2.3 我国高端链传动的重点企业和技术水平
新中国成立以来,经过70多年的发展,我国高端链传动行业发展迅猛,一大批链条企业成为支撑我国链传动产业的重点骨干企业,代表了我国链传动行业的水平。其中最有代表性的骨干企业在下面进行介绍(排列不分先后)。
2.3.1 企业情况
1.杭州东华链条集团有限公司
杭州东华链条集团有限公司(简称东华链条集团)创建于1991年11月,是一家集原材料改制、零件制造、链条、链轮、齿轮等传动件制造于一体的国际化集团企业,1999年以来稳居我国链传动行业首位,目前居世界链传动行业前三位,是中国民营制造业500强企业。
东华链条集团在全球拥有中国杭州、中国兴化、日本石川、德国伍珀塔尔、波兰日宁五大制造基地,杭州自强、杭州盾牌、东华兴化等6家国内全资子公司和东华荷兰、东华美国、德国工业等8家海外子公司,已成为全球链传动行业中生产品种最齐全、应用领域最广泛的链传动产品专业制造企业之一。
东华链条集团拥有DONGHUA、KÖBO、EK三大国际品牌;国内“東華”“自强”“盾牌”三大品牌,国内注册商标150余件,国际注册商标55件。“東華”牌链条为中国驰名商标;“DONGHUA”牌商标已在美国、德国、日本等90多个国家和地区注册;“自强”牌链条为浙江省名牌产品,浙江省著名商标;“盾牌”链条是国家质量银质奖品牌,浙江省著名商标;“KÖBO”为德国老品牌;“EK”为东华参股的日本公司品牌。东华链条集团2011年被认定为国家高新技术企业,2015年被授予“国家知识产权优势企业”称号;东华链条集团技术中心2013年被评定为国家企业技术中心,在全行业率先拥有省级企业研究院——浙江省东华链传动研究院;2016年东华链条集团实验室通过国家实验室CNAS认可审核。
东华链条集团是全球链传动行业生产品种最齐全、应用领域最广泛的制造企业之一,主要生产各种规格的标准链条、非标链条和特种链条,如传动链、输送链、工程链、扶梯链、汽车链、摩托车链、板式链、农机链等28000多个品种规格的产品,其中汽车变速器链条、轴瓦式航空齿形链等高端链条填补了我国链条业的制造空白,技术达到国际水平。产品广泛应用于航空、汽车、汽轮机、自动扶梯、摩托车、叉车、农用机械、水利、石油钻机、筑路、起重、冶金、矿山等各个领域,为各行业世界前5~10位主机企业和世界一流企业提供配套和服务,企业与产品在国际上享有较高的知名度和美誉度。
东华链条集团在国内全面为各行业中高端客户的主机配套,如为西安飞机工业(集团)有限责任公司、中航通用飞机有限责任公司、中国第一汽车集团有限公司、东风汽车集团有限公司、上海汽车集团股份有限公司、安徽合力股份有限公司、杭叉集团股份有限公司、林德(中国)叉车有限公司、三一重工股份有限公司、中国宝武钢铁集团有限公司、奥的斯电梯公司、日立电梯(中国)有限公司、上海三菱电梯有限公司、久保田农业机械(苏州)有限公司、无锡洋马农机(中国)有限公司、宝鸡石油机械有限责任公司等企业配套。
东华链条集团50%以上的产品销往国外,拥有欧美、日本、东南亚等90多个国家和地区的客户,如为克拉斯公司、凯斯纽荷兰公司、拉法基集团、久保田株式会社、林德集团、洋马株式会社以及斗山集团等世界500强及知名企业配套,在国际市场上享有良好的声誉。
东华链条集团不断壮大自身研发能力,整合全球研发资源,打造全球研发系统。以杭州总部技术中心为核心,在德国、日本设有研发分中心,各中心根据市场需求和客户的个性化需求,源源不断地创造新的研发成果。强大的技术优势和国际一流设计及制造技术,为全球链传动高端领域注入强大动力。东华拥有强大的技术力量,500多名技术人员在公司的国家企业技术中心、国家博士后科研工作站等平台上研制各类特种、高精度、高强度链条产品。其中高强度超耐磨精密滚子链、无级变速器链条、汽车发动机正时链传动系统总成产品、汽车分动器滚销式高速重载齿形链、汽车变速器链条、轴瓦式航空用齿形链、自动扶梯驱动链和梯级链、集装箱空箱堆高机用板式链、钢厂输送链等一系列产品的技术和质量达到国际水平,许多高精尖产品填补了我国链条业的空白。公司积极参与国家“863”计划项目、国家自然基金项目、国家发展改革委汽车关键零部件产业化项目、工业强基工程项目等科技项目,并连续多年作为中国链条行业唯一的企业代表、参加ISO/TC 100国际链条标准的制定和修订,先后参与制修订链传动国际标准(ISO)9项、链传动国家标准(GB/T)19项、链传动行业标准(JB/T)11项、团体标准3项,取得国家、省部级及行业重要项目成果96项。
随着智能智造时代的到来,公司引进国际一流的管理软件SAP-ERP系统,统一财务、人力、经营、生产管理,做到财务业务一体化,实现对子公司、事业部和控股公司的有效管理和监控,为国内和海外业务扩展提供支撑。全面进行TPS和TPM现场改善和技术改造,在精密链板多工位冲压级进模具、机械液压铆头机、链条高速装配机一机多品种生产领域取得了一定成绩;设计制造的各类精密模具、设备的精度和质量均处于国内同行业领先水平。
东华链条集团始终把客户关注的焦点作为一切工作的出发点,通过建立和健全先进的质量管理体系、预防为主的全过程质量有效管控并与先进的检测设备相结合,努力实现产品质量零缺陷,做到一次性做对,不断践行卓越品质和一流的服务,不断提高客户满意度。先后通过了ISO 9001认证、API认证、IATF 16949认证、ISO 10012认证、OHSAS 18001认证、板式链等链条产品的CE认证。
在生产方面,东华链条集团实施精益制造,大力开发和推广运用新技术、新工艺、新材料,从材料选择、改制到零件制造,从零件热处理到链条自动装配;从质量控制到产品检测和试验;从订单处理到售后服务都体现全过程的环保、节能降耗等要求。企业坚守创造财富的同时绝不以破坏环境为代价,每年在循环经济、节能减排等社会责任方面投入巨资,如按照零排放标准修建了行业中最大最先进的废水循环回用处理系统,对各类废水、废气均进行科学处理。在行业内率先通过了ISO 14001环境管理体系认证,先后通过了清洁生产、循环经济审核,获得“浙江省绿色企业”、浙江省“绿色低碳经济标兵企业”等称号。
东华链条集团秉承诚信、务实、创新、求更好的企业精神,以信心和实力打造世界一流的链传动专业企业!
