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锥套在设备中的应用

2013-07-21 11:53阅读:
锥套联接技术在设备中的推广和应用
锥套(Taper Lock Bushes)联接是利用锥面的楔形作用实现轴和轮毂的联接,这种联接方式在欧洲和美国应用极为普遍,它适用于三角带轮、平皮带轮、同步齿形带轮、链轮、联轴器等和轴之间的联接。本文从锥套联接的原理、结构特点、拆装过程、应用方法及在棉纺设备中的应用实例等方面说明应用锥套联接技术的好处。

1 锥套联接技术的原理及与键联接的比较
1.1锥套联接技术的原理
  锥套联接技术是利用锥度原理将零件紧固于轴上,其实质是将轴向力转化为径向力,要使这种结构能产生最大的固定力,但同时又能使零件容易分离,只需令锥锁锥套取最佳的锥角(8°)即可达到目的。
  在“锥套”配合系统中,最常用和最著名的是“International(国际)”和“Morse(摩斯)”这两种系统,前者的锥角为每英尺长度上的直径变化是3.5英寸,锥角为15°48″,无自锁能力,在没有机械力约束下,相配对的零件容易分离;典型的Morse锥度用于将钻头和铰刀固定到机床刀夹上,其锥度为每英尺长度上的直径变化是0.625英寸,锥角为2°59″,即使在有润滑的条件下,这个锥度也能保持自锁能力。
1.2 锥套联接与键联接的比较
  多年来的传统应用中,用键配合将动力传动部件安装到轴上的装配方法既费时又昂贵,因为它要求轮毂内孔与轴径均保持较高精度的尺寸与公差。这种传统方法还应用于小功率的传动装置中,对于轻负荷传动,键联接的成本更加昂贵。锥套联接相对键联接的优点是拆装方便,安装时只需将轮毂和轴置于联接的相对位置,放入锥套,再按规定拧紧两颗螺钉即可。由于锥套在联接时内孔有一定的收缩量,轴的公差允许范围较大,因此可以降低轴的加工成本,而且其配合相当于收缩配合,可以使得负荷均匀分布。使用外径相同而内孔直径不同的一系列锥套可
实现轮毂和不同直径的轴的联接,这一特点使锥套很适合同一联轴器和不同轴之间的联接。
2 锥套产品介绍
2.1锥套的结构特点
  锥套设计为开口式,外圆为圆锥形,内孔为圆柱形。在安装时外锥面和轮毂的圆锥形孔相配合,在轴向力的作用下接触面之间产生很大的正压力,靠磨擦承载负荷。锥套的内圆为带键槽的圆柱形孔,与圆柱形的轴之间靠平键及锥套的夹紧作用实现联接。外锥面在联接时的楔形作用所需要的安装轴向力是靠2~3颗顶紧螺钉产生的。
2.2锥套安装与拆卸
  如图1所示,在轮毂的内锥面上开有两个通头的半圆螺孔,而在锥套上的对应位置开有与螺孔等直径的不通头半圆槽。在轮毂的半螺孔内拧入顶紧螺钉,螺钉头抵在锥套的不通头半圆槽的底部,用规定的内六角扳手旋紧螺钉,就能将锥套顶入轮毂的锥孔内,产生额定正压力从而实现联接。安装完毕后,顶紧螺钉保留在半圆螺孔和半圆槽构成的空间内,增强了联接的过载能力。为便于拆卸,在轮毂上还开有一个不通头的半圆槽,在锥套上的对应位置则为通头的半圆螺孔。拆卸时先旋出安装用的顶紧螺钉,然后在锥套的半螺孔内拧入螺钉,螺钉头抵住轮毂的不通头半圆槽底部,旋入螺钉就能将锥套顶出轮毂,完成拆卸工作。
锥套在设备中的应用
图1 锥套结构图
  

3 锥套联接技术的应用 3.1直接利用带锥套的传动件代替原有产品
  如DK715型梳棉机剥棉罗拉轴头上的同步齿形带轮(14T),常见问题是轴径磨损约0.1mm左右,传统的维修方法需要拆下整条剥棉罗拉送机修车间更换轴头,费时约2~3小时,而采用带锥套的同步齿形带轮产品(见图2),根本不需要对磨损的轴头作任何维修,直接装上该产品即可正常开机生产,耗时约5~10分钟;又如Zinser 319SL型细纱机主马达三角带轮,常见故障是转子轴装配位轴径磨损0.1mm以内,由于该电机功率大(39kw),外形尺寸及重量也大,加上车间机台排列紧凑,空间尺寸有限,如果更换转子轴,仅拆装工程就非常不易,更不用说维修转子轴所需的费用和耽误的停台时间了。但采用带锥套的三角带轮产品后(见图3),就可以轻而易举地解决此类问题,提高维修效率。
锥套在设备中的应用
图2 剥棉罗拉同步齿形带轮 图3 细纱主马达三角带轮

3.2 利用法兰+锥套或焊接钢套+锥套两种形式对原有产品进行技术改造
  当原有传动件在装配结构上不能直接利用锥套联接形式时,可以采用法兰+锥套或焊接钢套+锥套两种形式对原有产品进行技术改造,以使之符合现有设备的装配及传动要求。如E2/4a型条卷机传动链轮76T(77T)及主传动三角带轮,利用上述两种方法可分别实现对其进行技术改造(见图4、图5、图6和图7)。
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3.3锥套联接在改造整个带传动(链传动)系统中的应用
  我公司138Ⅱ型络筒机主传动为无级变速传动形式。在无级变速盘内孔及槽面磨损严重的情况下,我们决定采用三角带传动配变频调速形式对其进行技术改造,三角带轮直接购买带锥套形式的产品,此时,锥套联接可以实现轴向任意位置定位的优点为我们省去了采用传统轴向套筒定位的麻烦,使整个技改过程变得相对较为简练(见图8、图9、图10)。
锥套在设备中的应用

  1.使用锥套容许较宽的轴径公差:-0.125~+0.05mm,在维修和技改时可以充分利用这一特点,以降低设备维护保养费用;
  2.锥套联接的好处是不言而喻的,它可以很方便地解决带轮、链轮的轴向定位问题,实现轴向任意位置的定位,在维修和技术改造中的应用极为广泛,而且拆装方便,效率高,成本低,易为普通工人接受,是一项成熟的先进技术。
  3.自2002年10月以来,我们陆续应用锥套联接技术对从BDT018型抓棉机至138Ⅱ型络筒机各工序设备的传动部件进行维修和技术改造,取得了令人满意的效果。
  4. 值得注意的是,锥套顶紧螺丝均为英制螺丝,而我们日常使用的普通螺丝多为公制螺丝,尤其是1/8″英制螺丝与M10×1公制细牙螺丝非常接近,但切不可混用
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