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脹緊套選用注意事項
發布日期:2014/3/7 17:45:00 點擊數:6880新聞來源:百度
脹緊套品種、型式、規格很多,在正確理解品種、型式、規格各自概念的基礎上,根據傳動的需要來選擇脹緊套,首先從已經制訂為標準的脹緊套中選擇,目前我過制訂為國際和行標的脹緊套有數十種,這些標準脹緊套絕大多數是通用脹緊套,每一種脹緊套都有各自的特點和適合范圍,基本能夠滿足多種工況的需要,一般情況下設計人員無需自行設計脹緊套,只有在現有標準脹緊套不能滿足需要時才自行設計脹緊套。標準脹緊套選購方便,價格比自行設計的非標準脹緊套要便宜很多。在眾多的標準脹緊套中,正確選擇適合自己需要的最佳脹緊套,關系到機械產品軸系傳動的工作性能、可靠性、使用壽命、振動、噪聲、節能、傳動效率、傳動精度、經濟性等一系列問題,也關系到機械產品的質量。
設計人員在選用脹緊套時應立足于從軸系傳動的角度和需要來選擇脹緊套,應避免單純的只考慮主、從動端聯接選擇脹緊套。
一、選擇脹緊套應考慮的因素
(一) 動力機的機械特性
動力機到工作機之間,通過一個或數個不同品種型式、規格的脹緊套將主、從動端聯接起來,形成軸系傳動系統。在機械傳動中,動力機不外乎電動機、內燃機和氣輪機。由于動力機工作原理和機構不同,其機械特性差別較大,有的運轉平穩,有的運轉時有沖擊,對傳動系統形成不等的影響。根據動力機的機械特性,將動力機分為四類。見表 1 。
表 1 動力機系數 Kw
動力機類別代號
動力機名稱
動力機系數 Kw
動力機類別代號
動力機名稱
動力機系數 Kw
電動機、透平
1.0
二缸內燃機
1.4
四缸及四缸以上內燃機
1.2
單缸內燃機
1.6
動力機的機械特性對整個傳動系統有一定的影響,不同類別的動力機,由于其機械特性不同,應選取相應的動力機系數 Kw ,選擇適合于該系統的最佳脹緊套。動力機的類別是選擇脹緊套品種的基本因素,動力機的功率是確定脹緊套的規格大小的主要依據之一,與脹緊套轉矩成正比。
固定的機械產品傳動系統中的動力機大都是電動機,運行的機械產品傳動系統(例如船舶、各種車輛等)中的動力機多為內燃機,當動力機為缸數不同的內燃機時,必須考慮扭振對傳動系統的影響,這種影響因素與內燃機的缸數、各缸是否正常工作有關。此時一般應選用彈性脹緊套,以調整軸系固有頻率,降低扭振振幅,從而減振、緩沖、保護傳動裝置部件,改善對中性能,提高輸出功率的穩定性。
(二) 載荷類別
由于結構和材料不同,用于各個機械產品傳動系統的脹緊套,其載荷能力差異很大。載荷類別主要是針對工作機的工作載荷的沖擊、振動、正反轉、制動、頻繁啟動等原因而形成不同類別的載荷。為便于選用計算,將傳動系統的載荷分為四類,見表 2 。
表 2 載荷類別
載荷類別
載荷狀況
工況系數 K
載荷類別
載荷狀況
工況系數 K
載荷均勻,工作平穩
1~1.5
重沖擊載荷,頻繁正反轉
2.5~2.75
中等沖擊載荷
1.5~2.5
特重沖擊載荷,頻繁正反轉
>2.75
傳動系統的載荷類別是選擇脹緊套品種的基本依據。沖擊、振動和轉矩變化較大的工作載荷,應選擇具有彈性元件的撓性脹緊套即彈性脹緊套,以緩沖、減振、補償軸線偏移,改善傳動系統工作性能。起動頻繁、正反轉、制動時的轉矩是正常平穩工作時轉矩的數倍,是超載工作,必然縮短脹緊套彈性元件使用壽命,脹緊套只允許短時超載,一般短時超載不得超過公稱轉矩的 2~3 倍,即 [Tmax] ≥ 2~3T n 。
低速工況應避免選用只適用于中小功率的脹緊套,例如:彈性套柱銷脹緊套、芯型彈性脹緊套、多角形橡膠脹緊套、輪胎式脹緊套等;需要控制過載安全保護的軸系,宜選用安全脹緊套;載荷變化較大的并有沖擊、振動的軸系,宜選擇具有彈性元件且緩沖和減振效果較好的彈性脹緊套。金屬彈性元件彈性脹緊套承載能力高于非金屬彈性元件彈性脹緊套;彈性元件受擠壓的彈性脹緊套可靠性高于彈性元件受剪切的彈性脹緊套。