2.杭州盾牌链条有限公司
杭州盾牌链条有限公司的前身杭州链条总厂(原机械部直属骨干企业)创建于1951年。企业荣获全国“五一劳动奖状”,“盾牌”链条主导产品08B-2、10A-1滚子链自1980年以来连续荣获国家银质奖,16A-1滚子链在1990年又获得国家银质奖,06B-1、08A-1、12A-1、16A-1在1987年获浙江省优质产品称号。“盾牌”链条从20世纪60年代开始出口,产品远销欧美、中东、东南亚等近30多个国家与地区,“盾牌”链条以优异的质量,可靠的信誉,赢得了国内外客商的称赞。
2003年企业改制后,杭州盾牌链条有限公司在东华链条集团旗下获得了新的活力,近年来依托东华链条集团的科技创新平台和先进的管理理念,不断研发各种特种链条,满足国内外市场的新需求。“盾牌”链条现为杭州东华链条集团“DONGHUA東華”链条、“dp盾牌”链条、“Zq自强”链条三大品牌之一,“盾牌”商标为浙江省著名商标,企业拥有独立自主经营权,企业已初步形成了出口产值6000万元,总产值1.5亿元的规模。公司2016年被认定为国家高新技术企业,并拥有省级高新技术企业研究开发中心。
3.苏州环球科技股份有限公司
苏州环球科技股份有限公司(简称苏州环球公司)创立于1970年,它的前身是苏州链条厂。几代环球人,经历了近50年不懈努力与创新,特别是改革开放四十多年,苏州环球公司已发展成了我国大规模生产和研发链条的知名企业,是中国机械通用零部件工业协会常务理事,链传动分会副理事长单位,全国链传动标委会委员单位,中国机械工程学会链传动专业委员会成员单位,国家高新技术企业,荣获“中国驰名商标”和“国家认定企业技术中心”“中国链传动行业重点骨干企业”及“中国链传动行业重点出口基地”等一系列称号。
苏州环球公司现总占地面积25.5万m2,建筑面积13万m2,现有员工700人。苏州环球公司技术力量雄厚,历经50年链条制造历程,培育和造就了一批高技术开发和领军人才。他们承上启下代代相传,创造了优异业绩和成果,企业自主开发新产品3000余种。其中有用于20世纪90年代我国重大科技项目北京正负电子对撞机的三维空间抗磁干扰精密传动链,自主开发的航空链已批量生产供国内飞机制造厂使用。20世纪90年代末开发的高强度高疲劳链条OEM批量出口日本东急车辆制造株式会社、大金工业株式会社、石川岛株式会社等立体停车库制造企业,累计出口额达2000万美元。我国十大停车库制造商有八家采用苏州环球公司的高强度车库链,近期开发出的高可靠性板式链条的疲劳强度为ISO标准的1.3~1.6倍。苏州环球公司的自动化装配板式链已采用自动无损方式检测成品链,保证链条无缺陷,已批量出口美国、德国、法国等国家。自主开发的低碳马氏体型不锈钢污水处理链已批量出口美国,并成功应用到工业污水处理系统和城市污水处理网络,由于这种污水处理链具备良好的性价比,深受客户欢迎。开发的重载高梯度梯级链已批量使用到印度德里、韩国首尔、新加坡班加罗、匈牙利布达佩斯等地铁项目。
苏州环球公司先后获得国家授权专利120项,其中有效发明专利11项。公司在开发高强度、高疲劳、高耐磨、耐腐蚀特殊链条中取得优异成绩,以良好的性价比,获得国内外客户的好评。
苏州环球公司的“国家认定企业技术中心”针对我国战略性新兴产业重大装备所需关键基础件,专门设置了各类研究室,如力学性能研究室、耐复杂环境研究室、超高温与超低温工况模拟研究室、材料及表面特殊处理研究室、精密滚针轴承研究室、在线检测技术研究室、精密滚针零件自动检测研究室。同时加强产学研合作工作,与吉林大学、江苏大学、江苏师范大学和沈阳自动化研究所等院所建立了技术合作关系。
苏州环球公司2016年承担了工业和信息化部工业强基工程项目“大功率舰船用发动机传动链”,该项目技术性能要求高,要达到高精度、高强度、高疲劳、耐冲击、耐磨损、无缺陷、长寿命。该项目实施过程中,研发了国内同行业最大功率疲劳试验机和最大功率封闭磨损试验台,为开发我国高端链传动产品提供了高端试验平台。2019年3月,该产品系列通过了江苏省省级新产品鉴定。
苏州环球公司在制订发展战略方针上,坚持科技创新、绿色生产、培育人才、创建产学研合作新机制,有计划、有步骤、有前瞻性地进行技术改造的同时,不断调整产品结构,在发展高端链传动的同时,开拓与发展用于汽车发动机、汽车变速器、汽车空调的精密滚针轴承。
4.青岛征和工业股份有限公司
青岛征和工业股份有限公司(简称征和公司)创建于1987年,主要从事汽车链、摩托车链、农机链等各类链传动系统产品和农机零部件的研发、生产和销售,年产各类车辆链传动系统3000多万套,是全球最大的车辆链条生产基地之一。公司年营业收入7.7亿元,拥有国内外四大厂区,员工1300人,为国际、国内车辆及农机知名厂商本田株式会社、江铃汽车股份有限公司、长安福特汽车有限公司、吉利汽车集团、克拉斯公司、约翰迪尔公司等提供产品和服务。
征和公司已先后荣获国家技术创新示范企业、中国驰名商标、国家级高新技术企业、山东名牌、首届青岛市市长质量奖等奖项。公司建有国家认定企业技术中心、山东省博士后创新实践基地、青岛汽车链条工程技术研究中心、青岛市链传动研究专家工作站。
近年来,征和公司技术创新团队先后承担青岛市级以上技术创新项目50余项,其中工业和信息化部工业强基工程项目1项、工业和信息化部重大科技成果转化项目1项、国家中小企业创新基金项目2项,有16个项目填补了国内空白,有6个项目被中国机械通用零部件工业协会评选为自主创新优秀新产品特等奖,并获得了山东省科技进步奖三等奖1项,青岛市科技进步奖二等奖和三等奖各1项。公司研发成功的“发动机用强化齿形链”项目是继美国Morse公司和日本D.I.D公司之后全球第三个研发成功的厂家,打破了国外的技术垄断,奠定了征和公司在国内发动机齿形链研发生产方面的优势地位。2016年,由征和公司自主研发的大功率舰船用发动机传动链条系列产品升级改造项目获批工业和信息化部工业强基工程,标志着征和公司链条产品进一步向更大规格、更高精度的领域拓展,将打破国外对低频重载大型船舶内燃机传动链条的技术垄断。
迄今为止,征和公司已获得了110项国家专利授权,其中发明专利15项,发表学术论文13篇,参加或牵头制定的链条国家标准和行业标准有24项,其中1项获得了“国家标准创新贡献奖一等奖”。
5.浙江恒久机械集团有限公司
浙江恒久机械集团有限公司(简称恒久集团公司)是一家以链传动产品为主导的制造企业。恒久集团公司始创于1953年,集团总部在浙江省诸暨市,公司注册资本5018万元,是国家高新技术企业,现有员工1700多人。企业成长发展经历了“铁器合作社”“诸暨链条设备总厂”“浙江恒久机械集团有限公司”3个阶段,走过了60多年的风雨历程。恒久集团公司现在浙江诸暨、安徽绩溪、江西上饶、江苏昆山建立了五大制造研发基地,下设8家子公司,总计拥有60万m2的生产厂区,是国内链传动的领军企业,产能规模居世界前列。具有年产5000万m链条和1000多台(套)链条制造设备的制造能力,链条品种和规格达1万多种,凡机械零部件领域使用的链条,包括标准链和非标异形链,大节距和小节距链条,都能生产,多种产品填补国内空白,是目前国内链传动行业中综合实力最强的企业之一。公司的五大生产研发基地实行专业化生产,是中国机械通用零部件工业协会认定的“专精特企业”,产品覆盖工程、油田、水泥、农业等各种机械装备和军工兵器、车辆、船舶等各种制造业,以及工厂、码头、矿山等的各种输送线。恒久集团公司拥有2个省级技术中心,1个省级企业研究院,拥有120多项专利,拥有500多名专业技术人员,其中高级工程师18名,质量工程师9名。
