鏈傳動行業(yè)的技術(shù)研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢

鏈條是一種應(yīng)用廣泛的重要機械基礎(chǔ)件，具有悠久的發(fā)展歷史 文獻(xiàn)記載表明，我國是 鏈條制造和使用最早的國家之一，在宋代蘇頌發(fā)明的“水運儀象臺”上就安裝使用了傳遞 運動和動力的鏈條。近代鏈條基本結(jié)構(gòu)的設(shè)想起源于歐洲文藝復(fù)興時代的科學(xué)家和藝術(shù)家 達(dá)?芬奇（Da Vinci），此后法國的伽爾和英國杰姆斯-司萊泰先后于1832年和1864年發(fā)明 了銷軸鏈和無套筒滾子鏈。由于這些鏈條結(jié)構(gòu)不夠合理、制造水平較低，因此使用壽命較短。1880年英國的漢斯.雷諾（HansRenold）發(fā)明了現(xiàn)代廣泛流傳的套筒滾子鏈，隨后在 1885年又發(fā)明了齒形鏈，此后套筒滾子鏈和齒形鏈成為鏈傳動領(lǐng)域的兩個主要發(fā)展方向， 也為鏈傳動的廣泛應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。1886年自行車上開始采用鏈傳動，1889年汽車上首次 由法國巴那羅應(yīng)用了鏈傳動，1903年鏈傳動應(yīng)用于美國懷特兄弟發(fā)明的飛機上，此后鏈傳 動的應(yīng)用越來越廣泛。

鏈傳動是一種具有中間撓性件的非共輒嚙合傳動，它兼有齒輪傳動和帶傳動的一些特 點。鏈傳動所能適應(yīng)的工況相當(dāng)廣泛，特別是在大中心距、定速比、多軸傳動的工況下，以 及環(huán)境惡劣的開式傳動、沖擊振動大的傳動、大載荷的低速傳動、潤滑良好的高速傳動中， 采用鏈傳動將帶來明顯的技術(shù)效益與經(jīng)濟效益。

鏈傳動傳遞功率達(dá)0. 1?5000kW,效率達(dá)98%,傳動比可達(dá)到10以上，線速度可高達(dá) 45m/s以上；在正常傳動工況下，對于短節(jié)距精密滾子鏈，其使用壽命可達(dá)15000"鏈傳 動現(xiàn)已廣泛用于汽車、高速列車、摩托車、自行車、船舶、航空航天器械、軍用車輛、機 床、汽輪機、農(nóng)業(yè)機械、林業(yè)機械、冶金機械、礦山機械、工程機械、起重運輸機械、石油 化工機械、建材機械、輕工機械、紡織機械、食品藥品器械、辦公機械、環(huán)保機械等眾多行 業(yè)。其品種、規(guī)格繁多，小到節(jié)距為3. 175mm、3.7465mm、4.0mm、4. 7625mm的套筒鏈， 大到萬噸級巨輪用的節(jié)距為88. 9mm的傳動滾子鏈，乃至大型輸送機上用的節(jié)距長達(dá)Im的 輸送鏈和水電站大壩閘門上所用的最小抗拉強度高達(dá)5OO5kN的板式鏈。鏈條不但能滿足大 量的一般機械的需求，而且在滿足特種需求方面，更是其他傳動方式難以甚至無法替代的。

為了振興我國的核心基礎(chǔ)零部件行業(yè)，國家啟動了 “工業(yè)強基”的戰(zhàn)略規(guī)劃和實施計 劃，鏈傳動行業(yè)已被正式列入國家優(yōu)先資助和重點支持的領(lǐng)域。

新型齒形鏈和新型Hy-Vo齒形鏈系列產(chǎn)品及CVT無級變速器鏈系列產(chǎn)品是鏈傳動產(chǎn)品 中的高端產(chǎn)品。我國是汽車制造大國，2015年乘用車（包括轎車、越野車、商務(wù)車、面包 車等）產(chǎn)銷量已達(dá)2100萬輛，而作為汽車發(fā)動機的正時系統(tǒng)，近年來釆用鏈傳動的已越來 越多。據(jù)不完全統(tǒng)計，目前采用齒形鏈傳動的正時系統(tǒng)已上升至總量的50%以上；同時, 汽車變速器、分動箱采用齒形鏈和Hy-Vo齒形鏈的也越來越多。