(三)脹緊套的許用轉速
脹緊套的許用轉速范圍是根據脹緊套不同材料允許的線速度和最大外緣尺寸,經過計算而確定。不同材料和品種、規格的脹緊套許用轉速的范圍不相同,改變脹緊套的材料可提高脹緊套許用轉速范圍,材料為鋼的許用轉速大于材料為鑄鐵的許用轉速。
用于 n>5000r/min 工況條件的脹緊套,應考慮脹緊套外緣離心力和彈性元件變形等影響因素,并應作動平衡。高速時不應選用非金屬彈性元件彈性脹緊套,高速時形成彈性元件變形,宜選用高精度的撓性脹緊套,目前國外用于高速的脹緊套不外乎膜片脹緊套和高精度鼓形齒式脹緊套。
(四)脹緊套所聯兩軸相對位移
脹緊套所聯兩軸由于制造誤差、裝配誤差、安裝誤差、軸受載而產生變形、基座變形、軸承受損、溫度變化(熱脹、冷縮)、部件之間的相對運動等多種因素而產生相對位移。一般情況下,兩軸相對位移是難以避免的,但不同工況條件下的軸系傳動所產生的位移方向,即軸向( x )、徑向( y )、角向(α)以及位移量的大小有所不同。只有撓性脹緊套才具有補償兩軸相對位移的性能,因此在實際應用中大量選擇撓性脹緊套。剛性脹緊套不具備補償性能,應用范圍受到限制,因此用量很少。角向(α)唯一較大的軸系傳動宜選用萬向脹緊套,有軸向竄動,并需控制軸向位移的軸系傳動,應選用膜片脹緊套;只有對中精度很高的情況下選用剛性脹緊套,各標準撓性脹緊套許用補償量見表 3 。
(五)脹緊套的傳動精度
小轉矩和以傳遞運動為主的軸系傳動,要求脹緊套具有較高的傳動精度,宜選用金屬彈性元件的撓性脹緊套。大轉矩個傳遞動力的軸系傳動,對傳動精度亦有要求,高轉速時,應避免選用非金屬彈性元件彈性脹緊套和可動元件之間有間隙的撓性;脹緊套,宜選用傳動精度高的膜片脹緊套。
(六)脹緊套尺寸、安裝和維護
脹緊套外形尺寸,即最大徑向和軸向尺寸,必須在機器設備允許的安裝空間以內。應選擇裝拆方便、不用維護、維護周期長或者維護方便、更換易損件不用移動兩軸、對中間調整容易的脹緊套。
大型機器設備調整兩軸對中較困難,應選擇使用耐久和更換易損件方便的脹緊套。金屬彈性元件撓性脹緊套一般比非金屬彈性元件撓性脹緊套使用壽命長。需密封潤滑和使用不耐久的脹緊套,必然增加維護工作量。對于長期連續運轉和經濟效益較高的場合,例如我國冶金企業的軋機傳動系統的高速端,目前普遍采用的是齒式脹緊套,齒式脹緊套雖然理論上傳遞轉矩大,但必須在潤滑和密封良好的條件下才能耐久工作,且需經常檢查密封狀況,注潤滑油或潤滑脂,維護工作量大,增加了輔助工時,減少了有效工作時間,影響生產效益。國際上工業發達國家,已普遍選用使用壽命長、不用潤滑和維護的膜片脹緊套取代鼓形齒式脹緊套,不僅提高了經濟效益,還可以凈化工作環境。在軋機傳動系統選用我過研制的彈性活銷脹緊套和扇形塊彈性脹緊套,不僅具有膜片脹緊套的優點,而且緩沖減振效果好,價格便宜。
(七) 工作環境
脹緊套與各種不同主機產品配套使用,周圍的工作環境比較復雜,如溫度、濕度、水、蒸汽、粉塵、砂子、油、酸、堿、腐蝕介質、鹽水、輻射等狀況,是選擇脹緊套時必須考慮的重要因素之一。對于高溫、低溫、有油、酸、堿介質的工作環境,不宜選用以一般橡膠為彈性元件材料的撓性脹緊套,應選擇金屬彈性元件撓性脹緊套,例如膜片脹緊套、蛇形彈簧脹緊套等。
彈性柱銷式脹緊套由于運轉時柱銷的竄動,自身噪聲大,對于噪聲有嚴格要求的場合就不應選用。
表 3 撓性脹緊套和彈性脹緊套許用補償量
序號
脹緊套名稱
標準號
許用補償量
徑向(△ y )
/mm
軸向(△ x )
/mm
角向(△α)
1
滾子鏈條脹緊套
GB/T6069 — 85
0.19~0.27
1.4~9.5
1 o
2
SWC 型整體叉頭十字軸式萬向脹緊套
JB/T5513 — 85
15 o ~25 o
3
SWP 型剖分軸承十字軸式萬向脹緊套
JB/T3241 — 91
5 o ~10 o
4
SWZ 型整體軸承十字軸式萬向脹緊套
JB/T3242 — 93
