專(zhuān)利名稱(chēng)：鏈環(huán)及其制造方法
所屬領(lǐng)域本發(fā)明涉及一種鏈環(huán)及其制造方法，該鏈環(huán)由兩個(gè)弧框和兩個(gè)側(cè)邊組成，其中弧框間的距離構(gòu)成鏈環(huán)的長(zhǎng)，側(cè)邊間的距離構(gòu)成鏈環(huán)的寬，其中一個(gè)支柱被焊在鏈環(huán)的兩個(gè)側(cè)邊之間。
背景技術(shù)：
鏈條用于很多需要傳遞拉力的應(yīng)用領(lǐng)域，比如拖引、下錨停泊船只和石油鉆井平臺(tái)。鏈條可用多種材料制造，比如鋼、鍛鐵或者塑料，但用在需要傳遞大力量的場(chǎng)合，用鋼或合金鋼制造的鏈?zhǔn)亲盍餍械摹?br> 鋼鏈環(huán)能用鍛、鑄、把鋼條壓彎再焊起來(lái)的方法或者把這些方法組合起來(lái)制造。要想傳遞大的力量，鏈條中的鏈環(huán)可具有一個(gè)中心支柱，從強(qiáng)度觀(guān)點(diǎn)考慮，這是一個(gè)優(yōu)點(diǎn)。這種情況下，通常該支柱借助于夾緊力在鏈環(huán)內(nèi)定位。
本發(fā)明涉及這種類(lèi)型的鏈環(huán)，即把鋼條壓彎、接著把鋼條兩端焊在一起。因?yàn)樯a(chǎn)方法的關(guān)系，鍛和鑄的鏈條通常比較貴，這二者均不是本發(fā)明的主題。
傳遞大拉力的鏈條所采用的合金鋼必須具有很高的拉力強(qiáng)度和很好的韌性。海上使用的鏈條要承受來(lái)自海水的腐蝕，為避免過(guò)度頻繁的不得不進(jìn)行的更換，很希望找到一種防腐蝕的途徑。
為了解決鏈條的腐蝕問(wèn)題，已經(jīng)設(shè)想了許多辦法，一個(gè)最簡(jiǎn)單明了的解決方案就是使用防腐合金鋼。然而，這是很昂貴的，而且現(xiàn)時(shí)的防腐合金鋼所具有的機(jī)械性能大大劣于專(zhuān)門(mén)用于鏈條的最好合金鋼。
第二個(gè)設(shè)想的解決方案是采用不同的表面噴涂，比如涂漆、電鍍或涂瀝青。由于環(huán)與環(huán)之間的摩擦力，這種涂層要經(jīng)受很大的磨損，僅能在短期內(nèi)有效果。
第三個(gè)解決方案是使用消溶陽(yáng)極，即用幾塊電勢(shì)比被保護(hù)那部分合金鋼還低的金屬片，這里被保護(hù)部分就是鏈環(huán)，使金屬片與之有良好電接觸。在消溶陽(yáng)極與鏈環(huán)間就會(huì)建立起一個(gè)電壓降，如此可以消溶陽(yáng)極代替鏈環(huán)而被腐蝕。能用作保護(hù)鋼的消溶陽(yáng)極的金屬材料有鋅、鋁和鎂。
鑒于鏈環(huán)的兩個(gè)弧框隨著磨損，所以伽凡尼電流陽(yáng)極的合理位置就只能在支柱上。
美國(guó)專(zhuān)利2 399 953說(shuō)的是一種帶有中心支柱的鏈環(huán)，其中兩個(gè)C型的鏈半環(huán)是由鋼條材料制成的，它們被設(shè)計(jì)成鋼條的兩端面帶有凹槽的形式。兩個(gè)鏈半環(huán)相對(duì)而置，這些凹槽因開(kāi)口向內(nèi)和開(kāi)口向外而組成兩個(gè)空腔；一個(gè)中心支柱放置在開(kāi)口之間，這樣開(kāi)口即被支柱所堵住，所述支柱最好是個(gè)規(guī)矩的圓柱體，其直徑要稍大于那些面朝內(nèi)的開(kāi)口。把所有空腔填充以易熔金屬材料，然后將其熔化，并依次熔化鏈半環(huán)和支柱中的基體金屬材料，這樣就形成一種支柱焊接件。