恒久集团公司是中国机械通用零部件工业协会认定的“中国链条出口基地”。2007年恒久(链条)商标在行业中率先被认定为中国驰名商标。近年来,恒久集团公司依靠技术、品质的领先性和扎实的市场开发建设,经营业绩持续增长,2018年,全集团取得较好的经济效益,始终保持着强劲的发展势头。
6.黄山恒久链传动有限公司
黄山恒久链传动有限公司坐落于安徽省绩溪县生态工业园区,前身是安徽省黄山链条厂,创建于1975年,2004年被浙江恒久机械集团有限公司收购,现系国家认定高新技术企业、安徽省优秀民营企业、中国链传动行业重点骨干企业。
公司占地面积11万多m2,建筑面积7万多m2,现有员工630余人,其中科研人员70余人。注册资本3000万元,资产近4亿元,生产检测设备600多台(套),年产链条能力3万多t。
公司主导产品有“黄山牌”输送用平顶链、水泥链、焊接链、销合链、油田链以及工程链等十大系列、5000多个品种。产品内销全国各省区市,并以自主品牌出口到美国、加拿大、德国及东南亚等20多个国家和地区,已连续14年进入“安徽省出口创汇百强民营企业”排行榜。
公司建立了安徽省认定的企业技术中心、安徽省博士后科研工作站、安徽省耐复杂环境链条工程技术研究中心。近几年,取得专利18项,其中发明专利8项,主持制修订国家标准、行业标准各1项。
公司以“创新传动、传动创新”为己任,秉持“以质量经营品牌、以诚信经营企业”理念,坚定走“做特色产品、办特色企业”道路,已逐步形成以自主核心技术、领先产品及行业系统解决方案为一体的产业价值链,致力于建设我国非标异形链条研发生产示范基地。
7.浙江中益机械有限公司
浙江中益机械有限公司创办于1954年,主要从事链轮、齿轮、带轮的生产和销售,企业注册资本8900万元,总资产6.1亿元,是我国第一家链轮制造企业,也是目前全球最大的标准链轮生产企业。公司占地面积42万m2,生产车间达14万m2,现有员工500多人。公司拥有各类数控加工设备1000多台,年产量可达2000多万件。公司的产品结构已从标准链轮的单一格局向非标传动件等多元化方向发展。销售网络遍及全球,产品主要销往德国、意大利、日本、韩国、美国等国家和地区。
公司已于2003年通过ISO 9001质量管理体系认证;2009年,公司通过了ISO/TS 16949汽车行业质量管理体系认证;2010年,公司通过了ISO 14001环境管理体系认证;2017年,公司通过了OHSAS 18001职业健康安全管理体系认证;2018年,公司通过了IATF 16949汽车行业质量管理体系认证,为完善企业内部管理和开拓外部市场奠定了坚实的基础。
公司一贯重视技术进步和管理创新,自2009年开始,每年按照销售额的3%以上提取研发经费,先后取得28项国家级实用技术专利,省级新产品39个。近年来,公司先后获得“中国专精特示范企业”“中国链传动行业重点出口基地”“浙江省科技型企业”“浙江省文明单位”“安全生产标准化二级企业”等荣誉。SZS产品荣获“浙江名牌产品”称号。2018年7月,以浙江中益机械有限公司为主制定的“浙江制造”标准《农机专用链轮》由浙江省品牌建设联合会批准、发布,为国内链轮专项标准中的首个团体标准。
公司坚守“质量是生命,科技是体魄,交期是人品,数量是诚信,服务是亲情,成本是寿命”的经营理念,“十三五”期间计划投资1亿元,实施“创新驱动、两化融合”升级战略。至2018年,公司已投入8000万元,实施智能化改造项目,推进链传动产品向中高端迈进,全力打造“和谐中益,精品中益,百年中益”。
8.诸暨链条总厂
诸暨链条总厂创建于1972年,专业生产各种链条、链轮、联轴器、输送设备、冶金机械及铜加工等,是一家集设计、开发、生产、销售于一体的大型机械制造厂。企业下属4个制造分公司、2个生产基地,已通过ISO 9001:2015国际质量体系认证,企业资信等级被中国农业银行浙江省分行评为AAA级。
诸暨链条总厂现有职工650人,拥有先进的生产流水线和精湛的检测设备,引进日本、法国先进的制造技术。产品采用CAD、CMA设计,选用优质材料和先进的热处理加工工艺,产品符合GB及ISO、DIN、JIS、ANSI等标准,产品性能满足客户要求。产品覆盖国内30多个省市、自治区,远销欧美、中东、南美、日本及东南亚等国家和地区。
“团结牌“链条是国内链条行业知名品牌之一,诸暨链条总厂是国家重点高新技术企业、中国机械通用零部件工业协会链传动分会副理事长单位、中国重型机械工业协会会员、停车设备链条标准主要起草单位之一。诸暨链条总厂坚持用企业文化、科技创新提升企业核心竞争力,使企业在发展中树立良好的社会形象,奉行“以诚相待,以优取胜”的经营宗旨,为“打造百年诸链,树世界品牌”而努力。
9.湖州求精汽车链传动有限公司
湖州求精汽车链传动有限公司成立于1999年,注册资金3000万元,是我国首家汽车发动机用链条与正时链传动系统研发及生产基地。公司位于长三角经济区腹地——湖州,区位优越,交通便捷。作为国家高新技术企业,湖州求精汽车链传动有限公司一向以技术创新稳居行业前沿。公司经历了近20年的艰苦创业和建设发展,在竞争日益激烈的市场中逐步做强做大,已经成为国内汽车生产企业供应链的骨干供应商。公司产品主要为汽车发动机用正时链条、正时链轮及正时链传动系统。目前,产品成功替代进口产品并配套的汽车厂家有上汽通用五菱汽车股份有限公司、沈阳航天三菱汽车发动机制造有限公司、海马轿车集团、重庆小康工业集团股份有限公司、神龙汽车有限公司等多家企业,研发生产的链条产品被列入国家级火炬计划和科技型中小企业技术管理创新基金项目,多个产品先后获得国家级新产品、国家重点新产品、浙江省高新技术产品证书。公司先后荣获“守合同·重信用”AAA级企业、浙江省著名商标、湖州市工业行业“隐形冠军”、湖州市专利示范企业、南浔区创新十强企业、湖州市重点骨干企业、湖州市工业“双高”企业、南浔区亩产税收前十强、南浔区工业企业税收前五十强、南浔区工业企业规模前百强等诸多荣誉称号,为政府重点扶植企业和纳税大户。
公司以汽车发动机正时链传动系统总成为主打产品,主要生产6.35~12.7mm节距的齿形链、套筒链、滚子链等链条。齿形链按照使用要求可生产多种片数组合并可根据发动机的不同功用定制生产正时链、机油泵链、共轨泵链、平衡链、高压泵链、变速器传动链、分动箱链等标准链条或非标链条。公司设计制造的发动机链条具有传动平稳、噪声小、耐磨损、可靠性高等特点。此外,正时链传动系统组件、钢制链轮、粉末冶金链轮、导轨、张紧器等产品系列也以规格多、质量优、技术领先而闻名业界,公司多项拥有专利的高端产品被评为中国机械通用零部件工业协会自主创新优秀新产品特等奖。
公司拥有大型标准厂房与专业设备,已通过IATF 16949:2016汽车行业质量管理体系认证,ISO 14001:2015环境管理体系认证,OHSAS 18001:2007职业健康安全管理体系认证。目前,公司已具备研发、生产、定制各类发动机链条和正时链传动系统的能力,产品遍布全国,年产值近2.3亿元。
