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胀紧套选用注意事项
发布日期:2014/3/7 17:45:00 点击数:3185新闻来源:百度
胀紧套品种、型式、规格很多,在正确理解品种、型式、规格各自概念的基础上,根据传动的需要来选择胀紧套,首先从已经制订为标准的胀紧套中选择,目前我过制订为国际和行标的胀紧套有数十种,这些标准胀紧套绝大多数是通用胀紧套,每一种胀紧套都有各自的特点和适合范围,基本能够满足多种工况的需要,一般情况下设计人员无需自行设计胀紧套,只有在现有标准胀紧套不能满足需要时才自行设计胀紧套。标准胀紧套选购方便,价格比自行设计的非标准胀紧套要便宜很多。在众多的标准胀紧套中,正确选择适合自己需要的最佳胀紧套,关系到机械产品轴系传动的工作性能、可靠性、使用寿命、振动、噪声、节能、传动效率、传动精度、经济性等一系列问题,也关系到机械产品的质量。
设计人员在选用胀紧套时应立足于从轴系传动的角度和需要来选择胀紧套,应避免单纯的只考虑主、从动端联接选择胀紧套。
一、选择胀紧套应考虑的因素
(一) 动力机的机械特性
动力机到工作机之间,通过一个或数个不同品种型式、规格的胀紧套将主、从动端联接起来,形成轴系传动系统。在机械传动中,动力机不外乎电动机、内燃机和气轮机。由于动力机工作原理和机构不同,其机械特性差别较大,有的运转平稳,有的运转时有冲击,对传动系统形成不等的影响。根据动力机的机械特性,将动力机分为四类。见表 1 。
表 1 动力机系数 Kw
动力机类别代号
动力机名称
动力机系数 Kw
动力机类别代号
动力机名称
动力机系数 Kw
电动机、透平
1.0
二缸内燃机
1.4
四缸及四缸以上内燃机
1.2
单缸内燃机
1.6
动力机的机械特性对整个传动系统有一定的影响,不同类别的动力机,由于其机械特性不同,应选取相应的动力机系数 Kw ,选择适合于该系统的最佳胀紧套。动力机的类别是选择胀紧套品种的基本因素,动力机的功率是确定胀紧套的规格大小的主要依据之一,与胀紧套转矩成正比。
固定的机械产品传动系统中的动力机大都是电动机,运行的机械产品传动系统(例如船舶、各种车辆等)中的动力机多为内燃机,当动力机为缸数不同的内燃机时,必须考虑扭振对传动系统的影响,这种影响因素与内燃机的缸数、各缸是否正常工作有关。此时一般应选用弹性胀紧套,以调整轴系固有频率,降低扭振振幅,从而减振、缓冲、保护传动装置部件,改善对中性能,提高输出功率的稳定性。
(二) 载荷类别
由于结构和材料不同,用于各个机械产品传动系统的胀紧套,其载荷能力差异很大。载荷类别主要是针对工作机的工作载荷的冲击、振动、正反转、制动、频繁启动等原因而形成不同类别的载荷。为便于选用计算,将传动系统的载荷分为四类,见表 2 。
表 2 载荷类别
载荷类别
载荷状况
工况系数 K
载荷类别
载荷状况
工况系数 K
载荷均匀,工作平稳
1~1.5
重冲击载荷,频繁正反转
2.5~2.75
中等冲击载荷
1.5~2.5
特重冲击载荷,频繁正反转
>2.75
传动系统的载荷类别是选择胀紧套品种的基本依据。冲击、振动和转矩变化较大的工作载荷,应选择具有弹性元件的挠性胀紧套即弹性胀紧套,以缓冲、减振、补偿轴线偏移,改善传动系统工作性能。起动频繁、正反转、制动时的转矩是正常平稳工作时转矩的数倍,是超载工作,必然缩短胀紧套弹性元件使用寿命,胀紧套只允许短时超载,一般短时超载不得超过公称转矩的 2~3 倍,即 [Tmax] ≥ 2~3T n 。
低速工况应避免选用只适用于中小功率的胀紧套,例如:弹性套柱销胀紧套、芯型弹性胀紧套、多角形橡胶胀紧套、轮胎式胀紧套等;需要控制过载安全保护的轴系,宜选用安全胀紧套;载荷变化较大的并有冲击、振动的轴系,宜选择具有弹性元件且缓冲和减振效果较好的弹性胀紧套。金属弹性元件弹性胀紧套承载能力高于非金属弹性元件弹性胀紧套;弹性元件受挤压的弹性胀紧套可靠性高于弹性元件受剪切的弹性胀紧套。
