大过盈量联接的装配和拆卸.pdf

1994 2010 China Academic Journal Electronic Publishing House All rights reserved 文章编号 100320794 2001 1020041203 大过盈量联接的装配和拆卸 姜志明1 王玉梅2 1 1 淮南煤矿机械厂 安徽 淮南232058 21 兖矿集团公司 山东 邹城273500 摘要 结合实践经验 介绍了大过盈量联接的装配和拆卸方法及注意的问题 关键词 过盈联接 装配 拆卸 中图号 TH161 17文献标识码 B 1 概述 作为以传递载荷为主的过盈联接与键 销等联 接相比具有结构简单 加工方便 对中性好 联接零 件无键槽削弱 联接强度高 传动时不受正 反转的 影响 在冲击 振动载荷下也能较可靠地工作等优 点 过盈联接按配合表面形状可分为圆柱面和圆锥 面过盈联接 我厂大过盈量的联接首先在引进国外 技术制造的产品上使用 如减速器中齿轮与轴的联 接 成熟后又应用于大型联轴器与轴的联接等 本文 主要介绍我厂在圆柱面大过盈量联接装配和拆卸方 面的体会 2 大过盈量联接的装配 当过盈量及配合尺寸较大时 常用温差法装配 即加热包容件 热胀法 或冷却被包容件 冷缩法 或同时冷却被包容件和加热包容件 211 装配温度的选择 包容件的加热温度tr和被包容件的冷却温度tl 的计算公式如下 tr ts eat aadf 1 tl ts eit aidf 2 eat eit max 3 式中eat 包容件内径的热胀量 mm eit 被包容件外径的冷缩量 mm aa ai 包容件与被包容件材料的线膨胀系数 见表1 10 6 df 结合面的基本直径 mm ts 室温 max 配合公差确定的极限过盈量 mm 热装或冷装的最小间隙 见表2 mm 2 将十字轴的对称两轴颈分别装入固定轴叉 子 一般为焊接叉头 的两轴承孔内 3 将另一轴叉子 一般为法兰叉头 的两轴承 孔装入十字轴另一对称的两轴颈 此时 十字轴位于 两轴叉子中部 但轴颈中心线不与两轴叉孔同心 处 于自由状态 4 装入调整垫圈 5 将辅助工装套入待装配位置 工装各零件 就位 6 用合适的尼龙绳系住十字轴水平位的两轴 颈根部 然后通过外框架 上架 的内孔上提十字轴 于合适位置处 7 调整三处压头 并使十字轴分别位于两轴 叉子中部 按设计要求 此时的十字轴中心线应分别 与两轴叉孔中心线重合 8 取出尼龙绳 9 将上轴承杯及其内的圆柱滚子和骨架油封 等附件一同装入轴叉孔及其十字轴的一轴颈处 随 后将孔用弹性挡圈置于轴叉孔的定位槽以使轴承杯 轴向定位 10 顺时针旋转联轴器90 并将其固定 松开 辅板处压头 取下该处辅板 压块和弧形定位导套 11 按 9 的方法进行第2个轴承杯及其附件 与轴叉孔及其十字轴轴颈的装配 12 松开其余2个压头 取出辅助工装 13 按 9 的方法进行第3 第4个轴承杯及其 附件与轴叉孔及其十字轴轴颈的装配 此时需将轴 叉子在垂直方向垫支 5 结语 我厂设计的辅助工装 彻底解决了SWC型整体 叉头十字轴式万向联轴器装配难的问题 这对提高 我厂的生产效率 保证产品的装配精度以及质量 起 到了很好的作用 作者简介 刘体龙 1959年生 主要从事机械电子工程专业的实 验教学工作 发表论文10多篇 收稿日期 2001205216 Assembly of SWC type unitary socket universal joint cross couping LIU Ti long1 JI Yin shan2 YANG Fu gui1 ZHAO Bao ping1 Hebei Institute of Architectural Science and Technology Handan 056038 China 21Huangsha Coal Mine of Fengfeng Coal Mine Bureau Handan 056200 China Abstract On the basis of constructure character of universal joint cross couping This paper analyses assembly method of universal joint and axial socket hole designs a kind of assist technological equipment to improve