10.浙江嵘润机械有限公司
浙江嵘润机械有限公司(原浙江金盾链条制造有限公司)是国家重点高新技术企业,是中国机械通用零部件工业协会链传动分会副理事长单位,中国机械工程学会机械传动分会链传动专业委员会副主任单位以及全国链传动标准化技术委员会委员单位,国内专业生产各种输送设备和各种工业链条的专精特企业。公司主导产品为各种悬挂式输送机、地推式输送机、承托式输送机、刮板式输送机以及摩擦式输送机等各类智能自动化输送设备及各种升降机、移行机、旋转辊床、卸料机等与输送机配套的自动化搬运设备,主要应用于汽车、冶金、电石、建材、粮食等行业的自动化生产线,同时,公司生产各种精密套筒滚子链、输送链、板式链、模锻链以及链轮等输送机线体零部件,为中国宝武钢铁集团有限公司、中国铝业股份有限公司、三一重工股份有限公司、一汽大众汽车有限公司、安徽海螺集团公司、康师傅控股有限公司等国内大型公司和主机厂配套。产品还远销欧洲、美洲、亚洲和非洲等地区。
公司生产设备先进,技术力量雄厚,拥有省级研发中心、省级技术中心和博士后科研工作站等研发平台,完成了国家火炬计划项目、国家星火计划项目、科技部科技型中小企业创新基金项目、省重大科技专项和省装备制造业重点领域首台(套)产品等多项重大科研项目,获得科技进步奖多项,共获得授权发明专利十余项,是浙江省专利示范企业。
公司通过IS0 9001质量管理体系认证和IS0 14001环境管理体系认证,并于2016年通过了GJB 9001B武器装备质量体系认证,是武器装备承制单位。
2.3.2 企业取得的成绩
以上介绍了一些生产高端链传动产品的骨干链传动生产企业的概况,下面着重介绍我国链传动行业在发展高端链传动产品上取得的成绩。链传动行业中不少企业积极自主开发以高精度、高强度、高可靠性、耐磨损、耐腐蚀、耐疲劳为主要特征的中高端产品,有的产品已经替代进口、填补了国内空白,推动了行业的技术进步。
近年来,依据国内外市场需求的发展,我国链条产品系列也呈多元化发展趋势。链条产品在普通型、加重型基础上,派生出一系列轻窄型产品。为防止尘沙进入销套间隙,开发了许多带O形密封圈和X形密封圈的链条系列产品,同时还开发了许多自润滑与免维保链条。链条节距除向大小节距两端延伸外,在小节距范围内插入新的标准与非标准节距,使小节距分布更密,从而使链条更加适合不同工况的传动。在同尺寸条件下,开发出一系列不同疲劳强度,不同抗拉强度,甚至不同耐磨性能的变异产品。出现了耐高温、耐腐蚀、耐磨损和低噪声产品系列。随着自动化生产的发展,链式输送技术已成为链条企业向输送机主机行业延伸和跨越的纽带。近年来,智能化、多工位、多功能自动控制输送机不断问世,全面展示链传动专业在工业化、信息化进程中的不可替代作用。
1.高强度、高疲劳、高耐磨链条板块逐步接近或达到国际先进水平
随着我国大型钢铁冶金、矿山重载物料输送与起吊,重载工程车辆驱动与制动,大型港口机械驱动与升降以及大功率舰船用发动机传动的需求,我国超高强度的高端链条得到快速发展。常规链条产品安全系数一般在5~7,而超高强度链条系列产品安全强度系数能达到8~10。目前,我国仍在部分进口该类超高强度链条,例如大型钢铁企业中国宝武钢铁集团有限公司、工程机械企业三一重工股份有限公司、造船企业沪东重机有限公司,以及使用港口机械的上海港、大连港、广州港等。但是,随着我国高强度立体停车装备用链条的使用与推广,我国链传动企业加快了超高强度链的研发步伐,逐步自主供给我国重大装备配套使用,增强了我国高强度、高疲劳链条产品在国际市场的竞争能力,产生了良好的经济效益和社会效益。
(1)以世界名优超高强度链条主要技术性能参数为目标,逐步开发我国具有自主知识产权的超高强度链条,也为全面实施ISO 606:2015和ASME B29.28新标准提前奠定基础
以标准滚子链条为例,链条与链轮啮合的互换性技术参数相同,其抗拉强度比标准滚子链提高20%以上的产品称之为高强度链条。在ISO 606:2015标准发布之前,国内外已开发了许多高强度滚子链条,如日本株式会社椿本链条已形成高强度链条、超级链条、超级H链条、顶级链条等系列产品,其中高强度链条的抗拉强度比JIS标准提高约20%,超级链条的抗拉强度比JIS标准提高约30%,而顶级链条则拥有传动链中最大的容许张力和最大的抗拉强度。国内的杭州东华链条集团有限公司开发了SP系列、HSP系列、SPE系列高强度滚子链,其抗拉强度提高了30%以上;苏州环球科技股份有限公司开发了T系列、HT系列、SHT系列等高强度链条系列。
超高强度链条以字母SHT表示,其为英文Super High Tensile的缩写,意为超级高强度。SHT系列链条实际上与世界顶级名优产品——日本椿本Super-H系列和日本大同HI-PWR-S HK系列超高强度链条的抗拉强度和疲劳强度技术指标大体相当(见表2-2、图2-1、图2-2)。
显然,通过这些参数表与图示,可以看出SHT超高强度系列链条在抗拉强度和抗疲劳指标上大大优于ISO国际标准。在抗拉强度上:SHT系列超高强度链是ISO标准的1.12~1.25倍;在疲劳强度上:SHT系列超高强度链是ISO标准的1.64~2.02倍,并且试验循环系数ISO标准为300万次,而SHT需要达到500万次。
表2-2 SHT超高强度链条与ISO 606对应链条的抗拉强度和抗疲劳性能比较
图2-1 SHT超高强度链条与ISO 606对应链条的抗拉强度对比
图2-2 SHT超高强度链条与ISO 606对应链条的疲劳试验动载强度对比图
在高强度链条开发中突破的一些关键技术,已应用于批量生产,主要表现在以下几个方面:
1)优选或研发高韧性金属结构钢,在选材时,引入材料的抗冲击性能试验。
2)优化热处理工艺,针对高强度零件使用特性,分别研究特殊的热处理工艺。①链板:采用金相组织细化和金属表面特殊硬化处理;②销轴:销轴心部韧性处理和表面有效硬化层处理;③套筒:心部中硬度处理和孔内外表面有效硬化层处理,提高套筒抗压溃强度和耐磨性能;④滚子:根据使用特性,针对耐磨要求,在有粉末砂粒工况条件下,可参照套筒热处理工艺。对于强冲击负荷工况,在优选材料基础上,采用金相组织细化后整体淬火处理。
3)链条零件表面特种强化处理。
4)优化链条组装工艺,提高链条内外链节框架的牢固度,预防链条在重载或强冲击下散架。
5)链条装配完毕,必须实施强力预拉,提高链条抗疲劳性能。
6)疲劳试验,对大规格SHT链条研发仿真疲劳耐磨试验机。在进行强化预拉试验时,按使用要求,特殊的试验载荷要相当于2/3的最小极限拉伸载荷,以高效验证链条在强冲击下的可靠性。
一些超高强度链条已得到推广应用,逐步进入市场。SHT系列超高强度链条通常适用于低速重载传动,除广泛应用于大型钢铁、冶金、矿山、重载工程机械、大功率舰船用发动机传动以及大型港机升降驱动之外,还可大力推广至重载工程车辆和重载立体停车装备使用。日本20世纪80年代大力推行立体停车装备时,就优选了此款超高强度链条作为关键部件。我国的立体停车库制造行业,为提高装备的安全可靠性也制定了新的标准JB/T 11079—2011《停车设备链条》,正在推广使用超高强度链条。我国拥有的汽车总量已居世界第一,自动停车库的广泛使用是必然之路。因此,推广使用超高强度系列的停车库用链条可带来巨大的经济效益与社会效益。同时,在高强度高疲劳曳引链领域,如服役于重载叉车的板式链,世界著名的林德公司、三菱重工业株式会社、日本丰田公司的叉车链按其质量性能要求就必须采用超高强度链。又如重载高梯度梯级链,载人多、负荷大、升降坡度高,其安全性要求特别高,世界著名的电梯制造商,如迅达集团、奥的斯电梯公司、蒂森电梯有限公司、日立电梯(中国)有限公司、三菱电梯(中国)有限公司等均已使用了超高强度系列梯级链。我国的链传动行业正在扩大自动扶梯这一市场的份额。
