精梳機偏心套組件裝配間隙的計算

【摘要】精梳機車頭箱內(nèi)偏心套組件，由搖動臂、偏心套、偏心輪三種零件組成。其組成的三種零件對于整機的性能及噪聲有直接影響。偏心套組件由于三種零件三種材料，且長時間運行，通過油浴潤滑、降溫，配合間隙的計算顯得尤為重要。通過近幾年來對精梳機不斷摸索及實驗驗證，研究精梳機偏心套組件在高溫工作條件下配合間隙的計算。

【關(guān)鍵詞】精梳機；偏心套組件；裝配間隙；計算

我公司對精梳機的應(yīng)用研究已有十多年的積累，相繼推出了SXFA289型精梳機、HXFA299型精梳機、HXFA299B型精梳機，并有近千臺精梳機在紡織廠使用。因精梳機設(shè)備實行24小時運轉(zhuǎn)，設(shè)備的可靠性就顯得尤為重要。車頭箱內(nèi)偏心套組件控制著鉗板擺軸和分離羅拉的運動，在高溫條件下，搖動臂、偏心套、偏心輪三種零件材料的熱膨脹系數(shù)不同，配合間隙（或過盈）須經(jīng)過修正計算，以選擇比較正確配合類別。

一、問題的提出

偏心套組件在精梳機車頭內(nèi)配合間隙的合理選擇關(guān)系到精梳機運行的整體性能。間隙過小，形位公差及累計誤差會造成偏心套組件在運轉(zhuǎn)過程中易出現(xiàn)卡死；間隙過大，易產(chǎn)生精梳機振動和噪音。又因偏心套組件組成的三種零件其熱膨脹系數(shù)不同，故在精梳機正常運轉(zhuǎn)過程中，隨著溫度的升高，搖動臂與偏心套裝配間隙、偏心套與偏心輪裝配間隙會隨著變化，當(dāng)溫度達(dá)到穩(wěn)定后，間隙趨于定值。最早偏心套組件的配合只是按同材料考慮，未考慮材料的熱膨脹系數(shù)不同，間隙要求0.03mm-0.05mm，這樣在運轉(zhuǎn)過程中，溫度升高，在熱膨脹及形位公差的共同作用下，偏心套組件易出現(xiàn)卡死現(xiàn)象。因此，研究不同材料在高、低溫工作條件下的配合間隙和裝配間隙就顯得尤為重要。

二、在高、低溫工作條件下裝配間隙的計算

在選擇公差與配合時，要注意溫度條件。標(biāo)準(zhǔn)中和圖樣裝配圖上規(guī)定或標(biāo)注的尺寸偏差與配合是以溫度20℃為基準(zhǔn)的。但是，某些機械如紡織機械、飛機、發(fā)動機等可以在800℃至-60℃的高溫或低溫條件下工作，如果結(jié)合件的熱膨脹系數(shù)不同，配合間隙（或過盈）須經(jīng)過修正計算，以選擇比較正確配合類別。計算公式如下：

χGmax，χGmin—最大與最小的工作間隙，mm；

t—裝配時環(huán)境的溫度，℃；

d—配合的公稱直徑，mm；

αk，αz—孔和軸材料的線膨脹系數(shù)，℃-1。

公式（1-1）及（1-2）中的負(fù)號，用在當(dāng)溫度提高，孔的尺寸擴大的情況下，正號用在當(dāng)溫度提高而孔的尺寸縮小的情況下（例如重量大的零件上不大的孔局部加熱時，以及放置在加熱殼體上的小而薄的套筒的孔，均由于溫度提高而使孔的尺寸縮?。?。

三、精梳機偏心套組件裝配間隙的計算

精梳機在長時間運行后，油溫會在45℃左右，且搖動臂、偏心套、偏心輪三種零件材料的熱膨脹系數(shù)不同，配合間隙（或過盈）必須經(jīng)過修正計算，以選擇比較正確配合類別（圖1所示為偏心套組件）。

1.搖動臂與偏心套裝配間隙的計算

材料45鋼的搖動臂與材料ZQSn6-6-3鑄造錫青銅的偏心套在工作時的間隙范圍：χGmax=0.08mm；χGmin=0.03mm，搖動臂與偏心套配合的公稱直徑d=185mm，工作溫度tk，tz=45℃，αk=11.59×10-6℃，αz=18×10-6℃，裝配溫度t=20℃。

由公式（1-1）及（1-2）其最大與最小的裝配間隙為：

故在選用配合時按基孔制，公差等級IT6級，這樣其在裝配時的配合就應(yīng)選用φ185H6/f6，最小間隙0.05mm，最大間隙0.108mm。

2.偏心套與偏心輪裝配間隙的計算

材料ZQSn6-6-3鑄造錫青銅的偏心套與材料QT500-7鋼的偏心輪在工作時的間隙范圍：χGmax=0.08mm；χGmin=0.03mm，搖動臂與偏心套配合的公稱直徑d=110mm，工作溫度tk，tz=45℃，故在選用配合時按基孔制，公差等級IT7級，這樣其在裝配時的配合就應(yīng)選用φ185H7/g6，最小間隙0.012mm，最大間隙0.069mm。這樣就確定了搖動臂與偏心套裝配間隙、偏心套與偏心輪裝配間隙，偏心套組件裝配時的配合關(guān)系如圖2示。

四、試驗效果

偏心套組件按上述尺寸要求加工、裝配，在經(jīng)過一年多時間100多臺精梳機未出現(xiàn)卡死、噪聲大等問題，充分的證明了偏心套組件裝配間隙選擇合理。

五、結(jié)束語

文中只是實例介紹了高溫情況下的裝配間隙的計算，對于低溫工作條件下的裝配間隙的計算同樣適用；同樣對于在高、低溫工作條件下裝配過盈量同樣適用。

在高、低溫條件下，零件材料的熱膨脹系數(shù)不同，配合間隙（或過盈）必須經(jīng)過修正計算，以選擇比較正確配合類別。