一、联轴器
联轴器用于连接两根不同的轴,以便将主动轴的运动及动力直接传递给从动轴。常用联轴器的类型与特点如表3-3-3-1所示。
表3-3-3-1 常用联轴器的类型与特点
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1.联轴器装配的要求
无论哪种形式的联轴器,装配的主要技术要求都是保证两轴的同轴度。即经安装调整后的联轴器的两轴线不允许超过许用安装误差。一般情况下,许用安装偏移量应为运转状态下许用偏移量的1/2~1/4。特别是联轴器的轴线与传动装置的底面距离较大、工作中局部热变形影响较严重以及冲击和振动较大时,安装偏移量应控制得小一些。对于挠性联轴器,由于其具有一定的挠性作用和吸振能力,其同轴度要求比刚性联轴器要低一些。
2.联轴器的装配工艺
(1)准备好装配所需的量具、工具,所运用的测量工具应具有足够的刚度,避免因弹性变形而影响读数的准确性。
(2)按图纸要求检查轴、联轴器内孔的加工质量、尺寸精度、形位精度及表面粗糙度,不合格的联轴器不允许安装。
(3)清理机组和机座的表面,使表面无铁屑或其他杂物。
(4)用煤油清洗联轴器内孔,然后用干净的布擦干,涂上润滑剂。
(5)将联轴器装配到轴上。
①直接装配法:对于联轴器与轴间有间隙的配合,可在清理干净配合表面后,涂抹润滑油脂直接安装。
②敲击法:轴径小于50 mm的联轴器,采用敲击法装配。在轮毂的端面上垫放木块或其他软材料做缓冲件,用手锤敲打垫板,将联轴器装配到位。
③压入装配法:对于过渡配合和过盈量不是很大的配合,或者有特殊要求的配合(如保护已装精密零部件),可采用专用压入设备,将联轴器压装到位。
④温差装配法:轴径大于50 mm、过盈量较大的联轴器,一般采用温差装配法,即用加热的方法使联轴器受热膨胀或用冷却的方法使轴端受冷收缩,从而方便地把联轴器装到轴上。温差装配法大多采用加热的方法,将联轴器放在高闪点的油中或焊枪烘烤,均匀加热120℃~150℃,然后取出,迅速装到轴上。
(6)装配后的检查。联轴器在轴上装配完后,应仔细检查联轴器与轴的垂直度和同轴度。一般是在联轴器的端面和外圆设置两块百分表,用手转动安装轴,观察联轴器的全跳动(包括端面跳动和径向跳动)的数值,判定联轴器与轴的垂直度和同轴度的情况。为取得可靠的读数,应多次测量,取其平均值。
(7)经调整后,对称均匀地逐步拧紧固定螺栓。
3.联轴器装配后的调整
联轴器安装后,两轴轴线的轴向偏移和角偏移可能发生在水平面或者在垂直平面。如果偏移发生在水平面,可以调整部件的位置,使其达到所需要的对中精度。
联轴器安装时,在垂直方向可能会出现下列安装位置误差,如图3-3-3-1所示。其中图3-3-3-1(b)、(c)、(d)图的装配位置均不正确,需进行调整找正。常用的找正方法如下:
图3-3-3-1 联轴器安装时的4种情况(垂直方向)
(a)两半联轴节的轴心线在一直线上;(b)两半联轴节平行,但不同轴;
(c)两半联轴节同心,但轴心线成一倾角;(d)两半联轴节不同心,但两轴心线成一倾角
(1)直尺及塞尺找正法。用直尺和塞尺测量联轴器的同轴度误差;用塞尺测量联轴器平行度误差,测量方法如图3-3-3-2所示。这种方法一般只用于转速较低、精度要求不高的机器。
(2)外圆、端面双表法,如图3-3-3-3所示。用两个千分表分别测量联轴器轮毂的外圆和端面上的数值,通过测得的数字进行计算分析,得出调整量和调整方向,调整联轴器达到较为精确的对中性。这种方法一般适宜于采用滚动轴承、轴向窜动比较小的中小型机器。
图3-3-3-2 直尺及塞尺找正法
图3-3-3-3 外圆、端面双表法
(3)外圆、端面三表法,如图3-3-3-4所示。原理与双表法相同,不同之处是在端面上相对于轴中心线等距离对称设置两个千分表,以消除轴向窜动对端面读数测量的影响。这种方法的精度很高,适用于需要精确对中的精密机器和高速机器。
图3-3-3-4 外圆、端面三表法
(4)外圆双表法,如图3-3-3-5所示。用两个千分表测量外圆,其原理是通过相隔一定间距的两组外圆读数,确定两轴的相对位置,以此得知调整量和调整方向,从而达到对中的目的。这种方法的缺点是计算较复杂。
图3-3-3-5 外圆双表法