美國(guó)專(zhuān)利4 067 188說(shuō)的是一種帶支柱的鏈環(huán)，它是用下述方式把一根鋼條加熱再?gòu)澢蓹E圓形而形成的，即在橢圓的縱長(zhǎng)側(cè)把鋼條兩端相向而置，如此即構(gòu)成一個(gè)鏈環(huán)。把一個(gè)支柱插入鏈環(huán)，其一端抵靠在鋼條的兩端，當(dāng)鏈環(huán)冷卻時(shí)，這會(huì)使支柱縮攏到位。把鋼條的端頭焊在一起，支柱部分地焊接在側(cè)邊上，這樣就形成了一個(gè)完整的鏈環(huán)。
美國(guó)專(zhuān)利2 302 263說(shuō)的是一種鏈環(huán)，其支柱壓裝在鏈環(huán)的兩側(cè)邊之間，支柱的端部制有凹槽，形成帶支柱的鏈環(huán)，其支柱是被強(qiáng)行夾固就位的。
英國(guó)專(zhuān)利2 132 733說(shuō)的是一種帶支柱的鏈環(huán)，其中U形陽(yáng)極元件繞支柱緊固。
專(zhuān)利第146 442號(hào)說(shuō)的是帶支柱的鏈環(huán)，其中，支柱的最外層或是整個(gè)支柱由陽(yáng)極金屬材料制成。
這樣，在鏈環(huán)內(nèi)提供一個(gè)支柱并且加裝這種帶有消溶陽(yáng)極的支柱是公知的。只要鏈子是新的，這種公知解決方案本身的作用是挺好的。但是，當(dāng)鏈環(huán)使用一時(shí)期后，支柱和鏈環(huán)支撐部位件的電接觸會(huì)因腐蝕和機(jī)械應(yīng)力的關(guān)系而減弱。因而，消溶陽(yáng)極和鏈環(huán)之間的電流受阻，隨之出現(xiàn)防腐能力下降的后果。
盡管象美國(guó)專(zhuān)利4 067 188(焊一個(gè)側(cè)邊)或美國(guó)專(zhuān)利2 399 953(焊兩個(gè)側(cè)邊)描述的那樣安裝了支柱，但支柱和鏈環(huán)支撐部分間的連接部位仍承受腐蝕和機(jī)械應(yīng)力，特別是疲勞應(yīng)力，這是因?yàn)樯鲜鰞煞N方法都不能做到完全焊接。一段時(shí)間以后會(huì)引起支柱松動(dòng)，從而減弱支柱和鏈環(huán)支撐部分的電接觸，結(jié)果使消溶陽(yáng)極的作用變差。還需指出的是，用上述兩種焊接法形成的焊縫很難用非破壞性試驗(yàn)來(lái)檢查。需進(jìn)一步指出的是，用上述兩焊接法焊接支柱時(shí)，要用直徑相對(duì)大的支柱，這就意味著消溶陽(yáng)極的連接不實(shí)用，同于由于空間問(wèn)題，消溶陽(yáng)極變得比希望的消溶陽(yáng)極要小。
對(duì)消溶陽(yáng)極來(lái)說(shuō)，除了支柱松動(dòng)不能令人滿(mǎn)意外，該松動(dòng)支柱還造成鏈環(huán)疲勞強(qiáng)度顯著降低，這意味著鏈條的損壞要比預(yù)想的快。
本發(fā)明的目的是提供一種下述類(lèi)型的鏈環(huán)，它用彎曲鋼條再把鋼條的兩端焊在一起制成，在鏈環(huán)的兩個(gè)側(cè)邊之間裝上一個(gè)支柱，這就可能在其上配置一個(gè)消溶陽(yáng)極，以便連在海水中長(zhǎng)期使用后，還能保持功能，同時(shí)，在長(zhǎng)期使用后還能保持鏈環(huán)的疲勞強(qiáng)度。因此，本發(fā)明的目的是提供一種在使用上和鍛或鑄的鏈性能相同的鏈條，又能使制造成本較低。