(三)胀紧套的许用转速
胀紧套的许用转速范围是根据胀紧套不同材料允许的线速度和最大外缘尺寸,经过计算而确定。不同材料和品种、规格的胀紧套许用转速的范围不相同,改变胀紧套的材料可提高胀紧套许用转速范围,材料为钢的许用转速大于材料为铸铁的许用转速。
用于 n>5000r/min 工况条件的胀紧套,应考虑胀紧套外缘离心力和弹性元件变形等影响因素,并应作动平衡。高速时不应选用非金属弹性元件弹性胀紧套,高速时形成弹性元件变形,宜选用高精度的挠性胀紧套,目前国外用于高速的胀紧套不外乎膜片胀紧套和高精度鼓形齿式胀紧套。
(四)胀紧套所联两轴相对位移
胀紧套所联两轴由于制造误差、装配误差、安装误差、轴受载而产生变形、基座变形、轴承受损、温度变化(热胀、冷缩)、部件之间的相对运动等多种因素而产生相对位移。一般情况下,两轴相对位移是难以避免的,但不同工况条件下的轴系传动所产生的位移方向,即轴向( x )、径向( y )、角向(α)以及位移量的大小有所不同。只有挠性胀紧套才具有补偿两轴相对位移的性能,因此在实际应用中大量选择挠性胀紧套。刚性胀紧套不具备补偿性能,应用范围受到限制,因此用量很少。角向(α)唯一较大的轴系传动宜选用万向胀紧套,有轴向窜动,并需控制轴向位移的轴系传动,应选用膜片胀紧套;只有对中精度很高的情况下选用刚性胀紧套,各标准挠性胀紧套许用补偿量见表 3 。
(五)胀紧套的传动精度
小转矩和以传递运动为主的轴系传动,要求胀紧套具有较高的传动精度,宜选用金属弹性元件的挠性胀紧套。大转矩个传递动力的轴系传动,对传动精度亦有要求,高转速时,应避免选用非金属弹性元件弹性胀紧套和可动元件之间有间隙的挠性;胀紧套,宜选用传动精度高的膜片胀紧套。
(六)胀紧套尺寸、安装和维护
胀紧套外形尺寸,即最大径向和轴向尺寸,必须在机器设备允许的安装空间以内。应选择装拆方便、不用维护、维护周期长或者维护方便、更换易损件不用移动两轴、对中间调整容易的胀紧套。
大型机器设备调整两轴对中较困难,应选择使用耐久和更换易损件方便的胀紧套。金属弹性元件挠性胀紧套一般比非金属弹性元件挠性胀紧套使用寿命长。需密封润滑和使用不耐久的胀紧套,必然增加维护工作量。对于长期连续运转和经济效益较高的场合,例如我国冶金企业的轧机传动系统的高速端,目前普遍采用的是齿式胀紧套,齿式胀紧套虽然理论上传递转矩大,但必须在润滑和密封良好的条件下才能耐久工作,且需经常检查密封状况,注润滑油或润滑脂,维护工作量大,增加了辅助工时,减少了有效工作时间,影响生产效益。国际上工业发达国家,已普遍选用使用寿命长、不用润滑和维护的膜片胀紧套取代鼓形齿式胀紧套,不仅提高了经济效益,还可以净化工作环境。在轧机传动系统选用我过研制的弹性活销胀紧套和扇形块弹性胀紧套,不仅具有膜片胀紧套的优点,而且缓冲减振效果好,价格便宜。
(七) 工作环境
胀紧套与各种不同主机产品配套使用,周围的工作环境比较复杂,如温度、湿度、水、蒸汽、粉尘、砂子、油、酸、碱、腐蚀介质、盐水、辐射等状况,是选择胀紧套时必须考虑的重要因素之一。对于高温、低温、有油、酸、碱介质的工作环境,不宜选用以一般橡胶为弹性元件材料的挠性胀紧套,应选择金属弹性元件挠性胀紧套,例如膜片胀紧套、蛇形弹簧胀紧套等。
弹性柱销式胀紧套由于运转时柱销的窜动,自身噪声大,对于噪声有严格要求的场合就不应选用。
表 3 挠性胀紧套和弹性胀紧套许用补偿量
序号
胀紧套名称
标准号
许用补偿量
径向(△ y )
/mm
轴向(△ x )
/mm
角向(△α)
1
滚子链条胀紧套
GB/T6069 — 85
0.19~0.27
1.4~9.5
1 o
2
SWC 型整体叉头十字轴式万向胀紧套
JB/T5513 — 85
15 o ~25 o
3
SWP 型剖分轴承十字轴式万向胀紧套
JB/T3241 — 91
5 o ~10 o
4
SWZ 型整体轴承十字轴式万向胀紧套
JB/T3242 — 93
