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机械胀紧套和液压胀紧套优劣对比

  在现在的机械工程加工中,轴与孔的连接是司空见惯的,目前机械传动中的连接一般是通过键连接来传递运动的,采用键连接方式,由于需要在轴和轮毂上加工键槽,因而降低了工件的强度,而且承载能力又要受到键本身的剪切和挤压强度的限制。由于键连接轴向定位差,轴孔配合往往选择过盈配合,安装时需要加热,拆卸时更需要专业拉拔器,甚至破坏性拆卸。

  国外在五、六十年代研制出一种新型连接方式,即:机械胀套连接。机械胀套为无键连接,内套与外套分别与轴和轮毂配合,通过拧紧高强度螺钉,使得以锥面配合的外套和内套分别胀大和缩小,从而与轴和轮毂产生过盈量,依靠胀套与轴和轮毂之间的压力产生的巨大摩擦力来传递转矩、轴向力或两者的合力。当需要拆卸时,通过拆卸螺栓将内外套的锥面分开。因此我国制定了胀套的国家标准。

  但机械式胀套也存在着多种缺陷:

  1、机械式胀套至少由两件组成,有的甚至多达五件,加工制造非常复杂;

  2、机械式胀套的安装需要拧紧多个高强度螺栓,安装费时费力;

  3、机械式胀套安装时,胀套自身锥面之间、胀套与轴之间、胀套与轮毂之间存在相对运动,如果安装时没有清理干净,接触面之间会产生研伤,导致拆卸非常困难,严重时无法拆卸;

  4、机械式胀套的壁厚是不均匀的,螺栓拧紧后,较薄的一端边缘会产生应力集中,会使轴产生裂纹甚至断裂;

  5、胀套安装时需要涂抹防锈油,否则胀套生锈后无法拆卸。

  这时,一种新型的无键连接装置应运而生,就是液压胀紧套。液压胀套的结构与锥套式有很大的不同,液压胀套主要由胀套主体、调压螺钉、活塞、密封球、密封螺钉和液压质所组成。胀套主体的结构比较复杂是由法兰端和内外两个圆筒构成,这两个圆筒围成了一个用于存储液压介质的液压腔,且与法兰端内的活塞腔相通。具体结构如下图所示。

  液压胀套的工作原理是:在密封的液压腔内注入液压介质,通过拧紧调压螺钉推动活塞来压缩液压介质的体积,使液压介质产生均匀的液体静压强。这时内外圆筒在静压强的作用下将产生弹性变形使得内圆筒收缩、外圆筒膨胀。当内外圆筒分别与轴、毂贴合时继续加,压胀套将与轮毂和轴产生接触正压力,这样就能靠接触表面间产生的摩擦力来传递载荷。当放松压螺钉时,液压腔内压强逐渐减小至消失,内外圆筒迅速弹性恢复到初始状态,这样胀套便与轴和轮毂分离。从而实现轴与毂孔的快速拆卸。其工作状态,如下图所示。

  液压胀紧套,除具有机械式胀套的优点以外,还有自身的特点:

  (1)更快的安装和拆卸。液压胀套利用液体难于被压缩的特性,通过压缩液体产生高的静压强使胀套与轴和轮毂间产生接触压力来传递载荷。液体静压强的产生只用一个螺钉即可,这样与锥环胀套相比安装和拆卸的效率至少提高了六倍,如图(a)所示。

  (2)定位精度高。机械式胀套由于是轴向预紧,这样在预紧时会产生轴向力,影响轴向定位精度。而液压胀套工作时通过接触面产生接触压力来传递摩擦力矩和轴向载荷,这样不仅提高了轴向定位精度,而且在一些对轴向定位精度要求较高的情况下有不可比拟的优势,如图(b)所示。

  (3)节省轴向空间。通过对轴毂联接元件结构和使用方式进行研究,液压胀套突破了现有胀紧套结构理念的限制,为其设计了一个能够容纳调压螺钉和调压活塞的法兰端,这样可以在胀套径向方向完成胀套的安装和拆卸,不需为胀套预留轴向操作空间,如图(c)所示。

  (4)径向跳动小。机械式胀套是由带锥面的内套和外套组成,而液压胀套是完全一体式结构,这样就大大的减少了工作时轮毂的径向跳动量,如图 (d) .
    通过上述大家可以认识到液压胀紧套具有很好的性价比和机械优越性,在设计、使用和拆卸时都具有其独特的优点,是普通胀紧套所无法替代的,相信不久以后它的身影一定会大量出现在传动领域。

X液压胀套-BLHC

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