assembly method and raise assembly precision Key words universal joint axial socket hole assembly method assembly precision 14 2001年第10期 煤 矿 机 械 1994 2010 China Academic Journal Electronic Publishing House All rights reserved 表1 材料的线膨胀系数aa ai Tab 1 Linear expansion coefficientaa aiof material 材料碳钢 合金钢铸铁青铜黄铜铝合金镁合金 aa 10 6 11101718212515 ai 10 6 815 8 15 16 21 25 为简化工艺 一般尽量采用单一的热胀法或冷 缩法 但过盈量很大时往往需同时采用 图1为我厂 一减速器中采用过盈联接的齿轮和轴齿轮的简图 其配合为 10 18 18 30 30 50 50 80 80 120 最小间隙 010100101801030010550105901069 结合直径df 120 180 180 250 250 315 315 400 400 500 最小间隙 0107901090011010111101123 图1 过盈联接的齿轮和轴齿轮 Fig 1 Gear and gear axle of large shrink range conjunction 11 轴齿轮 21 齿轮 212 装配时注意的问题 热胀法装配被广泛采用 冷缩法装配由于受设 备等条件的限制 应用相对较少 冷缩法装配获得低 温的方法主要有电低温箱 80 以下 干冰酒精 混合液体 75 液态氮 183 液氮 19518 由于我厂制氧设备附有收集液氮的装 置 且液氮性质比较稳定 储存 运输 使用又方便 因此我厂采用液氮作为冷缩装配的冷缩剂 冷缩装 配操作时应注意的问题如下 1 冷却时材料的线膨胀系数随温度下降而迅 速减小 表1所给aa ai值为从室温冷却至低温液氮 温度时的平均线膨胀系数值 用此值计算材料的冷 缩量虽不很准确 但可满足操作的需要 2 工件浸入液氮初期有强烈的沸腾蒸发现 象 而后渐渐减弱直至消失 此时说明工件已冷却至 与液氮接近的温度 3 工件取出后应立即装入包容件的孔中 要 动作迅速 工件夹持可靠 注意同心 否则温度迅速 回升 并在工件表面产生厚霜而影响装配 4 液氮温度极低 操作时注意佩戴防护用品 以免冻伤 3 大过盈量联接的拆卸 1 工作原理 对于大过盈量联接一般需用液压法拆卸 如图 1所示的联接 拆卸时先用高压油泵将油由轴齿轮 被包容件 上的油孔经油沟压入结合面间 使齿轮 包容件 内径胀大 轴齿轮外径缩小后 施加一定 的轴向力 将齿轮与轴齿轮分离 液压拆卸的主要设备为高压油泵 一般为手动 油压应达250 MPa以上 所需的轴向推力不大 一般 用一个短行程 圆柱面过盈联接需超过结合长度 的油缸来实现 较为灵活方便 2 油沟 油孔的设计和加工 油沟通常为环状并与油孔相通 油沟的棱边必 须倒圆 以利于高压油的排出和避免擦伤内孔表面 油沟距拆出端的距离 见图1 我厂一般按圆柱面 过盈联接 l 0 33 0 5 B 圆锥面过盈联接 l 015B确定 配合长度不太长时 开一道油沟即可 油孔端部的螺纹应与所采用的高压油泵的接头相匹 配 图2为我厂使用的手动高压油泵与工件连接方 式的示意图 压紧螺母将油管前端的球头压紧在工 件上 在A处形成密封面 最初按一般方法加工后 当压力达到100 MPa以上时就开始渗漏 不能满足 要求 后在对密封结构进行分析的基础上 经多次试 验 用普通钻头加工即可满足要求 方法如下 钻 8 孔后 接着换钻头 该钻头前端的2个主刀刃应对 称 最好在钻头磨床上刃磨 钻G1 4螺纹底孔 钻 到深度尺寸后停止轴向进给并略停留一会 以保证 孔口A处圆整光滑无棱痕 使之与油管前端的球头 接触时 形成完整的圆形线接触 钻好螺 纹底孔后 随即换丝锥攻G1 4螺孔 保证其与上述孔的同轴 度 使压紧螺母在B处压紧时能沿圆周均匀施力压 紧球头 油孔若在摇臂钻床上加工 摇臂应锁紧 上 述方法简单实用 加工的油孔试验压力可达250 MPa以上 可满足拆卸要求 图2 油泵与工件连接方式示意图 Fig 2 Diagram of oil pump and part conected way 11 工件 21 油管 31 压紧螺母 