這個(gè)目的已由引言中提到的那種類(lèi)型的裝置達(dá)到，它以權(quán)利要求中記載的那些特點(diǎn)為特征。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明包括一種由兩個(gè)弧框和兩個(gè)側(cè)邊組成的鏈環(huán)及其制造方法，其中弧框間距構(gòu)成鏈環(huán)的長(zhǎng)，側(cè)邊間距構(gòu)成鏈環(huán)的寬，其中一個(gè)支柱被焊在鏈環(huán)的兩側(cè)邊之間。該發(fā)明的特征在于，在橫切鏈環(huán)長(zhǎng)和寬的方向上，支柱朝著鏈環(huán)的側(cè)邊的厚度逐漸減小，以產(chǎn)生一個(gè)焊接坡口，用于把支柱焊接到鏈環(huán)的兩側(cè)邊上。這種焊縫是在支柱與鏈環(huán)兩側(cè)邊接觸的區(qū)域內(nèi)、整個(gè)支柱橫截面上的一種透焊縫。
在最佳實(shí)施例中，在鏈環(huán)的縱向上，有一段相對(duì)窄的中央部分，這就更易于使消溶陽(yáng)極固定在支柱上。該支柱的截面朝著鏈環(huán)的側(cè)邊逐漸加寬，直到支柱被焊接的地方。
在用本發(fā)明的方法制造鏈環(huán)時(shí)，先要用與不帶支柱的鏈環(huán)的同一方法制造，即把鋼條或鋼絲截成適宜長(zhǎng)度?？捎眉訜岬姆椒◤澇蓹E圓形，再將端部焊接，從而形成鏈環(huán)。這里可用標(biāo)準(zhǔn)鏈環(huán)作為按本發(fā)明制作鏈環(huán)的基樣。支柱是單獨(dú)制作的。它能用不同的辦法、例如用自動(dòng)鍛造工藝制成，該支柱可由坯料經(jīng)鍛造成而直接得到成形產(chǎn)品。然后把支柱放置于鏈環(huán)內(nèi)，用適宜的工具使之暫時(shí)就位。此后，可選取適宜的自動(dòng)焊接或人工焊把支柱焊到鏈環(huán)上。
據(jù)本發(fā)明的一個(gè)最佳方法，在焊上支柱后，鏈環(huán)要經(jīng)熱處理，這樣能改善環(huán)的機(jī)械性能。
最后要安裝上消溶陽(yáng)極。這可以例如用夾緊、焊接、熔鑄或者用螺釘擰固的方法做到。最好的方法是用熔鑄去連接消溶陽(yáng)極，因?yàn)樵摲椒ㄟm于自動(dòng)化，同時(shí)又能得到良好的接觸，因此，在支柱和消溶陽(yáng)極之間必須會(huì)形成一個(gè)可靠的電結(jié)合。
本文沒(méi)有描述如何把鏈環(huán)組裝成一根鏈條，因?yàn)檫@是用普通公知的方法就能完成的，而且也超出了本發(fā)明的范圍。
這樣用本發(fā)明的方法可以制作一種鏈環(huán)，這種類(lèi)型的鏈環(huán)是用彎曲鋼條、接著把兩端焊起來(lái)的方法制造的，其中焊上了一個(gè)支柱，從而提供可與鏈環(huán)其余部分牢靠電接觸消溶陽(yáng)極。
通過(guò)按本發(fā)明焊接支柱，在支柱和鏈環(huán)的兩側(cè)邊之間的焊縫部位能在疲勞強(qiáng)度方向得以改善，這就保持了支柱和鏈環(huán)的支撐部位間的電接觸，如此也就保持了防腐蝕能力。與此同時(shí)鏈環(huán)的疲勞強(qiáng)度也因防止住支柱松動(dòng)而得以保持。
按照本發(fā)明的方法把支柱焊到鏈環(huán)上，與其它公知的焊接方法相比，能獲得更理想的質(zhì)量，因?yàn)橛糜谶@個(gè)焊接工序的焊接方法是直接針對(duì)支柱焊接的，而不是公知的主要針對(duì)把環(huán)焊起來(lái)的那種焊接方法。此外，又獲得一個(gè)改進(jìn)之處，即有可能用非破壞性檢查方法、比如超聲波檢查或X光來(lái)檢查焊縫是不是一個(gè)完全的透焊縫。
