一种S形曲线开口链条套筒的制作方法

本发明属于链条套筒领域，具体涉及一种s形曲线开口链条套筒。

背景技术：

链条根据套筒的开口方式分为无缝链条和非无缝链条。套筒作为链条的关键部件，其材质、结构设计直接影响着链条的性能，尤其是耐磨性能。

目前非无缝链条的套筒均为直线开口形式，该直线开口形式由于采用直线开口形式，直线距离短，因此其与销轴、滚子磨损是直线磨损形式，磨损接触面积小，抗耐磨性差，且由于开口处是磨损薄弱点，直线磨损后，套筒很容易损坏，致使影响链条的实用寿命。

另外中国发明专利cn2013105781493公开了一种斜线开口链条套筒，该链条相对直线开口链条可显著提高套筒与销轴、滚子的摩擦接触面，可显著提高套筒的耐磨性能，但仍存在耐磨性能有待提高的问题，这具体体现在：

虽然其公开了斜角为25°-60°的开口，把开口斜面的斜角限制在一个比较合理的范围之内，但是本领域技术人员能够确定的是，链条的正常磨损出现在销轴和套筒之间，他们的磨损是在相对运动，即摆动的状态下产生的，因此即便规定了一个相对合理的斜角，仍然会产生垂直撞击，其耐磨性仍然存在问题。

针对现有技术中的缺点，本发明提出了一种s形曲线开口链条套筒。

技术实现要素：

为了克服现有的链条套筒与链条之间的摩擦损耗问题，尽量扩大链条套筒与链条之间的摩擦面，保护链条的工作状态，本发明设计了一种s形曲线开口链条套筒。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种s形曲线开口链条套筒，包括套筒主体，所述套筒主体由含碳的材料形成，套筒本体的表包覆有耐磨层，套筒主体由包含α固溶体和用于硬化α固溶体的混合相构成，所述耐磨层均布与所属套筒本体的表面；所述套筒的开口采用s形曲线开口形式，所述s形曲线的沿套筒主体侧面的投影面展开后的s’曲线位于

y＝sinx(1)

的函数图像与

y＝1.5sinx(2)

的函数图像在区间[n,n+t]上的重合部的区域,其中t为y＝sinx和y＝1.5sinx所有的相同的周期，n为常熟。

进一步的，所述含碳材料为钢铁。

进一步的，所述耐磨层具有大于900hv的硬度。

进一步的，所述耐磨层为含碳金相形成，所述用于硬化α固溶体的混合相包括马氏体，其中，所述用于硬化α固溶体的混合相中由马氏体形成的硬质相的份额不高于20％。

进一步的，所述耐磨层为w(c)＝0.55％-0.9％的高碳铬锰钼钢，经正火和回火热处理得到珠光体基体。铬锰马氏体耐磨钢具有好的韧度和抗冲击疲劳性能，高的加工硬化能力；并因只含有较少的不昂贵的合金元素且不需经过复杂的热处理而具有较低的生产成本。

进一步的，所述耐磨层均布区域中耐磨层的厚度小于所述突起中耐磨层的厚度。

所述的s形曲线开口链条套筒制造过程包括下述步骤：

提供由含碳的材料形成的套筒主体；

将所述套筒主体以如下方式加温到并且保持在奥氏体化温度以上的温度，即，形成单一的奥氏体相，此过程中维持温度在830℃至1000℃之间，并且维持30min，此过程能够形成单一的奥氏体；

使用渗碳法将碳引入到所述套筒主体的邻近表面的区域中，并改变加热温度和时间，使奥氏体经历珠光体-贝氏体-马氏体的转变；

在0℃至400℃之间的范围内的温度对所述套筒主体进行淬火。

在25℃至300℃之间的范围内的温度对所述套筒主体进行淬火。

需要注意的是，所述珠光体-贝氏体-马氏体的转变是本领域技术人员所公知的。

本发明所公开之方案的有益效果是，通过实验证明，采用该套筒制造的链条与现有斜线开口套筒制造的链条相比，链条的耐磨性能可提高30％以上。

本发明中可以采用简谐运动法制造开口，相对于在套筒上开斜线口，斜线口在倾斜角较小时，会在套筒上留下投影交重复的开口，造成一定程度上的性能损失，而本发明中的开口则可以尽量减少这种损失。

附图说明

图1为实施例1示意图；

图2为函数图像，

图3为套筒位置示意图图，

图4为摩擦原理图。

图中，1、套筒，2、s形曲线开口，3、外链，4、销轴，5、滚子，6、内链。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所述技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

需要指出的是，以下实施例中的方位用词是根据附图和实际使用习惯进行描述的。

实施例1

一种s形曲线开口链条套筒。包括套筒主体1，所述套筒主体1由含碳的材料形成，套筒本体的表包覆有耐磨层，套筒主体1由包含α固溶体和用于硬化α固溶体的混合相构成，所述耐磨层均布与所属套筒本体的表面；所述套筒的开口采用s形曲线开口2形式，所述s形曲线的沿套筒主体1侧面的投影面展开后的s’曲线位于

y＝sinx(1)