≤ 10 o
5
十字軸式萬向脹緊套
JB/T5901 — 91
≤ 45 o
6
球籠式萬向脹緊套
GB/T7549 — 87
14 o ~18 o
7
重型機械用球籠式萬向脹緊套
JB/T6140 — 92
≤ 25 o
8
球鉸式萬向脹緊套
JB/T6139 — 92
≤ 40 o
9
TGL 型鼓形齒式脹緊套
JB/T5514 — 91
0.3~1.1
± 1
1 o
10
WGC 、 WGP 、 WGZ 型鼓形齒式脹緊套
7001 — 93
JB/T 7002 — 93
7003 — 93
1.3~10.8
1 o30 ′
11
GCLD 型鼓形齒式脹緊套
JB/T8854.1 — 1999
1 o30 ′
12
GCL 型鼓形齒式脹緊套
JB/T8854.2 — 1999
1.96~21.7
1 o30 ′
13
GCLZ 型鼓形齒式脹緊套
JB/T8854.3 — 1999
1.0~8.5
1 o30 ′
14
CL 型鼓形齒式脹緊套
JB/ZQ4218 — 86
0.4~6.3
0 o30 ′
15
膜片脹緊套
JB/T9147 — 1999
1~2
0 o30 ′ ~1o30 ′
16
蛇形彈簧脹緊套
GB/T8869 — 2000
0.2~0.5
0 o30 ′ ~1o30 ′
17
簧片脹緊套
GB/T12922 — 91
0.24~1.1
18
撓性桿脹緊套
GB/T14654 — 93
6X10 — 3 ~15X10 — 3 rad
19
彈性套柱銷脹緊套
GB/T4323 — 84
0.2~0.6
0 o30 ′ ~ 1 o30 ′
20
彈性柱銷脹緊套
GB/T5014 — 85
0.15~0.25
≤ 0 o30 ′ V
21
彈性柱銷齒式脹緊套
GB/T5015 — 85
0.3~1.5
0 o30 ′ ~2 o30 ′
22
梅花型彈性脹緊套
GB/T5272 — 85
0.5~1.8
1 o~ 2 o30 ′
23
輪胎式脹緊套
GB/T5844 — 86
1.0~5
3.2 o
24
彈性環脹緊套
GB/T2496 — 96
1.2~6.2
0 o30 ′ ~1 o30 ′
25
芯型彈性脹緊套
GB/T10614 — 89
0.5~2
0 o20 ′ ~1 o30 ′
26
彈性塊脹緊套
JB/T9148 — 1999
0.6~2
2 o ~5 o
27
多角形橡膠脹緊套
JB/T5512 — 91
1~2
1 o ~1 o30 ′
28
H 形彈性脹緊套
JB/T5511 — 91
0.5~2
0.35 o~1o
29
徑向彈性柱銷脹緊套
JB/T7849 — 95
1
0.35 o~1o
30
LAK 型鞍形塊彈性脹緊套
JB/T7648 — 95
2~10
1 o~1.5o
31
球面滾子脹緊套
JB/T7009 — 93
1.5 o
32
滑塊脹緊套
JB/ZQ4384 — 97
≤ 0.2
≤ 0 o40 ′
(八) 經濟性
由于各品種、型式、規格的脹緊套結構、材料、大小和精度不同,其成本和造價相差很大。一般精度要求的脹緊套成本低于高精度要求的脹緊套;結構簡單、工藝性好的脹緊套成本低于結構復雜、工藝性差的脹緊套;采用一般材料作原料的脹緊套成本低于采用特殊材料作原料的脹緊套;非金屬彈性元件撓性脹緊套的成本低于金屬彈性元件撓性脹緊套。在選擇脹緊套時,價格是不可忽視的重要因素,有時甚至是決定因素。對于一般工況條件,就無必要選擇價格較貴的高精度脹緊套,選用者往往因為經濟的原因不能選用某些性能雖好但價格較高的撓性脹緊套。
在選擇脹緊套時應根據選用各自實際情況和要求,綜合考慮上述各種因素,從現有標準脹緊套中選取最適合于自己需要的脹緊套品種、型式和規格。一般情況下現有的標準脹緊套基本可以滿足不同工況的需要。
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