鏈環(huán)就是這樣制成的，其中支柱是和鏈環(huán)的其它部位成為一體，如果鑄造或鍛造鏈環(huán)，其制作方法成本較低。
現(xiàn)有將結(jié)合附圖、借助特定實(shí)施例對(duì)本發(fā)明加以詳細(xì)地闡述附圖簡(jiǎn)介

圖1是本發(fā)明鏈環(huán)的正視圖，圖2是沿圖1中II-II剖開(kāi)的鏈環(huán)截面圖，圖3是沿圖1中III-III剖開(kāi)的鏈環(huán)截面圖，圖4是本發(fā)明鏈環(huán)的正視圖，在其上裝有一個(gè)消溶陽(yáng)極，圖5是沿圖4中V-V剖開(kāi)的鏈環(huán)截面圖。
最佳實(shí)施例為便于理解，在所有附圖中，相應(yīng)部件的參考序號(hào)都是一樣的。
圖1表示鏈環(huán)1由兩個(gè)弧框2a和2b、兩個(gè)側(cè)邊3a和3b和一個(gè)支柱5組成。鏈環(huán)的側(cè)邊彼此用焊縫4焊接，該焊縫4完全透焊。支柱5有兩個(gè)厚度逐漸減薄的部分7，它們位于抵靠鏈環(huán)的側(cè)邊處，這樣就為透焊縫6形成焊接坡口，見(jiàn)圖3。支柱中央部分8處于減薄部分7之間，該中央部分8要比減薄部分7窄，這樣就為圍繞中央部分8固裝消溶陽(yáng)極提供了空間。
在圖2中，中央部分8表示成橫剖面。中央部分8呈十字型，其目的是當(dāng)固接電流陽(yáng)極9時(shí)，能形成良好的電接觸。
圖4和圖5表示了帶有消溶陽(yáng)極的支柱鑄在中央部分上。圖5中所示的消溶陽(yáng)極緊配在中央部分8上，這樣就在消溶陽(yáng)極9和支柱5之間形成最大可能的電接觸。圖4表示支柱的邊沿部分7和消溶陽(yáng)極之間的幾何關(guān)系，這些突出部分幾乎等于突入到由形成鏈條時(shí)第二鏈節(jié)弧框所占據(jù)的空間。
在上文中，已參照特定實(shí)施例對(duì)本發(fā)明加以說(shuō)明。然而，在權(quán)利要求的范圍內(nèi)本發(fā)明還可有多種變形。附圖所示的實(shí)施例中，部分7的形狀可以是這樣，即其厚度從焊縫6到中央部分8(見(jiàn)圖1)漸增，因?yàn)榫蛻?yīng)力分布來(lái)說(shuō)，這種形狀是合理的。同時(shí)從焊縫6向中央部分8，部分7的寬度逐漸減小。但也可以用其它方式進(jìn)行這種過(guò)渡設(shè)計(jì)，比如用曲線(xiàn)式或分段式，如果支柱用鋼制作，這種設(shè)計(jì)就很有益，用一種夾緊/壓縮工藝形成部分7。部分8是十字形的，這是為了獲得與消溶陽(yáng)極有良好的電接觸，很明顯，該部分也可是其它形狀，比如圓形或矩形的。
本發(fā)明制作方法的另一個(gè)例子是，當(dāng)鋼條坯件還處在熱態(tài)時(shí)，就進(jìn)行彎曲并焊成鏈環(huán)，隨即當(dāng)鏈環(huán)還是熱態(tài)時(shí)候，把支柱嵌進(jìn)去。鏈環(huán)上輕輕的壓力會(huì)把支柱暫時(shí)定位，直到支柱被焊完并完全就位。
權(quán)利要求
1.一種鏈環(huán)(1)，由兩個(gè)弧框(2a、2b)和兩個(gè)側(cè)邊(3a、3b)成，其中兩個(gè)弧框(2a、2b)間的距離構(gòu)成鏈環(huán)(1)的長(zhǎng)，兩個(gè)側(cè)邊間的距離構(gòu)成鏈環(huán)(1)的寬，其中支柱(5)被焊在鏈環(huán)側(cè)邊(3a、3b)之間，其特征在于橫向跨接鏈環(huán)(1)長(zhǎng)和寬的方向上，支柱(5)有朝向鏈環(huán)側(cè)邊(3a、3b)厚度漸薄的部分(7)，以形成把支柱(5)往鏈環(huán)側(cè)邊(3a、3b)上焊接時(shí)所需的焊接坡口，而這種焊縫(6)是在與鏈環(huán)側(cè)邊(3a、3b)接觸的面積上完全貫穿支柱(5)橫斷面的透焊。