(5)单表法,如图3-3-3-6所示。用一个千分表测定轮毂的外圆读数,通过测得的数字进行计算分析,得出调整量和调整方向,调整联轴器达到较为精确的对中性。此法对中精度高,而且能用于轮毂直径小而轴端面比较大的机器的轴对中,又能适用于多轴的大型机组(如高转速、大功率的离心压缩机组)的轴对中。用这种方法进行轴对中还可以消除轴向窜动对找正精度的影响。
图3-3-3-6 单表法
在垂直方向发生的安装位置误差,主要通过改变主动件支脚下面的补偿垫片来调整,即由一组经过磨削加工的厚度为0.1 mm、0.2 mm、0.4 mm和0.8 mm的垫片中,选取若干片组合达到需要的调整量。
4.典型联轴器的装配方法
1)弹性套柱销联轴器的装配,如图3-3-3-7所示
图3-3-3-7 弹性套柱销联轴器的装配
1—电动机轴;2—齿轮轴;3—左联轴器;4—右联轴器
(1)在电动机轴1和齿轮轴2上分别装上平键、左联轴器3和右联轴器4。
(2)固定齿轮箱,并按要求检查其径向和端面圆跳动。
(3)找正左、右联轴器,使之符合同轴度、平行度要求。
(4)将弹性套柱销装入右联轴器4的圆柱孔内。
(5)移动电动机,使弹性套柱销另一端进入左联轴器3的锥孔内。
(6)逐步拧紧弹性套柱销的螺母,转动轴2并调控间隙Z使之沿圆周方向均匀分布。
(7)移动电动机,使两个半联轴器靠紧,固定电动机,复检联轴器的同轴度。
(8)拧紧弹性套柱销的螺母,使弹性套柱销的弹力达到要求。
2)凸缘联轴器的装配,如图3-3-3-8所示
图3-3-3-8 凸缘联轴器的装配
1—电动机轴;2—齿轮轴;3—左凸缘盘;4—右凸缘盘
(1)在电动机轴1和齿轮轴2上分别装上平键和左凸缘盘3、右凸缘盘4。
(2)齿轮箱找正并固定。
(3)找正左右凸缘盘,使之符合同轴度要求。若两者有同轴度误差时,可通过调整电动机或齿轮箱底面的垫片厚度,使两者同轴。
(4)移动电动机,使左凸缘盘的凸台插入右凸缘盘的端面槽中少许。
(5)转动轴2,移动电动机调整两凸缘盘的间隙Z使之沿圆周方向均匀分布。
(6)再移动电动机,使两凸缘盘紧靠后,固定电动机,并用螺栓紧固两凸缘盘3、4。
3)十字滑块式联轴器的装配,如图3-3-3-9所示
(1)分别在轴1、7上装上平键3、6和联轴盘2、5。
(2)找正联轴盘2、5。
(3)安装中间盘4,并移动轴,使2、5与4间留有能满足4自由滑动要求的少量间隙。
图3-3-3-9 十字滑块式联轴器的装配
1,7—轴;2,5—联轴盘;3,6—平键;4—中间盘
二、离合器
离合器是在机器的运转过程中,可将传动系统中的主、从动件随时接合或分离的一种联轴装置。离合器的种类很多,常用的有牙嵌式和摩擦式两种。
1.离合器装配的工艺要求
(1)接合和分开时,动作要灵敏。
(2)能传递足够的扭矩。
(3)工作平稳可靠。
(4)牙嵌式离合器的齿形间啮合间隙应尽量小些,以防旋转时产生冲击。
(5)摩擦离合器,应解决发热和磨损补偿问题。
2.常用离合器的装配方法
1)牙嵌式离合器的装配,如图3-3-3-10所示
图3-3-3-10 牙嵌式离合器的装配
1—主动轴;2,3—半离合器;4—对中环;5—拨叉;6—从动轴;7—导向键;8—平键
(1)在主动轴上装上平键8和半离合器2。
(2)将对中环4固定在半离合器2上。
(3)将导向键7用沉头螺钉固定在从动轴6上。
(4)将半离合器3装在从动轴6上,要能轻快地滑动。
(5)将从动轴装入对中环4的孔内,能自由转动。
(6)将拨叉5移到半离合器3上。
2)单片式圆盘摩擦离合器的装配,如图3-3-3-11所示
图3-3-3-11 单片式圆盘摩擦离合器的装配
1—主动轴;2—平键;3—固定圆盘;4—活动圆盘;5—拨叉;6—导向键;7—从动轴
(1)在主动轴1上装上平键2和固定圆盘3。
(2)将导向键6安装在从动轴7上。
(3)将活动圆盘4装到从动轴7上,要能轻快地滑动。
(4)将拨叉5移到活动圆盘4上。
三、液力联轴器简介
液力联轴器,又称液力耦合器,是一种利用封闭在腔内的液体经过机械能—液体能—机械能的循环转换,实现主、从动轴的动力传递的液力传动装置,是和机械联轴器具有不同传动原理的另一种联轴方式。
液力联轴器与机械联轴器比较,具有可实现空载启动、缓冲减振性好、有过载保护作用、可实现无级调速、易于远程控制和自动控制、工作可靠、可长期无检修运行、使用维护方便等优点。在电力、冶金、矿山、化工、纺织和轻工等各行业中,都得到了广泛的应用。
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