的函数图像与

y＝1.5sinx(2)

的函数图像在区间[n,n+t]上的重合部的区域,其中t为y＝sinx和y＝1.5sinx所有的相同的周期，n为常熟。

该重合部的区域如图2中阴影部分所示，由于套筒具有开口的面是曲面，因此在描述开口的形态时，需要将开口所在的侧面展开成平面，直接描述展开成的平面上的开口的形态。为了便于描述，取展开后套筒的高的方向为x轴方向，套筒的圆周长的方向为y轴方向，在本实施例中，所述套筒的开口采用s形曲线开口2形式，所述s形曲线符合函数y＝1.2sinx在区间[2,2+2π]之间的函数图像，则其两端的斜率分别是k(2)＝1.199,k(2+2π)＝0.994，其减区间的中点位于(π,0)，此处斜率为1.2。在这样的数值下，开口的长度从套筒的长度h，h的长度为函数y＝1.2sinx的周期即6.28变为相对于对比文件中国发明cn2013105781493，在有限的空间内增加的长度更多。这样有利于在制造的时候

使用这样的开口形状，在套筒顺时针旋转的时候，至少位于一侧的开口的边缘会收到来自销轴和滚子的摩擦力，以及因为圆度、同轴度等的配合问题碰撞产生的压力，摩擦力是可以确定方向的，可以肯定摩擦力的方向与套筒旋转的方向相反，摩擦力会导致开口的至少一侧承受较多压力，使得开口一侧的压力增大，从而在碰撞的过程中产生不可避免的磨损，利用s形曲线形状的开口，就可以增大开口侧面的面积。

可以测得一般套筒中的的摩擦力来自2个方面摩擦力，分别为①滚子与销轴为滚动摩擦，需要钢对钢的滚动摩擦系数；②销轴与套筒为滑动摩擦，需要钢对钢的滑动摩擦系数；钢对钢的滑动摩擦系数约为0.3，但是在实际的生产实践过程中，链条一般会使用润滑油进行润滑，充分润滑后，钢对钢的滑动摩擦系数约为0.05～0.1，可以将一般情况下套筒的摩擦系数取值0.05～0.1；根据牛顿第二定律，开口一侧所受到的来自另一侧的压力与摩擦系数呈正相关，在一定范围内为正比；又根据帕斯卡定律，压强一定的情况下，面积与压力为反比关系，增大接触面积可以有效减轻开口一侧受到的压强，进而减轻开口的磨损程度。

在本实施例中，选用钢铁为套筒制造材料。

在本实施例中，所述耐磨层具有大约900hv的硬度，而且耐磨层的硬度是均一的，本领域公知，擦了的硬度与抗摩擦能力呈正比，但是增加硬度的同时也会增加材料的脆性，因此适当降低硬度，可以增加韧性。

所述耐磨层为含碳金相形成，所述用于硬化α固溶体的混合相包括马氏体，其中，所述用于硬化α固溶体的混合相中由马氏体形成的硬质相的份额不高于20％。马氏体的形成比较容易控制，并且在形成铁素体的过程中，马氏体比较容易在α固溶体中形成，马氏体与贝氏体、珠光体存在固定的转换关系，因此最终的成品中，所述耐磨层包括马氏体、贝氏体与珠光体。

所述耐磨层为w(c)＝0.55％-0.9％的高碳铬锰钼钢，经正火和回火热处理得到珠光体基体。铬锰珠光体耐磨钢具有好的韧度和抗冲击疲劳性能，高的加工硬化能力；并因只含有较少的不昂贵的合金元素且不需经过复杂的热处理而具有较低的生产成本。

所述耐磨层均布区域中耐磨层的厚度小于所述突起中耐磨层的厚度。

所述套筒主体的s形曲线开口制造方法使用铸造法进行制造，或使用如下方法：

提供由含碳的材料形成的套筒主体；

使用加持工装将所述套筒主体夹紧；

将夹持工装固定于往复运机构的，并在其上固定一可直线运动的钻头；

设定往复运动机构的运动频率和运动距离，设定钻头的运动距离和运动速度；

启动往复运动机构和钻头，钻头在套筒主体钻出凹槽，由于往复运动机构的存在，所述凹槽的形状为简谐运动的图像，即三角函数图像。

所述的s形曲线开口链条套筒制造过程包括下述步骤：

提供由含碳的材料形成的套筒主体；

将所述套筒主体以如下方式加温到并且保持在奥氏体化温度以上的温度，即，形成单一的奥氏体相，此过程中维持温度在830℃至1000℃之间，并且维持30min，此过程能够形成单一的奥氏体。

使用渗碳法将碳引入到所述套筒主体的邻近表面的区域中，并改变加热温度和时间，使奥氏体经历珠光体-贝氏体-马氏体的转变。

在0℃至400℃之间的范围内的温度对所述套筒主体进行淬火。

在25℃至300℃之间的范围内的温度对所述套筒主体进行淬火。

需要注意的是，所述珠光体-贝氏体-马氏体的转变是本领域技术人员所公知的。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。