大型輪轂圓錐過盈聯(lián)接結(jié)構(gòu)及裝拆方法

趙月江 范強(qiáng)龍 許寶華/浙江上風(fēng)實(shí)業(yè)股份有限公司

0 引言

圓錐面過盈聯(lián)接用以承受軸向力或傳遞轉(zhuǎn)矩，適用于大型、重載需要多次裝拆的聯(lián)接。這種過盈聯(lián)接結(jié)構(gòu)簡單、定心性好、承載能力強(qiáng)，在變載和沖擊條件下能可靠的工作，廣泛應(yīng)用于大型離心風(fēng)機(jī)的皮帶輪、軸流風(fēng)機(jī)葉輪輪轂、輸送機(jī)械傳動(dòng)滾筒、通用機(jī)械的大齒輪和大蝸輪等。但是，現(xiàn)有過盈聯(lián)接技術(shù)要求配合面的加工精度較高，而且裝拆困難[1]。結(jié)構(gòu)改進(jìn)前，帶外錐面的圓錐套的大徑端無法蘭，采用通用工具裝拆困難，通常設(shè)計(jì)專用液壓螺栓拉伸器裝拆，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜、制造成本高。

針對(duì)如何克服過盈聯(lián)接技術(shù)存在裝拆困難的問題，研究既結(jié)構(gòu)簡單，又能實(shí)現(xiàn)快速裝拆的新方法，結(jié)構(gòu)改進(jìn)后，帶外錐面的圓錐套的大徑端增設(shè)法蘭，采用螺釘連接的方法，裝拆非常方便。下面結(jié)合圖例介紹一種可快速裝拆的大型輪轂圓錐過盈聯(lián)接結(jié)構(gòu)及其裝拆方法。

1 實(shí)例結(jié)構(gòu)

以大型皮帶輪輪轂圓錐過盈聯(lián)接結(jié)構(gòu)為例：它由輪轂、圓錐套和內(nèi)六角圓柱頭螺釘組成（裝配圖見圖1，立體圖見圖2）。

1.1 輪轂聯(lián)接部位的內(nèi)部結(jié)構(gòu)

圖1 過盈聯(lián)接的裝配圖

圖2 過盈聯(lián)接立體結(jié)構(gòu)圖

輪轂聯(lián)接部位的內(nèi)部結(jié)構(gòu)（見圖3）的內(nèi)孔呈圓錐形，圓錐部分的小徑端設(shè)有4 個(gè)均布用于安裝內(nèi)六角圓柱頭螺釘?shù)某量?，輪轂圓錐部分大徑端設(shè)有用于安裝圓錐套法蘭外徑的沉孔。裝配時(shí)，通過螺釘聯(lián)接壓緊圓錐套。圓錐部分的大徑端設(shè)有對(duì)稱2 個(gè)供拆卸圓錐套用的螺紋孔，螺紋孔直徑與安裝在小徑端內(nèi)的4 顆內(nèi)六角圓柱頭螺釘直徑一致。拆卸時(shí)，將4 顆內(nèi)六角圓柱頭螺釘中其中2 顆擰在圓錐部分大徑端螺紋孔上，將圓錐套逐步從輪轂中間孔內(nèi)頂出。

1.2 圓錐套的結(jié)構(gòu)

圖3 輪轂聯(lián)接部位的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖

圓錐套（見圖4）的內(nèi)孔呈圓柱形，外形呈圓錐形。圓錐套的一側(cè)有1條3mm寬的開口，開口的長度與圓錐套的長度一致；在圓錐套開口的對(duì)稱位置上設(shè)置鍵槽；圓錐套的大徑端設(shè)有法蘭，該法蘭上設(shè)有4 個(gè)用于安裝內(nèi)六角圓柱頭螺釘?shù)穆菁y孔，螺紋孔的直徑和數(shù)量與輪轂聯(lián)接部位的螺釘一致。圓錐套的圓錐部分與法蘭之間設(shè)置一圈砂輪越程槽，方便圓錐套的外圓磨加工。

1.3 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

輪轂和圓錐套的錐度選用1：7，結(jié)合部位表面粗糙度為Ra≤1.6μm，兩者圓錐面的接觸率≥80%[2]。輪轂中間孔內(nèi)圓錐面與圓錐套的外圓錐面的配合，是通過4 顆內(nèi)六角圓柱頭螺釘聯(lián)接，使兩者的結(jié)合面壓緊形成過盈聯(lián)接。過盈量的大小是根據(jù)所需傳遞載荷值來計(jì)算確定，并通過螺釘對(duì)圓錐套的壓緊力來保證[3-4]。

圖4 圓錐套的結(jié)構(gòu)圖

2 裝拆方法

大型輪轂圓錐過盈聯(lián)接結(jié)構(gòu)的裝拆方法，結(jié)合圖例其步驟方法如下：

1）圓柱形軸伸上裝上普通型平鍵[5]，利用圓錐套上的鍵槽將圓錐套用手推移到圓柱形軸伸上，到達(dá)規(guī)定的位置；

2）將輪轂裝在圓錐套上，擰上4顆內(nèi)六角圓柱頭螺釘，采用力矩扳手按對(duì)角、交叉的程序均衡地?cái)Q緊，從而完成圓錐過盈聯(lián)接的安裝；

3）圓錐過盈聯(lián)接拆卸時(shí)，拆卸所有內(nèi)六角圓柱頭螺釘，將其中的2顆內(nèi)六角圓柱頭螺釘擰在輪轂上的2個(gè)螺紋孔上（圖1中螺紋孔用1/4圈涂黑表示），交叉、均衡地?cái)Q入，將圓錐套逐步從輪轂中間孔內(nèi)頂出。

3 結(jié)論

我公司使用的該項(xiàng)聯(lián)接技術(shù)，已應(yīng)用在秦山核電站大型離心通風(fēng)機(jī)從動(dòng)皮帶輪與主軸的聯(lián)接，以及大型地鐵軸流風(fēng)機(jī)葉輪輪轂與電機(jī)軸的聯(lián)接，至今這些風(fēng)機(jī)已連續(xù)安全運(yùn)行了14年，實(shí)踐證明了該項(xiàng)聯(lián)接技術(shù)是成功可靠的。該項(xiàng)聯(lián)接技術(shù)也可應(yīng)用在大型輸送機(jī)械傳動(dòng)滾筒、大型通用機(jī)械的大齒輪和大蝸輪等與軸的聯(lián)接等。

[1]王三民.機(jī)械設(shè)計(jì)計(jì)算手冊(cè)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2009.

[2]成大先.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].第五版第2卷.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2011.

[3]GB/T 15755-1995.圓錐過盈配合的計(jì)算和選用[S].

[4]惠曉偉.過盈聯(lián)接在風(fēng)機(jī)空心主軸設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].風(fēng)機(jī)技術(shù)，2013（3）：45-47.

[5]許寶華.通風(fēng)機(jī)主軸圓錐形軸伸聯(lián)接問題探討[J].風(fēng)機(jī)技術(shù)，2009（4）：51-52.