1. 技術
      TECHNIQUE

      壓縮機膜片脹緊套聯軸器問題分析及解決

         摘要:分析壓縮機用膜片脹緊套聯軸器鎖不緊的各種可能原因,并提出切實可行的解決方案。
        文/無錫創明傳動工程有限公司 陳軻 
        1、引言
        膜片聯軸器廣泛應用于電機驅動的泵、風機、壓縮機等應用環境,膜片聯軸器應用范圍廣泛。具有以下優點:無潤滑、傳遞效率高、補償能力好。
        在制冷壓縮機行業,用戶通常喜歡使用脹緊套形式的膜片聯軸器,脹緊套形式聯軸器以其安裝拆卸方便、安裝時無需加熱等優點受到用戶青睞。
        近期收到用戶反饋,膜片脹緊套聯軸器螺脹緊套側無法抱緊壓縮機軸,導致安裝盤在軸上滑動,產生安全隱患。
        為了解決此類問題,我司讓用戶退回失效的安裝盤和脹緊套共計2套。分析失效原因并找到合適的解決辦法。
        2、聯軸器脹緊套問題分析
        膜片脹緊套聯軸器,結構如圖1所示,包含件1~件9,件2為脹緊套,件3為與脹緊套配合的安裝盤,件1為連接件2與件3的緊固件。
      壓縮機膜片脹緊套聯軸器問題分析及解決
        收到用戶寄回膜片聯軸器脹緊套側,見下圖2和圖3。
      壓縮機膜片脹緊套聯軸器問題分析及解決
        測量安裝盤內孔孔徑,結果見圖4和圖5。
      壓縮機膜片脹緊套聯軸器問題分析及解決
        安裝盤1和2內孔孔徑公差均為+0.036~+0.071mm,安裝盤2在多次裝拆后內孔尺寸已經不在公差范圍內,安裝盤1多次拆裝后尺寸仍在公差范圍之內。
        脹套裝上后,安裝盤內孔孔徑受到脹套的壓縮,孔徑變小,查閱《機械設計手冊》聯接與緊固可知,受包容件收縮量計算如下(此處僅計算脹套1和安裝盤1為例):
      壓縮機膜片脹緊套聯軸器問題分析及解決
        E為彈性模量,合金鋼取值2.02~2.1×105/MPa
        d為結合面直徑,數值為124.375mm
        d1為被包容件內徑,數值100mm
        d2為包容件外徑,數值168mm
        p為傳遞載荷所需的最小壓強
      壓縮機膜片脹緊套聯軸器問題分析及解決
        T為傳遞扭矩,取值5000Nm
        μ為結合面摩擦因素,取值0.13
        ι為結合面長度,數值為24mm
        將計算結果p代入第一個公式可得:
      壓縮機膜片脹緊套聯軸器問題分析及解決
        因此計算出脹套1和安裝盤1裝配完成后,安裝盤1內徑將減少0.056mm。
        將脹緊套裝上,注意安裝的時候,脹緊套和安裝盤錐面涂潤滑脂,螺栓必須對稱擰緊,不能按順序擰緊,否則脹緊套會變形,導致安裝套無法安裝到理論預設的位置。再次測量安裝盤內孔孔徑,結果見圖6和圖7。
        測量數據可知,脹套1安裝后,安裝盤1內孔直徑收縮量為:
        100.041-99.985=0.056mm
        該實際數值與理論數值完全吻合。
        脹套2安裝后,安裝盤2內孔直徑收縮量為:85.026-84.996=0.03mm
      壓縮機膜片脹緊套聯軸器問題分析及解決
        經過理論計算和實驗數據驗證,對于安裝盤1和脹緊套1可以得出以下結論:
        1、脹緊套安裝后,安裝盤內孔徑明顯縮小,安裝盤內徑實際收縮值與計算值相符。
        2、當壓縮機軸孔徑公差為常規k6或h6時,安裝完脹緊套之后,安裝盤內徑與壓縮機軸直徑仍有一定過盈量,會有較好的抱緊能力。
        3、當壓縮機軸徑實際加工數值小于99.985mm的時候,該脹緊套鎖緊后與壓縮機軸為間隙配合,此時安裝盤將無法抱緊壓縮機軸。
        根據上述結論,分析本次安裝盤無法抱緊壓縮機軸的可能原因如下:
        1、壓縮機軸實際尺寸太小,脹緊套鎖緊后,安裝盤與壓縮機軸為間隙配合。壓縮機軸徑按公差上差和下查加工將會有很大的影響,100mm孔徑,6級公差,公差帶為0.035mm,脹緊套壓縮后孔徑減少0.056mm。極限情況下,按上差和下查加工降會導致安裝盤和壓縮機軸的配合為過盈配合變為間隙配合。
        2、當脹緊套鎖緊后安裝盤與壓縮機軸為小過盈配合時,安裝盤抱緊段與壓縮機軸為線接觸,并不能提供很好的抱緊能力。
       
        3 解決方案
        將脹緊套抱緊方式更改為鍵槽上方增加緊定螺釘,結構如圖8所示。通過擰緊緊固螺釘,使安裝盤固定在軸上,避免安裝盤在壓縮機軸上軸向竄動。
      壓縮機膜片脹緊套聯軸器問題分析及解決
       
        4、結論
        脹套膜片聯軸器雖然拆裝方便,但是失效時有發生。按本文的解決方案,軸孔配合依然為間隙配合,可以滿足原膜片脹緊套聯軸器拆裝方便的優點。
        另外,本文的解決辦法結構形式簡單,只有兩種零件,膜片脹緊套聯軸器有三種零件,且無需加工錐面,生產成本大大降低。
       
        參考文獻
        [1]GB/T 5371-2004極限與配合 過盈配合的計算和選用
      壓縮機膜片脹緊套聯軸器問題分析及解決
       

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