锥套定心紧固新装置在烟机传动上的设计及应用分析.pdf

烟草科技/烟草设备与仪器Tobacco Science 在重载及冲 击性载荷下不会产生切键现象。 4通用性好,具有很高的互换性。 5简化传动轴及传动元件的紧固结构,调整方便, 降低加工费用。 6抗冲击和振动能力强。 由于锥套装置具有上述特点,在我厂生产的超九及 PASSIM卷接机组中主要应用在主传动、 风机传动、 供料 传动等转速高6 000r/ min以上、 负载大10kW以上 且主从动传动轮中心要求在一个平面上的多楔带传动、 V型带传动、THD同步带传动等部位,也可用于链轮、 齿 轮传动。用于振槽、 皮带输送机及其它重型机械的传动 带轮、 齿轮等时,其优点更为突出。 2 锥套装置的结构及夹紧原理分析 2. 1 锥套装置的结构 锥套装置分为锥套和锥孔轮两部分。在锥套上加工 出定位夹紧孔半光孔、 松退孔半螺孔、 轴孔、 收缩槽、 键槽等;在锥孔轮上设计有与锥套上节圆位置相同的定 位夹紧孔半螺孔和松退孔半光孔。 锥套安装在与其锥度相同的锥孔轮毂孔内,锥套外 锥面与锥孔内锥面与轴线均呈4 夹角。安装时,在定位 夹紧孔内旋入内六角紧定螺钉,在拧动螺钉过程中及在 锥孔定位夹紧孔上螺纹的作用下,推动锥套向锥孔小端 移动,在锥孔锥面的作用下,锥套将产生形变而夹紧锥套 轴孔内的传动轴。 2. 2 锥套装置夹紧原理分析 锥套装置夹紧主要使锥孔内的锥套产生形变夹紧, 因此需要对锥套夹紧过程中受力及内力进行分析。在安 装及紧固锥套时,在锥孔锥面的作用下,锥套外圆的每一 个截面上受到均匀的径向压力,如图 1a 所示。 图1 锥套装置夹紧原理 为了便于分析和计算,受力可简化合成为如图 1b 所示的力系,其中2P P1,P2 P3。根据材料力学可知, 整个锥套受力时,可以看作为平面曲杆受力,在径向载荷 的作用下,曲杆将发生弯曲变形。根据这个原理,我们进 行了详细的设计分析和计算,计算出了锥套纵截面上的 应力和应变量,从而计算出锥套收缩槽可产生的形变量。 为了检验理论分析的正确与否,我们加工出一套锥 套样品进行了试验,通过测量锥套装夹前后收缩槽尺寸 的变化量,根据虎克定律换算出正应力。将理论分析计 算结果与实际测量后计算出的结果对应比较,其误差很 小,产生误差的原因是锥套纵截面为非完全矩形截面。 经比较证明,我们的分析是正确的。 在力的作用下,锥套发生微量的弹性变形,消除锥套 与轴之间的配合间隙并抱紧传动轴,保证在传动时锥套 不会发生轴向位移,定位准确可靠;同时锥套锥面与锥孔 轮锥面完全紧密贴合,使传动轮与传动轴保持高度同轴, 81 定心精度高;由于锥套与传动轴和锥孔传动轮之间有很 大的紧固摩擦力,所以能传递很高的动力,传动轴上的键 和锥套装置中的定位夹紧螺钉在传动时起安全保险作 用;若需要重新调整移位,可将定位夹紧孔内的2个紧定 螺钉旋出,将其中任一螺钉旋入松退孔内,锥套与传动轮 体自动分离,锥套上受力消失,在弹性作用下锥套与轴恢 复间隙配合的自由状态,便于拆卸、 调整和重新定位。 3 锥套装置的型号编制和规格 3. 1 型号编制规则 锥套装置在我厂已形成系列化、 规范化的企业标准 代号为Q/ XY JJ170和系统的型号编制规则。锥套及 锥孔轮的型号是以锥孔轮的锥孔和锥套允许使用的宽度 规格和锥套所允许使用的最大轴孔直径的英寸数来表 示,以4位阿拉伯数字代表型号。前2位数字为锥套允 许的最大轴孔直径的英寸数及相应的第1位小数,后2 位数字表示锥套及锥孔允许用宽度的英寸数及相应的第 1位小数。每种型号都规定了相应的锥套及锥孔的详细 结构尺寸,凡是型号中前2位数字相同的锥套,其大端的 结构及尺寸完全相同,与相应的锥孔轮可以互换使用。 3. 2 锥孔轮的结构及规格 锥孔轮的结构形式见图2。锥孔的规格及适用的锥 套型号见图2和表1。 A.锥孔大端直径 B.锥孔宽度 C.轮最小参考直径 D.半光孔直径 E.光孔深度 F.螺孔偏心量 G.光孔及螺孔节圆 M.螺孔公称规格 L.