近期发布的国际新标准ISO 606:2015《传动用短节距精密滚子链、套筒链、附件和链轮》中新增加了ANSI的Extra heavy series(超级重载系列)的60HE~240HE链条、27个规格的单排、双排、三排滚子链,也称HE系列滚子链。HE系列滚子链与链轮啮合的互换性技术参数和H系列滚子链与链轮啮合的互换性技术参数相同,不同的是HE系列滚子链的最小抗拉强度技术指标要求比普通系列及H系列滚子链提高了10%~32%,适用于重载、低速传动的场合,如作为驱动链应用在大型禾草打捆机、大功率旋耕机等重型农业机械上,作为高强度曳引链用于重载起重、提升及输送设备上。HE系列滚子链产品在ISO 606:2015发布之前,欧美、日本等发达国家和地区的一些链条制造企业已有生产,如Renxoed公司、Hitachi Macxco公司等已在其链条产品样本中对HE系列滚子链进行介绍。现HE系列滚子链已有国际标准和发达国家标准(美国标准)可循,为此,我国的链传动企业应加大HE系列滚子链新品开发力度,进一步满足国内外市场的需求,促进产品转型升级。
(2)耐复杂环境高耐磨链条获得突破,应用范围日益扩大
磨损对链条产品是十分重要的技术指标。近年来,我国链传动产业已经开展了对滚子链、齿形链和Hy-Vo齿形链磨损失效机理的研究,采用微观分析对磨粒磨损、疲劳磨损、胶合磨损、微动磨损、腐蚀磨损等主要磨损现象进行了深入的研究。探讨了接触疲劳裂纹的生成、扩展与剥落的动态过程以及循环硬化与循环软化特性的相关性,探讨与分析滚子链磨损可靠性抽样检验的理论与方法。
高耐磨性链条主要有应用在复杂工况条件下的滚子链条、套筒链以及齿形链、如水泥生产中的从窑工段到研磨段的取材输送链、板式喂料机链、斗式提升链,采煤链和后续精加工生产的洗煤链,筑路机械中的摊铺机链,沥青及混凝土搅拌机链,石油链,船用链以及汽车链等。作为一种链条的主要技术性能,高速、冲击、变速、变载、变温、粉尘、腐蚀等严酷服役条件下的磨损机理及失效原理研究获得了多项技术突破,在生产实践中获得了较成熟的产品设计与工艺制造新方法,突破的关键技术有以下几种:
1)链条铰链副工作表面硬度,有效硬化层的优化设计与试验验证。
2)销轴表面硬化处理:如渗铬、渗钒、铬钒共渗等技术的引用,具有高抗冲击能力。
3)滚子、套筒零件特殊热处理以及表面强化处理,既提高耐磨性,又提高抗疲劳能力。
上述的产品优化设计与特种工艺使我国高端链条的耐磨性品质接近或达到国外名优产品水平,不仅可满足我国重大装备对高耐磨链条的需求,并以优良的性价比提高了其与国外名优链条的竞争能力。
2.高精链条的一些高性能指标逐步接近或达到国际先进水平
当前,我国链传动企业已逐步开发出一批批高精链条,如汽车发动机正时链、机油泵链、变速器Hy-Vo齿形链、摩托车发动机正时链等,它们经过优化设计,优选了材质并采用热处理变形小的特种工艺,而且在高速运行工况条件下,逐渐引入噪声评价指标。对Hy-Vo齿形链着手建立链条产品温度场特性,利用非接触式红外线测温仪系统,现场实时跟踪测量了齿形链、Hy-Vo齿形链的温度场特性,同步拍摄相关照片,计算求出齿形链、Hy-Vo齿形链各零件温度分布曲线(高档的水泥链也采用了温度场特性,优化了水泥链的零件设计)。
从2000年开始,我国链传动企业如湖州求精汽车链传动有限公司、杭州东华链条集团有限公司、青岛征和工业股份有限公司等企业,先后成功研发了一系列滚子发动机正时链、机油泵链、燃油泵链、共轨泵链、平衡轴链、变速器和分动箱齿形链、Hy-Vo齿形链等及其传动系统。汽车链正逐步为中国第一汽车集团有限公司、上海汽车集团股份有限公司、东风汽车有限公司、北京汽车股份有限公司、广州汽车集团股份有限公司等的主机配套,产生了良好的经济效益与社会效益。特别是杭州东华链条集团有限公司为军用车辆开发的分动箱齿形链成功配套于参加了我国2015年抗日战争胜利70周年大阅兵的车辆,显示了我国链传动行业所取得的巨大进步。
我国航天工业的发展,迫切需求拥有我国自主知识产权的航空飞机链,苏州环球科技股份有限公司和杭州东华链条集团有限公司先后成功开发了航空飞机链。
随着汽车、装甲车、水陆两用车、坦克等车辆工业不断发展,链传动专业技术研究已向发动机正时链传动系统设计和变速器系统设计等多学科交叉领域迈进。
3.耐复杂环境的链条在国内外市场崭露头角,并逐步发展成为重大装备的关键零部件
(1)石油钻井用滚子链
我国石油开采使用专用钻井滚子链。油井深度通常为2000m,但深的可达6000m,一般连续工作2000h,有的甚至达6000h,钻探岩层复杂,土层酸碱性混杂,并混杂高硬岩石,石油链在钻井服役过程中要具有经受高冲击、高耐腐蚀、高耐磨特性。我国石油链曾长期依赖进口。我国的链传动企业通过技术攻关,生产的石油链产品先后达到了美国石油工业学会API SPEC 7F链条标准,以及我国石油天然气行业的SY/T 5595标准,突破的关键技术有:①优选高强韧性合金结构钢,具备高抗冲击性、高耐蚀性;②特殊热处理工艺,采用微变形表面硬化技术,提高耐磨性;③级进式链板孔钢球挤孔工艺,提高抗疲劳性能;④特种的多排链优化设计,提高链节抗冲击能力;⑤零件热处理后,强力喷丸处理和链条组装后强力预拉,大大提高疲劳强度;⑥大功率耐磨疲劳强化试验,提高产品可靠性验证能力。
我国链传动行业的上海大隆链条厂有限公司、杭州东华链条集团有限公司、黄山恒久链传动有限公司、苏州环球科技股份有限公司等企业先后通过API认证,为我国石油链的国产化做出了贡献。
(2)耐高低温链条板块逐步形成特色产品
耐热、耐磨、耐腐蚀斗式提升机用提升链(简称三耐斗式提升链),广泛应用于有色冶金行业,也可推广应用至钢铁、建材行业,目前已在非铁金属、钢铁冶炼装备中取代进口链条。产品主要技术性能有以下几种:
1)耐高温性能,水泥链从窑工段至研磨段,输送工况温差达500℃。耐低温性能,在严寒温度-60~-40℃工况条件下,优质的特殊链板克服脆裂。
2)在酸性介质、水蒸气、恶劣工况条件下循环运转,运送物料粒度0.5~10mm,物料硬度达到55HRC。我国链传动企业诸暨链条总厂,通过优化链条结构设计,研发特殊耐热耐蚀材料以及特殊热处理工艺,使产品耐热耐磨耐酸性接近或达到国际先进水平,对我国非铁金属冶炼行业替代进口链条,具有广泛的推广价值。
(3)耐腐蚀水处理链逐步发展成系列产品
污水处理链广泛应用于城市污水和工业污水处理系统中,用户可根据不同的使用环境分别选用不同材质的产品。300、400、600系列不锈钢链、特种合金钢链以及工程塑料与不锈钢组合链,已广泛使用于水处理系统中。某些污水处理链条采用400系列低碳马氏体型不锈钢材料,通过特殊热处理后比奥氏体型不锈钢300和600系列具有更佳的技术性能和更佳的经济性。这类水处理链条在发达国家,如美国大型城市污水处理系统已获得应用。这对我国建设绿水青山优美生态环境有着十分重要的借鉴作用。苏州环球科技股份有限公司、黄山恒久链传动有限公司突破了低碳马氏体型不锈钢特殊热处理技术,使其产品力学性能、耐磨性能和耐蚀性能达到国际同类产品的先进水平。同时,还研发了金属表面特殊防蚀涂层。
