胀套的工作原理及其应用.pdf

年 月 沈阳 工业 学院 学 第 卷第 期 报 胀套的工作原理及其应用 史维明 沈阳工业学院图书馆 沈阳 摘要 胀套是我国引进国外先进技术中的一种 先进 有效 的无键 联结 部件 主要介绍了它的 结构 种类和工作原 理及 其主要尺寸和参 数的范围 分析了它的特点 并提出了在选 择使用时的一些主要原则 关镇词胀套 无健联结 摩擦力 分类号 日 会 二 胀套是一种先进的联结件 它是用于轮和轴之间的一种无键联结装置 在美国 日本和德 国等国家重负载下的机械联结 广泛采用 了这种胀套 目前我国也已自己生产并用 于 一些中 重型机械上 效果良好 胀套的结构与工作原理 图 是胀套的一种基本型式 它由外环 和 内环 构成 它们分别与轮毅和轴相配合 图 是胀套在轮毅上夹紧的情况 胀套是靠拧紧高强度螺钉 通过法兰 和隔套 给胀套 施加轴 向夹紧力 在胀套 内 外环间的锥面作用下 使其外环与轮毅 孔之 间和 内环 的孔与轴 之间 产生压力 从而在摩擦力的作用下实现无键联结的负载传递 胀套的夹紧过 程见 图 图 是在夹紧前的状况 这时胀套与轮毅和轴之间存在一 定的间 隙 当拧紧螺钉时 胀套端面受到夹紧力 尸 内 外环沿轴向位移并产生径向变形 从而将间隙 收稿日期 一 一 沈阳 工 业学院学报 年 资资资资 毕 工 入占 图 型胀套图 型胀套在轮毅上夹紧 外环 内环 螺钉 法兰 隔套 胀套泊 轮毅 轴 消除 图 为了传递一 定的负载 就要进一 步拧紧螺钉 使有效夹紧力 尸 此时总夹紧力尸 一尸 尸 足以在胀套与轴结合面上产生所需的压力尸 这样就夹紧了胀套 图 在传动 时胀套与轴的结合面间就能有足够大的摩擦力来传递负载 从而达到联结轮和轴并传递负载 的目的 舒舒舒 势势势 粼粼粼粼 扩扩 争争 夕夕 牲牲长长长 双双 之丫乙 乙乙乙乙 图 型胀套的夹紧过程 胀套的特点 既然用胀套联结轮和轴是一种无键联结的装置 所以它和键联结相比具有以下的特点 在轮和轴上均不再加工键槽 可提高轮和轴的强度 减少应力集中源 可承受变载荷和冲击载荷 耐疲劳强度高 且可承受一定的轴向力 第 期 史维明 胀套的工作原理及其应用 对轴和孔的加工 和配合精度要求不高 便于加工制造 且互换性和可调性好 定心好 易于装拆 使用维护方便 具有过载保护的功能 胀套的种类 目前我国 生产的胀套有五种 它们的结构和尺寸参数分别见 图 图 一 图 和表 蕊蕊蕊蕊蕊蕊蕊蕊蕊蕊蕊蕊蕊蕊蕊蕊蕊蕊蕊 已士士士士士士士士士士士士士 翻翻翻 厂长气尸令叮叮 卜卜卜卜卜卜卜卜卜 口口口 曰曰曰曰 一 竹尸 山一一 口口口口 口卜 一一一一一司卜 国国国国国 仁仁吞 六丈 丈丈 卜一一 卜 曰示日 日 砰 一奋一叫 叫 图 型胀套 图 曰曰 豆 二二二二二二二二二二二二二二二二二 份产卜 砂 砂 巨巨巨 一 卜 一 一 一一 卜卜卜 目一 尸 嗯七云云 笙笙笙 之之 一 飞飞 夕 夕夕 护介勺卜 一刁代代 门门门 冲 竺 吧竺竺 卜卜卜 下二二二二牛兰兰仃日 日 曰曰曰 卜 一 二二二二区刁 刁 型胀套 乙 了 吧 图 型胀套 图 型胀套 沈阳 工 业 学院学报 年 型胀套以法 兰和螺钉夹紧 常用的有如图 所示的在轮毅上夹紧和 图 所示 的在轴端 面 夹紧两种形式 从表 可以看到 胀套主要用于各种大 中型机械中轮毅和轴的联结 如 在锻压 矿 山 轧钢 和载重汽车等设备中均有使用 瓤瓤 朽朽下 雾雾雾雾雾雾雾雾 滚滚滚滚滚 一一 七 七七 彭 板 凌凌凌凌 甚甚甚甚甚甚甚甚甚甚甚甚甚甚甚甚甚甚甚甚甚甚甚甚甚甚甚甚 毛毛毛毛毛毛毛毛毛毛毛毛毛毛毛毛毛毛毛毛毛毛毛 犷犷 匕 上上 匕二二书 山知 响侧纽绪绪飞飞飞 目目目目 一 一 一 一林 钧乌 乌乌乌 声声于于获歼熟月 目目目目筋 筋筋筋筋筋筋筋筋筋筋筋筋筋筋筋筋筋筋筋筋筋 一一一 曰曰 二二二二乙乙多 劝劝劝劝劝劝劝劝劝劝劝劝劝劝 产产产产扮 扮扮扮扮扮 丫丫丫厂 厂厂厂厂 螺钉 图 型胀套在轴端面上夹紧 法兰 隔套 胀套 轮毅 轴 表 各种型式胀套的主要尺寸和参数 额定负载 内径 外径 螺钉数量 螺钉拧紧 力矩 材 注 胀套与轴结 合面上的压力 尸 轴向力 汀 扭 矩 从 一 一 一 一 产 一 胀套选用的原则 胀套额定负载的确 定 选择胀套应满足 传递的扭矩 妻 第 期史维明 胀套的工作原理及其应用 式中 所需传递的扭矩 从 胀套的额定扭矩 承受的轴向力 二 式中 所需承受的轴向力 胀套的额定轴向力 采用数个胀套时联结的额定负载 当用一个胀套联结时其额定负载小于 所需传递的负载时 可用两个 或两个以上 的胀套串 联联结 见 图 其总额定负载为 从 式中 一个胀套的额定负载 m 从 数个胀套总额定负载 kN m m 负载系数 见表2 布 之 q 