螺纹深度 N.螺底孔深度 图2 锥孔轮的结构mm 表1 锥孔尺寸及适用锥套系列表 锥套型号 锥孔尺寸mm AJs8B CminD EFGMLN 10083522506. 1121. 533. 5M618钻透 110838. 522546. 1121. 537M618钻透 121047. 5257310. 116244M1020钻透 121547. 5387310. 116244M1032钻透 131051257610. 116247M1020钻透 131551387610. 116247M1024钻透 16105725. 58210. 1162. 554M1022钻透 161557388210. 1202. 554M1027钻透 18186647. 59512. 1222. 563M123035 2012703210012. 120367M1227钻透 20177044. 510012. 122367M123035 25178544. 512012. 1253. 582M123538 2525855712012. 1253. 582M123538 30201085014616. 1324. 5101M164045 30301087614616. 1324. 5101M164045 A.锥套大端直径 B.锥套宽度 D.光孔直径 E.光孔深度 F.光 孔偏心量 G.光孔及螺孔节圆 M.螺孔公称规格 L.螺孔螺纹深度 N.螺底孔深度 K.开口尺寸 P.键宽参考尺寸 D.传动轴孔尺寸 图3 锥套结构mm 表2 锥套型号及尺寸系列表 型号 尺寸mm A Js8 BDEFGMLNKP d H8 或 G8 100835226. 1121. 5 33. 5M618钻透1. 53～610～25 1108 38. 5226. 1121. 537M618钻透1. 53～810～28 1210 47. 52510. 116244M1020钻透1. 53～810～32 1215 47. 53810. 116244M1032钻透1. 53～812～32 1310512510. 116247M1020钻透1. 53～10 12～35 1315513810. 116247M1024钻透1. 53～10 12～35 16105725. 5 10. 1162. 554M1022钻透23～10 12～40 1615573810. 1202. 554M1027钻透23～10 12～40 18186647. 5 12. 1202. 563M12303525～12 20～48 2012703212. 120367M1227钻透2. 55～12 20～50 20177044. 5 12. 122367M1230352. 55～12 20～50 25178544. 5 12. 1253. 582M1235382. 55～16 20～60 2525855712. 1253. 582M1235382. 56～16 20～60 30201085016. 1324. 5101M16404538～20 32～75 30301087616. 1324. 5101M16404538～20 32～75 表3 锥套推荐选用表 轴孔 直径 mm 锥槽尺寸 键宽 mm 槽深 mm 锥套型号 10081108 1210 ～ 1215 1310 ～ 1315 1610 ～ 1615 1818 2012 ～ 2017 2517 ～ 2525 3020 ～ 3030 〗 1031. 4★★ 1241. 8★★★ 1452. 3★★★★★ 1652. 3★★★★★ 1862. 8★★★★★ 1962. 8★★★★★ 2062. 8★★★★★★★ 2262. 8★★★★★★★★ 2483. 3★★★★★★★★ 2583. 3★★★★★★★★ 2883. 3★★★★★★★ 3083. 3★★★★★★★ 32103. 3★★★★★★★ 35103. 3★★★★★★ 38103. 