目前我国的链传动企业不仅在不锈钢链条领域开发出系列污水处理链,而且也在研发新型的工程塑料污水处理链,其产品性能已接近或达到国外同类产品的水平。
(4)卸船机专用提升链达到国家港口环保要求
我国港口码头装卸散装铁矿石、煤炭等,传统都习惯使用抓斗式装卸机,其效率低且装卸不净,粉尘严重污染港口环境。诸暨链条总厂通过与国外企业进行技术合作研发了先进的链斗式连续卸船机链,其卸货效率高、卸得净、能耗小。该链配套于上海振华重工、广州珠海神华、唐山曹妃甸港口项目。目前我国上海振华重工、上海港机等已开发出链斗式连续卸船机这种先进的港口机械,并正在推广,其配套的链条主要技术特点:①大节距,p=350mm;②高强度,平均抗拉强度达到5500kN;③链条提升高度50m;④输送速度快,每小时卸货3800t;⑤在港口酸性腐蚀环境,工况伴有颗粒与粉尘条件下,使用寿命30000h。
我国的链传动企业研发了特殊密封结构,使卸船机专用链具有良好的抗磨损和耐蚀性能,又采用了特殊的机加工方法和特殊的热处理工艺,使产品性能接近或达到国际先进水平。
(5)专项用途的常规耐腐蚀特种链条
耐腐蚀特种链条指链条具备在酸、碱、盐等化学介质以及大气、水、土壤等腐蚀环境中正常使用的能力。根据链条使用的材料、表面处理工艺不同一般分为四类产品:不锈钢链条、塑料链条、表面涂层处理链条、钛链条。
1)不锈钢链条。不锈钢链条是相对于碳钢链条而言的,采用不锈钢材料制作的链条称之为不锈钢链条,其结构、尺寸等互换性参数与同种类碳钢链条一致,但在链条强度性能、链长精度等指标上存在着差异。
不锈钢链条具有耐酸、耐碱、耐冷热、环保、清洁、使用寿命长、可减少检修工时、能提高生产效率等优点,广泛用于食品加工、医药、化工、纺织工业、电子产业、汽车制造、环保设备、热处理设备等领域的有着一些特殊要求的机械传动及输送设备(流水生产线)中。
不锈钢链条一般选用06Cr19Ni10(对应的美国ASTM钢号为304)、06Cr17Ni12Mo2(对应的美国ASTM钢号为316)、022Cr17Ni12Mo2(对应的美国ASTM钢号为316L)等奥氏体型不锈钢,或12Cr13(对应的美国ASTM钢号为410)、20Cr13(对应的美国ASTM钢号为420)等马氏体型不锈钢材料制造,也有同一链条上不同零件分别采用奥氏体型钢、马氏体型钢制作的(如:销轴采用20Cr13钢,而其他零件采用06Cr19Ni10钢);使用在重要场合的不锈钢链条还可以选用沉淀硬化型不锈钢材料制造。
采用奥氏体型不锈钢制造的链条,具备优异的耐蚀性能,适用于酸、碱环境以及-20~400℃的高低温场合;相比较而言,022Cr17Ni12Mo2(316L)具有更好的抗磁性、严苛温度的适应性以及耐化学腐蚀性。通常这类不锈钢链条的零件采用经固溶处理及后续冷轧(冷拉)硬化的材料制造,链条的最小抗拉强度一般可以达到同规格尺寸碳素钢链条最小抗拉强度的60%~75%,这一点在应用奥氏体型不锈钢链条时应予特别注意。采用马氏体型不锈钢制造的链条,不仅具备恰当的耐腐蚀能力,零件通过热处理后还能具备与同等含碳量的碳素钢相同的抗拉强度。
表2-3给出了不同不锈钢材料对接触物料的耐蚀性能。表2-3所列的结果只是作为不锈钢链条选择参考,因为材料的耐蚀性能还受到许多因素的影响,如环境温度、暴露于腐蚀性物质的时间等。
表2-3 不锈钢链条材料耐蚀性能(选用参考)
(续)
(续)
(续)
注:表中“1”表示完全耐腐蚀;“2”表示部分耐腐蚀;“3”表示不推荐使用。
近年来,不锈钢链条产业发展迅速,已形成了一定的生产规模及技术能力,逐步缩小了与国外先进链条企业的差距。出现了苏州富邦机械链传动制造有限公司(苏州市富龙不锈钢链条厂)、无锡市华宇不锈钢链条厂、无锡市南方特种链条厂等专业生产不锈钢链条的厂家,杭州东华链条集团有限公司于2015年成立了不锈钢链事业部专业生产不锈钢链条,黄山恒久链传动有限公司、安徽黄山中友链条制造有限公司、苏州环球科技股份有限公司、杭州永利百合实业有限公司等企业也有不同规模的不锈钢链条生产能力。
2)塑料链条。根据塑料链条的结构型式,一般将其分为两类:一类为工程塑料内链节轻型输送链(见图2-3),该类链条是从短节距精密滚子输送链基础上发展起来的,用工程塑料注塑的整体塑料内链节替代原有的由滚子、套筒和内链板组成的内链节,相应的链条主要组成零件也只有整体内链节、外链板、销轴三种,外链板与销轴一般采用不锈钢材料。另一类为整个链节由工程塑料注塑为一体,链条无内外链节之分,由不锈钢销轴或者塑料销轴连接而成(见图2-4)。
图2-3 工程塑料内链节轻型输送链
图2-4 工程塑料注塑为一体的输送链
塑料链条产品具有噪声低、耐腐蚀、重量轻、抗静电、抗磁性好等优点,广泛使用于制药(医疗)设备、电子、食品、造纸、办公设备、化工等行业。但由于链条材料的特殊性,相对链条材料全是钢材的链条来说其抗拉强度较小,同时也有可能因过快磨损而减少使用寿命。塑料链条的使用温度一般在-20~80℃之间,运行速度不宜大于2.5m/s。
工程塑料内链节轻型输送链参考执行JB/T 8920—1999《工程塑料内链节轻型输送链》标准。该标准为我国首次发布,标准规定了工程塑料内链节轻型输送链的结构、尺寸、最小抗拉强度、链长精度以及链条所带附件。该标准中列出了04CPSa/Sm、06CPSa/Sm、08APSa/Sm、10APSa/Sm、12APSa/Sm五个链条规格,链条的抗拉强度只达到相应规格短节距精密滚子链的15%,其互换性尺寸与相对应规格的短节距精密滚子链相同,为此该链条能与相应的标准链轮进行啮合。由于其内链节的特殊性,该链条没有过渡链节,所以整链只能是偶数。虽然在标准上没有规定B系列的链条型号,但国内多家链条厂家开发了B系列的工程塑料内链节轻型输送链以满足市场的需求,常用的产品有08BSPa、10BSPa、12BSPa、16BSPa等。苏州市东方特种链条厂(原苏州特种链条厂)为国内较早开发该系列的厂家,同时也是JB/T 8920—1999《工程塑料内链节轻型输送链》标准的起草单位。JB/T 8920—1999在2017年已由工业和信息化部公告废止,目前还未有相应的替代标准,所以在工程塑料内链节轻型输送链设计、制造中,仍可参考应用。
整个链节由工程塑料注塑为一体的塑料链条(见图2-4),目前还没有制定标准,但在一些国内外工厂样本中已推出该系列产品。如日本株式会社椿本链条在其产品样本中已推出RSP系列塑料链条,包括RSP35、RSP40、RSP50、RSP60四个链条型号。链条的互换性尺寸与相对应规格的短节距精密滚子链相同,能使用相应的标准链轮与之进行啮合,由于其结构的特殊性,推荐使用的链轮齿数不小于14齿。国内该类链条主要由上海地区的塑料制品企业生产,如上海利来链条有限公司、上海幻速机械设备有限公司、上海帛朗机械设备有限公司等。
