淺談過盈配合在電錘電鎬中的應(yīng)用

陳軍響，王俊豪

( 1.浙江大宇電器有限公司，浙江 武義 321200,2.永康市石柱電器廠，浙江 永康 321301 )

0 引言

過盈配合指具有過盈（包括最小過盈為零）的配合。此時(shí)，孔的公差帶在軸的公差帶之下。孔的各方向尺寸減去相配合的軸的各方向尺寸所得代數(shù)差，差為負(fù)時(shí)即為過盈配合。本文以電錘、電鎬為例，就電動(dòng)工具產(chǎn)品關(guān)鍵零部件的配合關(guān)系進(jìn)行簡(jiǎn)單分析。

1 概述

過盈配合屬于緊配合，相配對(duì)的軸徑大于孔徑，必須采用特殊工具擠壓。過盈配合結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，同軸性好，能承受較大的軸向力、扭矩及動(dòng)載荷，但也存在配合面加工精度高、裝拆不便等現(xiàn)象。

2 特性

1）防止定轉(zhuǎn)子鐵心相擦

電機(jī)的定轉(zhuǎn)子之間氣隙較小，定子與機(jī)殼、中間蓋與機(jī)殼等部位應(yīng)實(shí)現(xiàn)緊密配合。以電錘、電鎬為例，工具在作業(yè)場(chǎng)所的實(shí)際使用中產(chǎn)生振動(dòng)，即使采用螺釘固定，定子與機(jī)殼、中間蓋與機(jī)殼之間仍存在摩擦現(xiàn)象。摩擦引發(fā)磨損，兩者間隙增加，致使定轉(zhuǎn)子相檫。所以，針對(duì)采用塑料定子座與鋁機(jī)殼相配結(jié)構(gòu)的電鎬，必須采用過盈配合。

2）防止傳動(dòng)部件失效

偏心軸與齒輪的連結(jié)通過一個(gè)或者多個(gè)平鍵或半圓鍵實(shí)現(xiàn)。如齒輪與偏心軸不采用過盈配合，隨著電錘、電鎬作業(yè)時(shí)對(duì)工件沖擊后產(chǎn)生的反彈力作用于偏心軸齒輪，偏心軸與齒輪之間存在相對(duì)運(yùn)動(dòng)，從而在齒輪與偏心軸之間產(chǎn)生了與沖擊性作用力相反的剪切力，該作用力可剪切齒輪與偏心軸之間的鍵（包括平鍵或半圓鍵），久而久之可導(dǎo)致傳動(dòng)失效。如采用過盈配合，偏心軸與齒輪之間不存在相對(duì)運(yùn)動(dòng)，避免產(chǎn)生沖擊性剪切力。

3）防止漏油

氣缸及傳動(dòng)部件存在潤(rùn)滑油脂是保證電錘、電鎬正常使用的前提。此處必須嚴(yán)格密封，防止油脂滲漏。除增加密封圈等措施外，某些無法安裝密封圈的部位必須采用過盈配合，如中間蓋、軸承與中間蓋、軸承與轉(zhuǎn)子軸等處都應(yīng)采用過盈配合，可有效防止漏油。

3 實(shí)際應(yīng)用

1）定子鐵心與塑料機(jī)殼以及塑料機(jī)殼與鋁機(jī)殼配合

電動(dòng)工具通常要求定子鐵心與塑料機(jī)殼必須緊密緊配，某些大功率電鎬上的常見結(jié)構(gòu)如下：鋁機(jī)殼與定子鐵心之間設(shè)置塑料定子套，裝配時(shí)先將定子安裝到位，再將定子殼連同定子安裝至鋁機(jī)殼中，該工序要求定子殼與鋁機(jī)殼必須緊配安裝。建議公差配合等級(jí)選擇為H7/x8，大功率電鎬塑料件與鋁機(jī)殼之間過盈量應(yīng)為0.15 mm～0.25 mm。圖1所示為定子殼壓入鋁機(jī)殼示意。

圖1 定子殼壓入鋁機(jī)殼示意

2）中間蓋與機(jī)殼配合

電錘、電鎬在中間蓋止口與機(jī)殼止口的配合均應(yīng)采用過盈配合。如圖2所示某大功率電鎬，雖然中間蓋與機(jī)殼均為鋁件，但二者之間的配合也必須采用過盈配合，經(jīng)手壓機(jī)或氣壓機(jī)垂直壓入。建議公差配合等級(jí)選擇值為H7/r7。小功率電鎬、電錘機(jī)殼通常采用塑料件，中間蓋為鋁件，二者之間的過盈量應(yīng)更大一些，建議配合公差等級(jí)選擇值為H7/y8。

圖2 大功率電鎬中間蓋與機(jī)殼

3）轉(zhuǎn)子軸與軸承配合

在電錘、電鎬產(chǎn)品的電機(jī)軸與中間蓋上的軸承應(yīng)采用過盈配合，特別是帶有定子座設(shè)計(jì)的大功率電鎬更應(yīng)采用過盈配合。從電機(jī)風(fēng)扇結(jié)構(gòu)來看，該電機(jī)必須反轉(zhuǎn)（電鎬的電機(jī)均為反轉(zhuǎn)），且轉(zhuǎn)子齒右旋，見圖3。

