錨鏈輪是開有與錨鏈鏈環嚙合深槽的捲筒。其按照齒數分為A型和B型：A型為五齒錨鏈輪，B型為六齒錨鏈輪。錨鏈輪是起錨機械的主要部件，其製造質量，直接影響起錨，拋錨的效能，對保證船舶安全航行至關重要。錨鏈輪與錨鏈的嚙合部位—鏈環承窩，由承窩底面與輪齒側面組合而成，要承受來自各個方向的扭距、牽引和衝擊，因此內部質量要求非常嚴格。
基本介紹
- 中文名：錨鏈輪
- 外文名：gypsy wheel
- 分類：A型和B型
- 定義：開有與錨鏈鏈環嚙合深槽的捲筒
- 所屬類別：交通
- 作用：影響起錨，拋錨的效能
錨鏈輪工藝設計,概述,1產品結構和工藝,2 結果,3 結束語,
錨鏈輪工藝設計
概述
錨鏈輪是起錨機械的主要部件，其製造質量，直接影響起錨，拋錨的效能，對保證船舶安全航行至關重要。錨鏈輪與錨鏈的嚙合部位—鏈環承窩，由承窩底面與輪齒側面組合而成，要承受來自各個方向的扭距、牽引和衝擊，因此內部質量要求非常嚴格，同時執行多個船級社的驗收標準，但經過對該產品工藝設計的反覆研究，結合使用先進的 MAGMA 模擬軟體，通過增加隨形外冷鐵，增加補正量，設定拉筋等，終於使該批量產品的性能一次性全部合格，且客戶使用後反饋質量很好。
1產品結構和工藝
1.1 產品結構分析
該鑄件產品屬於船用類，是壁薄高強度鑄件，結構相對複雜，形狀特殊，壁厚不均，基本呈流線型，法蘭內側極易張口變形，凹槽內易出現裂紋和粘砂現象。
1.2 工藝特性分析
錨鏈輪中心軸處厚大，且上下兩層呈開口相背盆狀，盆底是五角星狀變化的曲面。整個鑄件上下兩部分接壤處壁最薄，因此補縮通道在中心斷開來，容易形成縮松縮孔，裂紋等。外表面粗糙度要求高，鑄件上標註公差滿足 GB/T1804 中 m 級、未注形位公差滿足 GB1184-96 中 K 級。上下兩部分空檔處為毛坯重點部位，要求在 3 mm 範圍內，需專用成品檢驗樣板控制。中間軸孔內部要求高，工藝設計需重點考慮保證。鋼水出鋼前精煉淨化鋼液。另外，熱處理時一定要支墊平穩，防止變形。
1.3 產品工藝方案
針對此類型鑄件的結構特點和質量要求，兼顧到生產操作及經濟性等因素綜合分析，採用一箱一件，水平分型，水平澆注的工藝。法蘭端面作為分型面，採用實樣吊胎的造型方案，確保尺寸精度的穩定控制。採用樹脂自硬砂，面砂用石英砂，圓角處用鉻鐵礦砂厚 50 mm~80 mm，下部厚大處捂鉻鐵礦砂 80 mm ~100 mm，滿足凝固要求，防止熱節處收縮時開裂。
1）收縮率的確定
鑄件屬於結構件，壁厚不均勻，筋板多，收縮嚴重受阻。對於整個鑄件來說，收縮是不均勻受阻收縮，選用不同的收縮率，徑向 1.4%，高度方向 1.8%。
2）加工餘量
加工餘量是指為保證鑄件加工面尺寸和零件的精度。根據JB/T5000.6—1998，按鑄件加工餘量要求選定上面 18 mm，下面、側面為 14 mm，孔選用 18 mm.
3）工藝補正量
工藝補正量是為彌補由於鑄造收縮率與實際不符或鑄件變形造成鑄件加工後壁厚不能達到要求而設定的補正量。由於鑄件結構特殊，在收縮時嚴重受阻，故在兩大面之間加 5 mm 進行補正，保證尺寸和強度要求。此外，在內腔非裝配面採用曲線法設計補正量，以此代替補貼，不僅能減少鋼水量，也不用去除補貼，能避免採用氣割去除補貼帶來的鑄造缺陷。
4）拉筋設定
產品上下面在凝固收縮過程，極易出現應力不均而張口變大，為防止變形導致尺寸超差，在空檔處設定多個拉筋，以便增加強度。
5）冒口及補貼設定
通過對鑄件模擬，確定其熱節位置，基本確定冒口數量。設計冒口時依據鑄鋼件截面尺寸，鋼液溫度和合金成分等計算冒口的有效補縮距離和補縮範圍。中心輪緣利用滾圓法設定補貼，增加補縮通道以此消除下部熱節出縮孔。為提高冒口補縮能力，採用保溫冒口套，澆注結束後在冒口液面上布置足量厚度的保溫覆蓋劑，並且保證覆蓋均勻，減小冒口中鋼液冷卻速度，使冒口比鑄件受補縮部分延遲凝固，以使冒口中的金屬液補縮鑄件，使鑄件更緻密。
6）外冷鐵設定
由於錨鏈輪結構的特殊性，必須採取各種措施保證其順序凝固，確保內部組織緻密。錨鏈輪中間段壁薄且長，不採取措施，必會產生縮松。設計隨形掛砂外冷鐵，調整補縮區域，改善溫度場，使局部強制凝固，還能防止結構性粘砂.
合理的熱處理工藝使得鑄件具有理想的力學性能，並能有效控制熱變形。鑄件澆注後保溫 20 d 進行落砂。凹槽內採用鉻鐵礦砂做面砂，易清理。鑄件清砂後即進行軟退火，350 出爐後熱割冒口。切割冒口時各處要墊好，放平，切下冒口後立即進行正火，回火。正火時保溫溫度（900± 10） 。通過奧氏體再結晶來均勻細化組織。正火時採用空冷，保證晶粒細化效果好，從而提高鑄件強度和塑韌性，充分發揮材料的強度潛力，使性能更均一穩定。
2 結果
鑄件經清砂後，表面光潔，無粘砂裂紋，縮孔等缺陷，產品的力學性能，外觀尺寸，上述工藝方案的實施，使得錨鏈輪的試製收到良好的效果，生產的成品沒有因為裂紋，變形等導致報廢，滿足了客戶要求。
3 結束語
1）錨鏈輪系列產品是公司首次生產的產品，針對此類型結構件出現的變形，夾渣，裂紋等鑄造缺陷，在冒口，補貼，冷鐵等工藝措施方面進行最佳化，並通過用 MAGMA 對鑄件進行缺陷預測，節省了成本，縮短了交貨周期。
2）通過實際驗證，產品質量良好，得到多家船級社的認可，同時為後續的類似結構的錨鏈輪研製，積累了豐富的經驗。