图9两个胀套串联联结 表2负载系数m 刀王 联接 中胀套 的数量 n 21型22 2 3 Z 2 5 型 1 1 001 0 56 86 82 03 一 结合面的公 差带及表面粗糙度 与胀套结合的轴和孔的公差带见表 3 与胀套结合的轴和孔其表面粗糙度见表 4 沈阳 工 业学 院 学 报 1995 年 表 3 结合面的公差带 胀套型式 胀套内径 d m m 与胀套结合 轴的公差带 与胀套结合 孔的公差带 几 bC吕 h h 38 38 各直径 各直径 各直径 各直径 h7 或 hs h8 hg 或 kg h8 万7 H 8 H 7或 1 18 H 8 Ng或Hg H8 1 内乙 J遥 5 2 2 2 2 2 表 4 结合面的表面粗桩度 徽观不平度 点平均高度 Rz 阿 胀套型式 与胀套结合的轴与胀套结合的孔 21 簇6 3 6 3 Z 16 镇16 23 镇10毛10 Z 提16 16 25 簇16 16 与胀套联结用 如 用空心轴 其内径d 图10 应满足 d 丫焦平 式中 氏 空心轴 材 料 的屈服 极 限 N mm Z P f 胀 套与 轴结合面 上的压力 N mm Z d 胀套内径 mm d 内径 mm C 系数 见表 5 仃仃仃仃仃 毛毛毛毛毛毛毛毛毛毛毛毛毛毛毛毛毛 泛泛泛泛泛 尽义饮饮公朴朴 尸尸尸尸尸尸一 一一一 飞飞飞飞飞飞飞飞飞飞 口口口口口口口口 称称称称称浓次次议识卜 沐沐 嗜嗜嗜嗜缴毅 毅 李李李李李李丫公片义夕夕 厂 丫名牙 B B B B B 图10用空心轴与胀套联结 表 5 系数C 胀套型式 联结中的胀套数 系数C 2 0 60 80 60 8 0 80 85 0 9 第 1期 史维 明 胀套 的工作原理 及其应 用 轮毅尺寸的确定 在轮毅与一个Z 型胀套联结时 见图10 则 B ZL 且 b 乌 式中 B 轮毅宽度 mm L 胀套宽度 mm b 轮毅的孔深 mm L l 胀套包括螺钉的总宽度 参看图 4 mm 在轮毅与两个Z 型胀 套联结时 则 B 乡3L I 在轮毅与一个2 3型胀套联结时则 B 2L2 且 b妻L 式中 L Z 外环宽度 参看图5 mm L 胀套包括螺钉的总宽度 参看图5 mm 在轮毅与一个 Z 型胀套联结时则 B b L I一 L 且 b 乌 式中 b 轮毅孔深 mm L 胀套宽度 mm L 胀套包括螺钉的总宽度 参看图 6 mm 在轮毅与一个25型胀套联结时的轮毅宽及其孔深与Z 型 一样确定 同各类型胀套相联结轮毅的直径D斌见图 10 可根据轮毅材料的屈服极限 N m m 和胀套的内径d和外径D大小来确定 当轮载 的屈服极限 一定时 胀套 内径 外径越大则轮 毅直径D N 越大 当胀套 内径d 和外径D一定时 轮载外径随它 的屈服极限 增 大而减小 具体 尺寸选择可参考有关资料 5 结束语 胀套这一先进而 有效 的联结件 目前我 国有的厂家已经开发生产了一些 品种 并在矿 山机 械 冶金设备等方面有所使用 达到 了预期的效果 为进一 步推广应用 除对 胀套在 理论上 还需 进 一步研究和完善之外 还需在 吸 收国外的先进技术和 总结我国实践 经验的基础 上增 加类型 使其更为标准化和 系列化 以适应各种不 同机械结构 的需 要 并使胀 套的 选用更 为合理 参考文献 1 徐颧主编 机械 设计手册 第 3卷 北京 机械工 业 出版社 1991 2 许镇宇 邱宜怀主编 机械零件 北京 人 民教 育出版社 1 9 8 1 3 天津大学机械零件教研室编 机械零件 天津 科学技术 出版社 1983 沈阳工业学院学报 1995年 Th e O p e r ation P rine iple It 5 A pp li ea t i o n s o f E x p ans i o n B us h in g S hi W eim ing IJlbr ary S hen ya ngInsLitute of Te ehn olog y Sh en y an g1100 5 Ab s t rae t E x p ans i on b us h i n g 1 5ane ff i e i en t a d vanee d an dk e y l ess j o in t 一e o m p onen t wh i e h 1 5 i rltro d uee df ro mf ore i g na d vanee d t ee h n iq ues Thi s p a p er m a i n ly 一 res e nts its stru e tu re k i n d o p era t io n p r i ne ip l e m a i ors i zean d t h eran g eo f p ara m e t ers S