置的3D 模型圖

圖2 鏈條拆卸裝置的結構組成圖

3 鏈條拆卸裝置的工作流程

第一步，將輔助銷推進壓緊套筒內。第二步，將鏈節放入支架和壓緊套筒之間，并且將支架上設置的供鏈銷穿過的孔與鏈銷對齊。第三步，啟動驅動機構，使驅動機構推動推桿向左運動，推桿作用在止動銷上，從而推桿套筒與輔助銷整體向左運動。在壓緊套筒與推桿套筒上的凸起之間采用彈簧連接，在彈簧彈力的作用下，壓緊套筒會向左運動，直至壓緊套筒側面與鏈節一側相接觸。由于彈簧的彈力，鏈節始終卡在支架與壓緊套筒之間。第四步，當止動銷滑入止動槽中，驅動機構推動推桿繼續向左運動。此時，推桿套筒與支架套筒為一體，不再向左運動。推桿推動輔助銷向左運動，將鏈節內的鏈銷推出，并從支架和推桿套筒之間取下鏈節。第五步，驅動機構驅動推桿向右運動。當推桿的左端位于止動銷右側時，手推動壓緊套筒向右運動，并在彈簧的彈力作用下，推桿套筒向右運動，同時止動銷也隨著推桿套筒向右運動，從而止動銷從止動槽中滑出，拆卸過程結束。

4 現場試驗

為了驗證鏈條拆卸裝置工作的可靠性，本文選擇了一種中型的機械設備進行試驗。第一步，選擇一個平坦的水泥平臺，以利于電機的穩定工作。第二步，將鏈節放入支架和壓緊套筒之間，并將支架上設置的供鏈銷穿過的孔與鏈銷對齊[3]，固定好電機。第三步，檢查電機工作的狀態，確認電機工作狀態正常后啟動驅動電機。第四步，驅動電機推動推桿向左運動，當止動銷滑入止動槽中后，驅動電機推動推桿繼續向左運動。第五步，當推桿的左端位于止動銷右側時，由工作人員用手推動壓緊套筒向右，并在彈簧的彈力作用下推桿套筒向右運動，同時止動銷也隨著推桿套筒向右運動，使止動銷從止動槽中滑出，拆卸過程結束。第六步，進行安全裕度測試。更換一個新的驅動電機，且電機功率為原驅動電機的2 倍。繼續進行拆卸工作，發現拆卸過程順利[4]。

5 結語

目前，鏈條廣泛應用于各種傳送機構。隨著鏈條使用頻率的提高，拆卸和維修的次數也不斷增加，而傳統拆卸鏈條的方法容易傷手且效率低，已難以滿足使用要求。因此，為了解決以上問題，本文研制了一種鏈條拆卸裝置。經過試驗，該裝置完全符合這一應用場景，可有效提高工作效率，減少勞動量，降低安全風險，并具有較高的推廣應用價值[5]。