链轮在使用中发生断裂是严重的机械故障,通常与材料缺陷、设计不合理、安装误差、使用工况超标或维护不当等因素相关。以下
链轮厂家小编讲一下具体原因及详细分析:

一、材料与制造缺陷:链轮本身强度不足
材料强度不达标
选用材质不符合设计要求:如重载传动场景误用普通铸铁(HT200)替代高强度钢(40Cr、20CrMnTi),导致链轮承受扭矩时因抗拉强度不足(铸铁抗拉强度约 200MPa,而 40Cr 调质后可达 800MPa 以上)发生脆性断裂。
材料存在内部缺陷:铸造链轮若存在气孔、砂眼、缩松等缺陷,或锻造链轮有折叠、裂纹,会形成应力集中点,在交变载荷下逐渐扩展至断裂(如轮毂与轮辐连接的过渡圆角处,易因气孔导致疲劳断裂)。
热处理工艺不当
淬火硬度不足或不均:齿面硬度未达到设计要求(如应淬硬至 HRC40-50,实际仅 HRC30),导致轮齿过早磨损,进而引发受力不均;若硬度不均,硬度过高区域易产生裂纹。
回火不充分:淬火后未彻底回火,残留内应力过大,在持续载荷下内应力释放,导致链轮变形甚至断裂(如大尺寸链轮因回火不足,轮辐处出现径向裂纹)。
二、设计不合理:结构强度无法匹配工况
结构应力集中
轮辐、轮毂与轮缘的过渡部位设计不合理:如过渡圆角过小(<R3mm)、直角连接,或轮辐厚度突变,导致应力集中系数增大(集中系数>3 时,局部应力远超材料屈服强度),在交变载荷下优先断裂(常见于辐板式大链轮的轮辐根部)。
齿数或尺寸设计不当:小链轮齿数过少(如 Z<9),会导致每齿承受的载荷过大(单齿受力与齿数成反比),轮齿根部易因弯曲应力过大断裂;轮毂孔径与轴径配合过松,会产生径向跳动,增加附加弯矩,导致轮毂开裂。
未考虑动态载荷
设计时仅按静态载荷计算,忽略启动、制动或过载时的冲击载荷(如频繁启停的输送机链轮,冲击载荷可达额定载荷的 2-3 倍),导致链轮长期承受超出设计值的应力,引发疲劳断裂。
三、安装误差:附加应力导致异常受力
链轮对齐精度超差
两链轮轴线不平行(平行度误差>0.5mm/m),或轮齿端面不在同一平面(偏斜角>1°),导致链条与链轮啮合时产生侧向力,轮齿单侧受力过大,长期使用后齿根或轮缘因弯曲应力集中断裂。
链轮与轴的安装不同心(径向圆跳动>0.1mm),旋转时产生离心力,增加轮毂与轴连接部位的附加应力,导致键槽或轮毂开裂。
张紧度过大或固定松动
链条张紧度过大(下垂量<中心距的 1%),链轮承受的轴向力剧增,轮齿根部弯曲应力超过极限,易发生 “崩齿”;同时,过大的张紧力会使轮毂与轴的配合面产生塑性变形,导致松动并引发断裂。
链轮与轴的固定件(键、胀套、螺母)松动,运行中产生相对滑动,导致轮毂磨损并产生冲击载荷,最终在连接部位断裂(如键槽被 “啃伤” 后扩展至轮毂断裂)。
四、使用工况超标:超出链轮承载能力
超载运行
实际传递扭矩超过链轮额定值(如设计传递 1000N・m,实际达到 1500N・m),轮齿根部弯曲应力超过材料许用应力,导致疲劳裂纹扩展(表现为轮齿从根部断裂,断口有明显疲劳条纹)。
链条卡滞或异物卷入(如泥沙、金属块),瞬间载荷骤增(冲击载荷可达额定值的 5-10 倍),链轮因无法承受突发应力而发生脆性断裂(断口粗糙,无疲劳痕迹)。
恶劣环境影响
潮湿、腐蚀性环境(如化工车间、海边)未选用防腐材质(如不锈钢),链轮发生锈蚀,截面有效面积减小,同时锈蚀坑成为应力集中点,加速断裂(如铸铁链轮在潮湿环境中 3-6 个月就可能因锈蚀导致轮辐断裂)。
高温环境(如>200℃)下,链轮材料强度下降(如钢质链轮在 300℃时抗拉强度下降约 30%),且润滑失效加剧磨损,导致受力不均断裂。
五、维护不当:加速损坏进程
润滑不足或润滑脂失效
未定期润滑链条与链轮啮合处,摩擦系数增大(干摩擦系数是润滑状态的 5-10 倍),轮齿承受的摩擦力矩增加,齿面磨损加剧,进而导致受力不均(如某几个轮齿过度磨损后,其他轮齿载荷骤增断裂)。
润滑脂选型错误(如低温环境用高温润滑脂,导致油脂硬化堵塞),或长期不更换润滑脂(油脂变质、积垢),起不到润滑作用,加速链轮磨损和疲劳。
未及时更换磨损部件
链条过度磨损(节距伸长>3%)未更换,与链轮啮合时产生 “跳齿” 或冲击,链轮轮齿反复承受额外冲击载荷,导致齿根疲劳断裂。
链轮已出现早期裂纹(如轮缘微小裂纹)未及时检测更换,在持续载荷下裂纹扩展至整体断裂。