4 拆卸油压的计算 拆卸前应根据极限过盈量计算所需的油压 24 煤 矿 机 械 2001年第10期 1994 2010 China Academic Journal Electronic Publishing House All rights reserved 文章编号 100320794 2001 1020043203 齿轮滚刀齿形检测方法分析 任凤国1 杨春生2 1 1 北京工业职业技术学院 北京100042 21 平庄煤业有限责任公司 古山矿 内蒙古 平庄024086 摘要 在分析了设计理论误差的基础上 对如何方便 快捷的检测各种齿轮滚刀的齿形误差 原理进行了分析和探讨 关键词 滚刀 齿形 检测 中图号 TG61 2文献标识码 A 1 齿轮滚刀设计理论上的误差 齿轮滚刀是按展成法加工齿轮的刀具 滚齿啮 合过程 实质上是交错轴螺旋齿轮啮合 根据螺旋齿 轮啮合的性质 啮合的一对齿轮 端面均为渐开线齿 形 因而齿轮滚刀基本蜗杆应该是渐开线蜗杆 齿轮滚刀理论上正确的基本蜗杆是渐开线蜗 杆 但渐开线齿轮滚刀无论做成直槽还是螺旋槽 其 轴向齿形和法向齿形均不是直线 这使制造和检查 齿轮滚刀齿形十分困难 齿轮滚刀的齿形设计方法 与检验条件又是密切相关 在某种意义上说 齿轮滚 刀的齿形误差 就是其测量方法的误差 因此生产中 采用的有阿基米德蜗杆和法向直廓基本蜗杆 由于 法向直廓齿轮滚刀侧后刀面形状复杂 难以保证制 造精度 造形误差亦较阿基米德齿轮滚刀稍大 目前 生产中用得较少 而阿基米德齿轮滚刀齿形简单 检 查齿形容易 轴截面内为直线齿形 能采用径向铲齿 法 因而生产中主要采用阿基米德齿轮滚刀 在这里 着重分析阿基米德齿轮滚刀的齿形误差 2 造形误差分析 造形误差是在齿轮滚刀的渐开线基本蜗杆基圆 柱的切平面中度量的 在此平面中 理论渐开线基本 蜗杆的截形是直线 见图1所示的直线 而阿基 米德基本蜗杆的截形是曲线 见图1所示的曲线 渐开线滚刀与被切齿轮的啮合传动 啮合线始 终在渐开线蜗杆基圆柱的切平面中 在此切平面中 滚刀齿形在垂直于齿形方向的误差 f将直接传递 给被切齿轮 齿轮滚刀在设计原理理论中就存在误差 因此 在铲制齿轮滚刀以及重磨滚刀的过程中 更应严格 控制滚刀的切削刃上的任意点接近于该点所在平面 的阿基米德螺旋面 以免使该刀产生更大的随机误 差 严重影响所加工齿轮的精度 pfmax max df Ca Ea Ci Ei 4 其中Ca 1 q2a 1 q2a va Ci 1 q2i 1 q2i vi 式中qa 包容件的直径比 qa df da qi 被包容件的直径比 qi di df da 包容件的外径 mm di 被包容件的孔径 mm 对于实心轴 di 0 va vi 包容件 被包容件材料的泊松比 Ea Ei 包容件 被包容件材料的弹性模量 MPa 本例中 Ea Ei 206 GPa Ca 1 727 Ci 017 df 122 mm代入式 4 得pfmax 183 MPa 因该 值是根据所选配合的极限最大过盈量计算所得 拆卸 时的油压略高于此值即可 本例取pfmax 200 MPa 拆卸时的油压pfmax应小于包容件和被包容件 不产生塑性变形所允许的最大结合压强 即pfmax pfamax和pfmax pfimax 计算公式为 塑性材料pfamax a sa pfimax c si 脆性材料pfamax a ba 2 3 pfimax c bi 2 3 其中 a 1 q2a 3 q4a c 1 q2i 2 对于实心轴qi 0 时 c 015 式中 sa si 包容件 被包容件材料的屈服强 度 MPa ba bi 包容件 被包容件材料的抗拉强 度 MPa 5 结语 圆柱面过盈联接加工方便 拆装设备并不复杂 拆装的方法也不难掌握 对于不需多次拆装的场合 圆柱面过盈联接仍不失为一种简单可靠的联接方法 参考文献 1 徐灏 等 1 机械设计手册 第3卷 M 1 北京 机械工业出版社 19911 作者简介 姜志明 高级工程师 1982年大学本科机械制造专业 毕业 一直从事机械加工工艺技术和管理工作 现任淮南煤矿机械厂 技术开发部副部长 发表论文6篇 收稿日期 2001205206 Equipping and taking down large shrink range conjunction JIANG Zhi ming1 WANGYu mei2 1 1Huainan Coal Mine Machinery Factory Huainan 23