圖3 轉(zhuǎn)子軸與軸承

工具作業(yè)時(shí)產(chǎn)生電機(jī)軸向向下的作用力，若轉(zhuǎn)子軸與軸承之間無法實(shí)現(xiàn)緊配，該作用力因缺失軸承的阻攔而直接作用于塑料機(jī)殼底部，或可將塑料機(jī)殼（定子座）頂穿。該部位實(shí)現(xiàn)緊配，也可預(yù)防軸承室內(nèi)潤(rùn)滑脂通過軸承與轉(zhuǎn)子軸之間的縫隙向電機(jī)方向漏油等不良現(xiàn)象。建議轉(zhuǎn)子軸的外徑公差等級(jí)為m5，再與軸承配合。

4）偏心軸與軸承及齒輪配合

偏心軸與軸承的配合必須實(shí)現(xiàn)緊配，一方面具有防漏油作用，另一方面可防止軸承內(nèi)圈與偏心軸相對(duì)運(yùn)動(dòng)發(fā)生。軸承“走內(nèi)圓”，致使軸承內(nèi)圈與偏心軸的間隙增大，導(dǎo)致相關(guān)零部件損壞。另外，偏心軸與齒輪必須實(shí)現(xiàn)緊配。通常，電錘采用的過盈量相對(duì)較小，選用氣壓機(jī)的壓力即可壓入，而電鎬則必須通過液壓機(jī)壓力壓入，見圖4。建議偏心軸的軸承檔公差值等級(jí)為k6級(jí)，偏心軸與齒輪的配合公差為H6/x6。

5）軸承與鋁件配合

軸承與鋁件的配合必須實(shí)現(xiàn)緊配，與偏心軸與軸承緊配相同。具備防漏油作用的同時(shí)，防止軸承外圈與鋁件之間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)。軸承“走外圈”原因?yàn)橐恍┹S承不設(shè)壓蓋，致使軸承與鋁件的間隙增大，導(dǎo)致相關(guān)零部件失效。建議鋁件軸承室的公差等級(jí)為M7。

圖4 偏心軸與齒輪

4 注意事項(xiàng)

1）過盈量

過盈量是非常敏感和關(guān)鍵的問題。在偏心軸、轉(zhuǎn)子軸與軸承之間，過盈量太大導(dǎo)致軸承內(nèi)圈變形，軸承間隙減少導(dǎo)致軸承發(fā)熱，甚至卡死失效。過盈量太小則無法起到相應(yīng)作用。同樣的問題存在于中間蓋與鋁機(jī)殼之間，配合的過盈量太大導(dǎo)致無法壓入，導(dǎo)致中間蓋止口發(fā)生斷裂或鋁機(jī)殼爆裂。過盈量太小，最終導(dǎo)致擦鐵等不良現(xiàn)象發(fā)生。另外，定子鐵心與塑料機(jī)殼之間過盈量過大時(shí)，裝配期間其機(jī)殼塑料部分易被鐵心切除，致使定子鐵心與機(jī)殼的中心線同心度偏差。過盈量過小甚至是存在間隙時(shí)，定轉(zhuǎn)子擦鐵現(xiàn)象產(chǎn)生，從而導(dǎo)致電機(jī)燒毀。軸承與鋁件之間過盈量過大時(shí)，壓裝軸承時(shí)鋁件易被切除，造成軸承與軸承室同心度偏差，致使軸承在軸承室內(nèi)歪斜。

2）裝配工藝

鑒于多部件之間存在緊配關(guān)系，在裝配時(shí)必須確保充足的裝配夾具來實(shí)現(xiàn)。裝配時(shí)，與軸承內(nèi)圈配合，外力僅作用于軸承內(nèi)圈；與軸承外圈配合，外力僅作用于軸承外圈。各零件壓裝時(shí)均應(yīng)垂直壓入，切忌用錘敲打。

3）不可采用過盈配合的部位

除上述部位配合必須采用過盈配合外，其他部位一般可采用間隙或過度配合，特別是無內(nèi)套滾針軸承與軸類的配合一般采用間隙配合，軸外徑公差值一般取h5～h6。氣缸與其內(nèi)部的鋁活塞配合必須采用間隙配合，考慮到材料發(fā)熱膨脹因素，其間隙應(yīng)為0.15 mm及以上，確保二者之間不會(huì)卡死。氣缸內(nèi)孔的公差一般取H6～H7級(jí)，鋁活塞的公差值應(yīng)為b8級(jí)或更大，以確保鋁活塞工作膨脹后不在氣缸內(nèi)發(fā)生卡死現(xiàn)象。

5 結(jié)語

本文對(duì)電錘、電鎬中的關(guān)鍵部件配合關(guān)系進(jìn)行了細(xì)分和梳理，分析配合關(guān)系在加工、裝配過程中重要性。實(shí)踐表明，了解電錘、電鎬各零部件之間的配合關(guān)系加以應(yīng)對(duì)和預(yù)防，可有效提高電動(dòng)工具產(chǎn)品的裝配質(zhì)量和整機(jī)質(zhì)量。

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