3★★★★★ 40123. 3★★★★★ 42123. 3★★★★ 45143. 8★★★★ 48143. 8★★★ 50143. 8★★★ 55164. 3★★ 60184. 4★★ 65184. 4★★ 70204. 9★ 75204. 9★ 注① 凡带 ★ 者为锥套在该轴径下可以使用;② 轴径在80mm以上时,应选用另 一类型的锥套。 91 烟草科技/烟草设备与仪器Tobacco Science 首次根据传动要求确定传动元件 如齿轮、 带轮及链轮等的结构尺寸;最后应根据设计确 定的轴径、 传动件的直径按表1的规定设计加工锥孔,按 表2的规定选定或加工锥套。主、 从动轮允许采用不同 型号的锥套,锥套装置的选用应参考表3的规定。 4. 2 锥套装置加工制造要求 锥体的材料应选用45Cr或40Cr中碳钢,并经调质 处理,调质硬度HB200～280 ;锥孔轮的材料可根据使用 要求选用35、45钢和球墨铸铁,或根据传动要求选定其 它合金钢料。锥套及锥孔轮应根据使用要求对表面做防 锈处理如发黑等。锥套及锥孔轮上面的定位夹紧孔和 松退孔中心相对轴线有较严格的位置度要求,其公差值 控制在 “0. 1mm左右。高速传递动力的传动带轮、 齿轮 等应作动平衡试验。锥套加工制造完工后,应在大端端 面打印或蚀刻锥套型号。 KTC系列切丝机切丝刀片的研制 蒋顺华 合宗庆 蒋顺华,合宗庆.红塔集团工程技术部 653100 云南省玉溪市红塔山 收稿日期1998 - 08 - 10 责任编辑刘惠清 我国烟草行业引进了不少台套的德国HAUNI公司 KTC系列切丝机,此机使用的切丝刀片消耗量大、 价格 昂贵,目前基本上依靠进口。国内已有一些制造商正在 研制这种刀片。 1997年末我们制造了2 000余片刀片,并在切梗丝 机上试用,达到了进口刀片的性能效果,节约了外汇,降 低了生产成本。现将其制造工艺介绍如下。 该产品的技术性能要求高硬度、 高耐磨性以及适当 的冲击韧性。对进口产品性能与金相的分析、 检测表明, 其综合机械性能为硬度HPC65～66 ;相对耐磨性ε 0. 21 ;冲击韧性ak 38J/ cm2。 经多次的实验,我们选用的材料为日本SPCD - SD 技术系列的优质、 微合金结构钢薄板。该类材料用普通 热处理手段不能强化,但通过特殊的化学热处理工艺加 工后,其内部组织的组成及机械性能可以发生很大的改 变,形成综合机械性能的高度优化,完全能达到该产品的 综合机械性能要求。硬度可达HRC65～67 ;相对耐磨性 ε 0. 182 ;冲击韧性ak 42J/ cm2。而且从其剖面上的组 织组成分布情况看,因碳浓度的浓度梯度存在,在热处理 以后的组织分布呈表层为回火马氏体M 11 ～15 的合金碳化合物呈弥散状态 3 ～5 的残余奥氏体 A。向心部逐渐过渡呈30 ～40 的回火马氏体M 回火索氏体大量的铁素体。工作部分表层在工作 过程中必须承受交变冲击载荷,刀刃部分易产生疲劳断 裂崩口。但由于心部组织的高塑性、 韧性,刃部的交变 冲击载荷被心部吸收卸载 , 故具有高硬度的刃口不易 出现崩刃现象。 1 选购材料时应注意的几个方面 目前国内具有日本工业标准J IS的SPCD - SD系列 冶炼技术的仅有上海宝钢,这种优质材料在其它行业的 使用也较为普遍。 1材料的轧制质量在轧制过程中,由于温度的因 素,会出现过烧或组织成分的不均匀性。 2规格材料的几何尺寸必须在相对应等级的允许 公差范围内一般δ 1. 50. 02～0. 03。 3材料的表面质量粗糙度1. 6 ;平面度 0. 03mm。 4表面不能出现因空气潮湿和大气侵蚀造成的锈 蚀。 2 下料 因为在后面的几道热工工序中会出现几何尺寸上的 变化,如419. 5mm长度上将增加2. 5～3. 5mm ,宽度增 加0. 5mm ,故长度、 宽度上的加工余量应适当少留,毛胚 421126. 5mm。 杜绝局部凹陷及塌边。一般可采用12503或30t 以上的剪板机或冲床下料。 02