3)表面涂层处理链条。常用的链条表面涂层处理主要有镀锌、镀镍、化学镀镍-磷合金镀层、阴极电泳涂装(电泳漆)、达克罗(锌铬涂层/锌铝涂层)等工艺。根据链条的使用工况选择不同的表面涂层处理工艺,链条常用表面涂层工艺的特点(优、缺点)见表2-4。
表2-4 链条常用表面涂层工艺的特点(优、缺点)
(续)
随着科学技术的发展,一大批环保、耐蚀性能好的表面处理工艺正在迅速发展中。如达克罗涂层(锌铬涂层)含有铬金属,已达不到欧美国家的环保要求。因此,美国、德国、日本等国家在锌铬涂层的基础上,分别研制出不同种类的不含铬的新型环保涂层——锌铝涂层,作为锌铬涂层的替代产品,所以锌铝涂层也被称之无铬达克罗。我国于2011年发布、实施了GB/T 26110—2010《锌铝涂层技术条件》标准,规范了锌铝涂层的技术条件。
锌铝涂层的特点是锌、铝等金属鳞片通过溶液搅拌粘合,形成侧向条形状薄片,均匀地溶合在一起,在产品表面涂覆后,经过烘烤,溶液中部分有机成分挥发或者凝固,将金属薄片紧密地粘合在一起,一般会按照轴向有序地成排覆盖在金属产品的表面,将产品内部的金属紧紧地包围住,起到耐腐蚀作用。目前我国不少有出口产品的企业普遍采用环保有机复合锌铝涂层涂料,进行零件表面涂覆。美国、德国、日本等国纷纷研制了不同种类的锌铝涂层涂料,扩大和丰富了锌片涂层家族。目前世界上技术成熟、已得到广泛应用的锌铝涂层主要有以下4种。
①GEOMET(久美特,或称交美特)涂层——美国MCI公司为满足政府VOC法规和汽车行业规定的环保要求而开发出的表面处理新技术,首先被汽车制造行业普遍认可和接受;GEOMET涂层还是日本株式会社达克乐沙姆罗克倡导的表面涂层技术,目前在我国应用得比较多的是日本久美特锌片涂料。
②DELTA(德尔塔)涂层——德国德尔肯(Dken)公司的产品和技术。
③MAGNI(美加力)涂层——美国美加力工业集团(The MAGNI Group)开发的产品。
④ZINTEK(锌美特)涂层——德国安美特公司的涂层涂料。
锌铝涂层与锌铬涂层除了溶液中的金属元素有区别外,两种不同的涂层在性能和特点上也存在一些区别,将锌铝涂层与锌铬涂层进行对比分析,两类不同锌片涂覆的区别见表2-5。
表2-5 锌铬涂层与锌铝涂层的对比分析
(续)
4)钛链条的开发。钛合金是一种新型金属,是以钛元素为基础加入其他元素组成的合金材料。近年来,日本株式会社椿本链条、日本EK链条公司已逐步使用钛合金材料制造链条产品,走在了行业的前列。株式会社椿本链条开发了35、40等规格单排钛链条,EK公司开发了35、40、50、60、60H以及2040、2050、2060H、2042、2052、2062H等规格钛链条,但国内目前还未有厂家开发该系列链条。由于链条材料采用了钛合金,该系列链条具有以下特点:
①高耐腐蚀:可在硫酸、盐酸、氯水和强碱性等环境中使用。
②无磁性:可使用在需要非磁性的场合。
③使用温度范围宽广:-20~400℃。
④重量轻:密度一般在4.51g/m3,仅为钢的60%。
⑤没有连接链节,只能使用偶数链节。
⑥链条的平均抗拉强度约为不锈钢链条的65%。
(6)耐高温、耐低温链条
一般钢制链条的使用温度推荐为-10~150℃,在该温度范围内链条可连续工作,而在150~200℃使用温度时链条可断续工作。低于-10℃或高于200℃的使用温度时,需考虑链条材料在低温条件下的冷脆性及在高温条件下热膨胀、蠕变等方面因素的影响。
对于链条产品的温度场特性,国内已开始研究各场合应用的链条各零件的温度分布曲线,从而为齿形链、Hy-Vo齿形链、水泥链、冶金链、航空链等在较高温度场下和较低温度场下服役的高端链条产品的设计和制造提供必不可少的重要依据。
1)不锈钢链条由于其材料的特性,普遍应用于高低温环境工况中,但在使用时需考虑在高温、低温下工作时众多的影响因素。
①不锈钢链条在低温下工作时需要考虑的因素:
a.材料的冷脆性:即材料在低温环境下冲击吸收能量下降,一般取决于材料的化学成分,不锈钢链条不应在表2-6所列的温度以下使用。
表2-6 不锈钢链条最低工作温度
b.链条零件间的冻结:由于低温链条的销轴与套筒之间,内、外链板之间,或滚子与套筒之间的液体或润滑油会发生冻结,造成链条转动不灵活或紧节、死节,对链条与驱动装置产生附加载荷。如果使用环境允许,通过用在链条工作温度下不冻结的润滑剂填充零件间隙避免零件间的冻结,推荐使用硅润滑脂。
②不锈钢链条在超过400℃的高温下使用时需考虑的因素:
a.高温下零件的磨损比常温下大。
b.由于热胀系数不同,不同材料焊接在一起可能产生热疲劳。
c.当环境温度超过400℃时,需要考虑材料的热延展性和链条间隙问题。
d.蠕变。
e.温度波动的影响(链条冷却和膨胀会对链条的传动精度产生影响)。
f.链条强度随着温度上升而下降,在400℃以上的高温环境下,不锈钢链条的最小极限抗拉强度为:一般适用环境温度(0~400℃)的最小极限抗拉强度/Kt(不锈钢链条温度系数Kt值见表2-7)。
表2-7 不锈钢链条温度系数
2)碳钢链条在高、低温环境的应用
①耐高温链条:链条在高温条件下要考虑强度、热膨胀、蠕变等方面的因素。链条强度随着温度上升而下降,当环境温度达到零件的回火温度时,链条的硬度和强度就会快速下降,在超过400℃的高温环境下,材料要选用不锈钢或耐热钢。为安全起见,从环境温度达到300℃起即应进行蠕变设计。长期处于高温环境时计算一定塑性变形量的蠕变强度;非长期高温环境时计算环境温度下的瞬时静强度;对于速度较高寿命要求较长的链条要计算高温疲劳强度;对于过盈配合和有预紧力的连接部位要考虑高温下的松弛问题。在蠕变设计时,应正确确定工作环境温度:对恒定温度场,宜按恒定温度+10℃进行计算;对于波动温度场,宜按最高温度+5℃进行计算。蠕变温度因材料而异,合金钢材料中Mo、Cr、V、W等元素皆能提高抗蠕变能力,但其影响并不和含量的多少成正比,都存在一个最好的含量区间,一般使用Mo含量小于1.5%(质量分数)、Cr含量1.5%~2.25%(质量分数)的Cr-Mo钢和Cr-Mo-V钢。链条行业高温环境中常用的材料一般为35CrMo钢、42CrMo钢等。
②耐低温链条:链条使用温度低于-20℃要考虑材料的冷脆性,行业内开展该项研究的较少,缺少材料和链条在低温条件下的相关数据,仅杭州东华链条集团有限公司开展了链条在常温和低温下的拉力对比试验,以及链板材料和销轴材料低温和常温的夏比冲击对比试验,收集链条材料低温性能数据,为低温工况下链条的设计及材料选用提供依据。试验结果:a)在10℃常温和-40℃低温条件下板式链条拉力对比试验表明:低温板式链条在静态拉伸载荷下的破断载荷略有提高;-40℃低温条件下链条受拉力到断裂破坏的过程中存在明显的弹性阶段和屈服阶段,链板断裂时有变形,不是突然的脆性断裂。b)在25℃常温和-40℃低温条件下的不同链条材料夏比冲击试验表明:35CrMo材料的冲击韧性优于对比的45Mn和40CrNiMoA材料;低温条件下45Mn、35CrMo、40CrNiMoA材料的冲击韧性都有明显下降,其中淬火温度为860℃、回火温度为450℃的35CrMo材料冲击韧性下降最大。
4.高精度、高疲劳自动扶梯链条