但是，以往國內(nèi)對新型齒形鏈和新型Hy-Vo齒形鏈及CVT無級變速器鏈系列產(chǎn)品的研 發(fā)導(dǎo)向缺乏戰(zhàn)略定位，且未形成“聚焦”效應(yīng)；同時，由于當(dāng)時的國產(chǎn)齒形鏈和Hy-Vo齒 形鏈的性能與國外產(chǎn)品尚有一定差距，因而國內(nèi)的眾多主機廠一直大量依賴高價進(jìn)口齒 形鏈和Hy-Vo齒形鏈系列產(chǎn)品。不僅價格較高，而且預(yù)付款時間較長，如果需要外方增加 供應(yīng)量，還要上調(diào)釆購價格；同時，國外產(chǎn)品經(jīng)常采用變異技術(shù)的手段，給國內(nèi)企業(yè)設(shè) 置了開發(fā)齒形鏈和Hy-Vo齒形鏈系列產(chǎn)品的技術(shù)壁壘，即從兩個方面形成了這種“卡脖子” 的被動局面。目前，國內(nèi)鏈條企業(yè)為國內(nèi)汽車主機廠配套的齒形鏈和Hy-V。齒形鏈產(chǎn)品， 僅占全部份額的5%左右，其余均由國外高價進(jìn)口?？梢哉f，齒形鏈和Hy-Vo齒形鏈的市場 目前仍主要由美國BorgWarner（ Morse）、日本D. LD、TSUBAKI、德國IW1S等公司主導(dǎo)與控 制。

同時，軍用車輛鏈、航空用齒形鏈系統(tǒng)、高速列車制動器鏈系統(tǒng)、艦艇動力傳動裝置、 汽輪機傳動裝置、高速磨床傳動裝置、軋鋼機傳動裝置、工業(yè)泵、叉車、摩托車等應(yīng)用齒形 鏈和Hy-Vo齒形鏈的也越來越多。目前，上述系統(tǒng)和裝置也大多采用國外高價進(jìn)口齒形鏈 和Hy-Vo齒形鏈系列產(chǎn)品。

綜上所述，僅國內(nèi)市場對齒形鏈和Hy-Vo齒形鏈系列產(chǎn)品及CVT無級變速器鏈系列產(chǎn) 品的需求空間已達(dá)近80億元，同時國外市場也十分廣闊。

隨著汽車發(fā)動機技術(shù)的發(fā)展，汽車發(fā)動機曲軸鏈輪的轉(zhuǎn)速通常高達(dá)5000 ~ 8000r/min, 有的甚至已超過lOOOOr/min （平衡軸鏈），其傳動功率也遠(yuǎn)大于ISO 10823： 2004鏈傳動功 率曲線所限定的傳動功率，同時，汽車鏈系統(tǒng)的檢驗與試驗規(guī)范也不同于普通鏈傳動?？?見，汽車鏈傳動已突破了常規(guī)意義下的鏈傳動領(lǐng)域。由于汽車鏈的高速、大載荷、低噪聲、 強磨損工況，以及速度與載荷的交變特性，從而使其嚙合機理的研究、復(fù)雜約束邊界條件下 的剛?cè)狍w多軸傳動系統(tǒng)的設(shè)計方法及其產(chǎn)品設(shè)計技術(shù)、制造技術(shù)、失效模式和分析等，構(gòu)成 了學(xué)科及行業(yè)的一個熱點問題和重要的前沿研究領(lǐng)域。

特別應(yīng)該指出的是，近年來許多重要的齒輪傳動和帶傳動領(lǐng)域已逐漸被齒形鏈傳動和 Hy-Vo齒形鏈傳動所取代，其中高精度和高性能新型齒形鏈、新型滾銷式齒形鏈（Hy-Vo齒 形鏈）、CVT無級變速器鏈等已成為行業(yè)內(nèi)的核心基礎(chǔ)零部件，故其應(yīng)用前景非常廣闊。