2.如權(quán)利要求1所述的鏈環(huán)，其特征在于支柱(5)有中央部分(8)，它在鏈環(huán)(1)的縱向相對(duì)較窄，支柱(5)形成一種朝鏈環(huán)側(cè)邊(3a、3b)逐漸變寬的部分(7)。
3.如權(quán)利要求1或2中所述的鏈環(huán)，其特征在于鏈環(huán)(1)是經(jīng)熱處理，而且這種熱處理在支柱(5)被焊上后實(shí)施。
4.如權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的鏈環(huán)，其特征在于一個(gè)消溶陽(yáng)極(9)包繞固定在鏈環(huán)的支柱(5)上。
5.一種制造鏈環(huán)(1)的方法，該鏈環(huán)(1)由兩個(gè)弧框(2a、2b)和兩個(gè)側(cè)邊(3a、3b)組成，其中兩個(gè)弧框(2a、2b)間的距離構(gòu)成鏈環(huán)(1)的長(zhǎng)，兩個(gè)側(cè)邊(3a、3b)間的距離構(gòu)成鏈環(huán)(1)的寬，支柱(5)焊于鏈環(huán)兩側(cè)邊(3a、3b)之間，其特征在于在橫向上跨接鏈環(huán)(1)長(zhǎng)和寬的方向上，支柱(5)設(shè)計(jì)成朝鏈環(huán)側(cè)邊(3a、3b)上而形成焊接坡口，使支柱(5)完全透焊到鏈環(huán)的側(cè)邊(3a、3b)上。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于支柱(5)設(shè)計(jì)成帶有中央部分(8)的形式，該部分(8)在鏈環(huán)(1)的縱方向上相對(duì)窄些，支柱(5)還要做成一種朝著鏈環(huán)側(cè)邊(3a、3b)漸寬部分(7)，并且，支柱(5)焊在鏈環(huán)側(cè)邊(3a、3b)之間，這一工作在鏈環(huán)弧框(2a、2b)和側(cè)邊(3a、3b)制成后完成。
7.如權(quán)利要求5或6所述的方法，其特征在于在支柱(5)焊好后，鏈環(huán)(1)要進(jìn)行熱處理。
8.如權(quán)利要求6～7任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于在支柱焊好后，將一個(gè)消溶陽(yáng)極固裝到鏈環(huán)的支柱(5)上，該陽(yáng)極可用鑄、焊或夾緊方法進(jìn)行固裝。
全文摘要
鏈環(huán)(1)由兩個(gè)弧框(2a、2b)、兩個(gè)側(cè)邊(3a、3b)和焊接在鏈環(huán)側(cè)邊(3a、3b)之間的支柱(5)組成。支柱(5)具有朝著鏈環(huán)側(cè)邊(3a、3b)厚度減小的部分(7),以形成用于以透焊形式將支柱(5)焊接在鏈環(huán)側(cè)邊(3a、3b)上的焊接槽。消溶陽(yáng)極(9)通過(guò)熔鑄、焊接或夾緊的方式固裝在鏈環(huán)支柱(5)上。
文檔編號(hào)B21L3/00GK1173150SQ95197376
公開(kāi)日1998年2月11日 申請(qǐng)日期1995年8月23日 優(yōu)先權(quán)日1995年7月13日
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