自动扶梯是输送人员的特种设备,扶梯链条作为自动扶梯的重要部件,广泛用于地铁、高铁、车站、机场、商场等人流集中的场所。国内自动扶梯主驱动链条生产厂家有杭州东华链条集团有限公司、苏州环球科技股份有限公司、桂盟集团等,国外有日本株式会社椿本链条、英国瑞诺德公司等;国内梯级链生产厂家有杭州东华链条集团有限公司、苏州环球科技股份有限公司、苏州市天隆链条有限公司、苏州大唐金属型材有限公司和苏州奥达机械部件有限公司等;国外梯级链生产厂家有德国沃尔夫公司、科波公司和美国钻石公司等。
自动扶梯动力传动部件是主驱动链。扶梯驱动链一般参照GB/T 1243/ISO 606标准设计、制造,其互换性尺寸与普通标准滚子链产品一致,可以与标准滚子链链轮良好啮合。由于自动扶梯及自动人行道是在公共场合每天十几小时不间断地承受重载及交变载荷作用下运行,要求运行平稳且安全可靠,另外还有低噪声等要求,为满足这些严酷工况要求,驱动链的要求往往高于GB/T 1243/ISO 606标准的规定。一般来说,用在自动扶梯及自动人行道中的驱动链的链长精度、抗拉强度、疲劳强度(最小动载强度指标值)等一系列要求往往远高于同规格尺寸普通标准滚子链的要求(如链条抗拉强度要求为同规格普通滚子链的120%~130%以上,最小动载强度值提高30%以上,疲劳试验的循环次数要求达到5×106~1.0×107次),套筒与销轴、滚子与套筒之间的配合精度也高于常规标准滚子链的要求。自动扶梯使用还会提出比GB/T 18150—2006《滚子链传动选择指导》标准规定的“在符合GB/T 18150标准规定的使用条件下,滚子链预期使用寿命可以达到15000小时”这个要求更长的驱动链使用寿命要求。鉴于以上所述,普通标准滚子链一般不宜直接当作自动扶梯及自动人行道驱动链,链条制造厂家通常把驱动链作为专用特种滚子链来专门设计开发,并按用户的要求进行远高于GB/T 1243/ISO 606标准要求的链条尺寸精度检验和抗拉强度、链节压出力、交变载荷疲劳试验等性能指标测试。
自动扶梯牵引部件是自动扶梯梯级链(简称梯级链),梯级链是在滚子输送链基础上派生的,是专门根据自动扶梯的不同使用工况,如“在零售部门、商场超市、大厦里运转的大部分标准自动扶梯”和“在地铁(高铁)、公交系统、机场等场合运转的重载型公共服务自动扶梯”的需要而设计的。现在市场上使用的梯级链主要有如图2-5所示的两大类链条,图2-5a所示的梯级链在市场上俗称为日系梯级链,图2-5b所示的梯级链在市场上俗称为欧系或美系梯级链。
图2-5 自动扶梯梯级链和在自动扶梯上的使用
由于梯级链必须与自动扶梯的梯级连接,所以,链条主要结构参数除链条节距外还有梯级距是基本结构特征。梯级链的主要组成零件为内/外链板、销轴、套筒和滚子。梯级链使用时需与梯级的主轮轮轴铰接在一起,每隔一个梯级距配置一个与梯级主轮轮轴铰接的附件链节。
5.高精度、高速、耐磨损、低噪声链条——汽车链
高端汽车链属于高精度、高速、耐磨损、低噪声链条,近20年来,我国链传动行业努力开发了各种汽车用链条产品,并已实现在国产乘用车、部分合资品牌轿车的批量配套。
以开发“高精度、高速、耐磨损、低噪声”链条为突破口,努力开发“节能与新能源汽车无级变速器链条、内-外复合啮合无声链条、双向传动的双面啮合齿形链条”等系列汽车链产品,形成一批有中国特色的高端链传动自主品牌产品并进行产业化应用,这将在一定程度上大幅提升我国高端链传动产业的整体技术水平。东华链条集团承担的工业和信息化部“工业强基”项目就是紧密围绕这一要务开展的,旨在开发“节能与新能源汽车无级变速器链条”并形成产业化。无级变速器链条是一种由两种以上节距且形状不同的几种链板有序排列,通过对滚摆销装配而成的新产品。摆销截面轮廓形线采用渐开线结构设计,大幅度减小了链条的多边形效应,从而减轻了磨损,降低了噪声,提高了链条的耐磨性。链条摆销的两端侧面采用与锥盘的接触面互为共轭设计,减小了链条变速传动过程中的滑移量,提高了传动的平稳性和传动效率,这种产品具有振动小、工作可靠等特点。应当指出,国内骨干企业如东华链条集团、青岛征和、湖州求精等链条企业已围绕行业重点任务,在品种、品牌和品质三个方向上着力开发汽车及高档摩托车用发动机无声链条,形成了行业特色鲜明的“高精度、高速、耐磨损、低噪声”系列产品品牌,与国外品牌形成了强有力的竞争,极大地支持了我国自主品牌汽车关键核心零部件的技术能力建设。
6.其他高端输送链条
汽车厂输送用链条市场一直被国外品牌占据,我国链条行业一直只有少量的份额。以东华链条集团为代表的国内企业,潜心研发高端输送用Hy-Vo双节距齿形链技术,目前已开发了用于汽车组装生产线的输送机专用齿形链。该产品结构新颖,连接链节采用激光焊接,结构比普通链条更可靠,是一种双节距且具有变节距功能的齿形链,该链条在同等条件下铰链副减少50%,减轻了链条自重,减小了多边形效应,降低了啮合冲击和噪声,提高了耐磨性能。同时,该产品每个链板采用3个支点结构,在使用过程中比普通链条运行更平稳,从而有效提升了链条的使用寿命和传动效率。该产品主要技术指标满足用户要求,实现替代进口,技术性能达到国内领先水平。这一产品的成功应用,标志着打破了国外垄断,我国链条企业第一次进入了奥迪、宝马、奔驰等高端汽车品牌配套市场。
2018年,东华链条集团生产的北京奔驰总装线用汽车输送链条顺利完成交付,标志着东华链条继2017年正式成为德国宝马汽车全球工厂唯一指定中国链条品牌后,又成为奔驰汽车全球工厂指定中国链条品牌。东华链条集团成功拿下的北京奔驰顺义工厂新的汽车总装线配套项目,包括涂装线用P160链条、总装线用P250链条、淋雨线用P250链条、合装线齿形链输送机用HV4TT双节距Hy-Vo齿形链条等一系列输送链条,原来采用其他国际品牌的链条逐步被东华链条所替代。东华链条集团立足自身优势,通过并购德国百年链条企业KÖBO公司,迅速提升技术水平,已成为北京奔驰工厂指定的中国链条合作品牌,公司产品目前已成功配套德国奔驰、美国奔驰、俄罗斯奔驰、北京奔驰等工厂的输送线。
7.链条零件的选材、链条制造与检测技术出现了新的飞跃
链条的使用面临十分复杂的工况环境,因此,链条设计对零件选材呈现多元化趋势,不仅研发了新颖的特种合金结构钢,而且在耐腐蚀污水处理工况条件下,采用了高性能的不锈钢及高品质的工程塑料。链条的制造工艺与检测试验技术,特别是模拟工况强化试验得到新的发展。带油孔套筒定向装配、套筒露头、销轴中心铆头以及多功能自动装配等新技术,销轴、套筒压出力研究已有重大成果,多颗落料链板周边光洁冲裁,中碳合金钢滚子高精冷挤,套筒滚子零件新型卷制原理与技术,Hy-Vo齿形链异形销轴和曳引用钢制焊接弯板链异形套管精拉技术等研究工作已取得阶段性成果。链传动中心距测量仪,链传动回转疲劳试验机系统与试验设备相继研发成功。
8.链轮产业不论在齿形设计还是制造工艺上均获得了新的突破和发展
我国链轮产业随着链条产业快速发展,也获得了前所未有的发展。硬齿面粉末冶金链轮、交叉齿链轮、高精度链轮的应用领域不断扩大。链轮齿形,特别是齿形链的链轮齿形,鉴于啮合机制变化,产生一系列新齿形。其大负变位链轮齿形设计方法与检验方法正在研究与完善,与之相应的新型齿形滚刀的研发工作也在全面展开。随着智能化的深入与发展,一些链轮骨干企业:如浙江中益机械有限公司、常州世界伟业链轮公司等企业,为提高生产效益与安全生产需求,采用机器人焊接和高精切削齿形技术,对这些高端工艺均进行了重大技术改造。