≤ 10 o
5
十字轴式万向胀紧套
JB/T5901 — 91
≤ 45 o
6
球笼式万向胀紧套
GB/T7549 — 87
14 o ~18 o
7
重型机械用球笼式万向胀紧套
JB/T6140 — 92
≤ 25 o
8
球铰式万向胀紧套
JB/T6139 — 92
≤ 40 o
9
TGL 型鼓形齿式胀紧套
JB/T5514 — 91
0.3~1.1
± 1
1 o
10
WGC 、 WGP 、 WGZ 型鼓形齿式胀紧套
7001 — 93
JB/T 7002 — 93
7003 — 93
1.3~10.8
1 o30 ′
11
GCLD 型鼓形齿式胀紧套
JB/T8854.1 — 1999
1 o30 ′
12
GCL 型鼓形齿式胀紧套
JB/T8854.2 — 1999
1.96~21.7
1 o30 ′
13
GCLZ 型鼓形齿式胀紧套
JB/T8854.3 — 1999
1.0~8.5
1 o30 ′
14
CL 型鼓形齿式胀紧套
JB/ZQ4218 — 86
0.4~6.3
0 o30 ′
15
膜片胀紧套
JB/T9147 — 1999
1~2
0 o30 ′ ~1o30 ′
16
蛇形弹簧胀紧套
GB/T8869 — 2000
0.2~0.5
0 o30 ′ ~1o30 ′
17
簧片胀紧套
GB/T12922 — 91
0.24~1.1
18
挠性杆胀紧套
GB/T14654 — 93
6X10 — 3 ~15X10 — 3 rad
19
弹性套柱销胀紧套
GB/T4323 — 84
0.2~0.6
0 o30 ′ ~ 1 o30 ′
20
弹性柱销胀紧套
GB/T5014 — 85
0.15~0.25
≤ 0 o30 ′ V
21
弹性柱销齿式胀紧套
GB/T5015 — 85
0.3~1.5
0 o30 ′ ~2 o30 ′
22
梅花型弹性胀紧套
GB/T5272 — 85
0.5~1.8
1 o~ 2 o30 ′
23
轮胎式胀紧套
GB/T5844 — 86
1.0~5
3.2 o
24
弹性环胀紧套
GB/T2496 — 96
1.2~6.2
0 o30 ′ ~1 o30 ′
25
芯型弹性胀紧套
GB/T10614 — 89
0.5~2
0 o20 ′ ~1 o30 ′
26
弹性块胀紧套
JB/T9148 — 1999
0.6~2
2 o ~5 o
27
多角形橡胶胀紧套
JB/T5512 — 91
1~2
1 o ~1 o30 ′
28
H 形弹性胀紧套
JB/T5511 — 91
0.5~2
0.35 o~1o
29
径向弹性柱销胀紧套
JB/T7849 — 95
1
0.35 o~1o
30
LAK 型鞍形块弹性胀紧套
JB/T7648 — 95
2~10
1 o~1.5o
31
球面滚子胀紧套
JB/T7009 — 93
1.5 o
32
滑块胀紧套
JB/ZQ4384 — 97
≤ 0.2
≤ 0 o40 ′
(八) 经济性
由于各品种、型式、规格的胀紧套结构、材料、大小和精度不同,其成本和造价相差很大。一般精度要求的胀紧套成本低于高精度要求的胀紧套;结构简单、工艺性好的胀紧套成本低于结构复杂、工艺性差的胀紧套;采用一般材料作原料的胀紧套成本低于采用特殊材料作原料的胀紧套;非金属弹性元件挠性胀紧套的成本低于金属弹性元件挠性胀紧套。在选择胀紧套时,价格是不可忽视的重要因素,有时甚至是决定因素。对于一般工况条件,就无必要选择价格较贵的高精度胀紧套,选用者往往因为经济的原因不能选用某些性能虽好但价格较高的挠性胀紧套。
在选择胀紧套时应根据选用各自实际情况和要求,综合考虑上述各种因素,从现有标准胀紧套中选取最适合于自己需要的胀紧套品种、型式和规格。一般情况下现有的标准胀紧套基本可以满足不同工况的需要。
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