弹性环是一种联接装置,属无键联接,即通过锥面(斜面)产生较大的径向压力实现摩擦传动。与传统的键联接相比,具有装卸方便、应力集中小等优点。但它也有一些不足之处,如有的品种结构较复杂、加工程序多及成本高等。目前,在国产的一些水泥机械中,也应用了这种装置,由于在使用和维修中,对它的结构、原理不甚了解,没有把握好正确的安装、拆卸方法,致使弹性环松动,损坏了相关的轴、轮毂,又不得不进行改造,以至退回到用键联接的地步。本文结合相关资料和本厂的应用经验,对弹性环应用作介绍,供参考。
1 种类与结构特征
目前,在国内应用的弹性环大概有5种,以及它们的派生品种,分别为:
1)单锥面双弹性环型。弹性环都为开口环,锥度在1∶1.5左右。
2)单锥面单弹性环型。弹性环为开口环,锁紧螺栓一般由3个组成(均布)。与锁紧螺栓配合的孔由轮毂的半个螺纹孔和弹性环的半个光孔组成。螺栓利用半个螺孔旋入,压紧弹性环达到摩擦传动的作用。弹性环锥度一般为1∶7左右。轮毂内孔也为锥面。
3)双锥面单弹性内环型。弹性环为开口环,锥度为1∶2左右,被联接的2根轴,分别为空心和实心,采用第一种动配合b级精度。
4)双锥面单弹性外环型,弹性环为开口环,锥面锥度为1∶3左右。螺栓个数有十几个或更多个。
5)双锥面双弹性环型。锥面锥度为1∶2左右,弹性环均为开口环。根据弹性环宽度的不同,又有轻型、重型2种。一般为2套成对使用。
上述5种弹性环的结构见图1,其中第(a)、(c)、(d)、(e)中轴与轮毂(或轴套)配合的孔均为定位孔。定位孔的作用:保证联接时轴与轮毂能同心;在安装、拆卸时保护弹性环不被压变形;安装时起到轴向定位作用。
图1 5种弹性环结构图
1.内弹性环;2.外弹性环;3.压盖;4.锁紧螺栓;5.轴;6.轮毂;7.弹性环;8.前开口推盘;9.后开口推盘;10.轴Ⅰ;11.轴Ⅱ;12.垫圈
定位孔的加工精度一定要注意达到第1种动配合b组精度,以保证定心和安装、拆卸方便。
与弹性环配合的轴,一般都不设计轴向定位台肩。如果轴上已有键槽,也不必将键槽填补。
为防止万一松动,图1(b)中的弹性环与轴可附加键联接。弹性环一般都加工了键槽。
2 安装拆卸
在上述5种弹性环中,以(e)最为复杂、最具代表性,因此以此为例介绍安装和拆卸要点。
2.1 安装
1)弹性环锁紧之前,必须能够无阻碍地滑过轴进入轴套和轮毂孔。相对于名义尺寸的偏差,基轴制的为h8,基孔制的为H8。
2)轴和孔的紧固表面必须干燥、全部打磨干净,无任何附着物、油脂、防锈剂等,此点需特别注意。有些维修人员为了防止生锈,在轴和孔上涂上油脂,而致使弹性环在运行中松动,造成重大损失。
3)所有其他结合表面,包括螺栓的螺纹表面和螺栓头的承压面,必须清洗并轻微涂油,以确保在额定扭矩下达到预定的摩擦力。
4)安装顺序:首先将后推盘沿圆周方向送入轮毂孔中,压紧,再逐个推入外弹性环、内弹性环、前推盘、垫圈和螺栓。
5)用手或短扳手拧上锁紧螺栓,直到感觉有阻力为止。螺栓上紧的顺序见图2。
图2 双锥面双弹性环螺栓紧固顺序
6)用百分表检查轮毂与轴是否对中(查端面跳动和径向跳动)。
2.2 拆卸
1)双锥面双弹性环不能自锁,当连接螺纹脱开时,单个环上的锥形部分会使得前推盘和后推盘被弹出来。
2)涂色螺栓头下的垫圈用于保护辅助螺纹不受损伤。这些垫圈用过几次后必须更换。
3)假如因轴或轮毂的重力作用弹性环不能自动弹出时,锁紧螺栓只能先拧松,不要旋出很多。再在辅助螺孔中旋入螺钉,使用启拔器拉出前推盘。对于后推盘,只须敲击一下锁紧螺栓(已松开一些)即可弹出(图3)。一般情况下,尽量不要使用启拔器,以免损坏弹性环。在这里,一般是先松动后推盘,再松动前推盘。
图3 用辅助螺钉拆前后推盘
3 应用
3.1 单锥面双弹性环型
有较高的安装精度,由2套组合使用的较多。可用于齿轮传动中轴与齿轮的联接。功率一般在中小型范围内。如罗茨风机中轴与齿轮联接采用这种弹性环,具有拆卸方便,便于叶轮间隙调整又能保证齿轮安装精度等优点。
3.2 单锥面单弹性环型
安装精度较差,安装时必须借用百分表检查不断调整对中,有较大的传动力矩,单套使用。一般用在皮带传动中皮带轮与轴的联接上。
3.3 双锥面单弹性内环型
能传递非常大的力矩。只能用在实心轴与空心轴的联接上。两轴的同心度要由自身的加工精度保证。这种弹性环外型尺寸较大,要求有一定的安装空间,一般都是单套使用,使用范围广泛,如立磨选粉机传动轴与叶轮的联接、大型裙板喂料机液压马达输出轴与驱动轮轴的联接。
3.4 双锥面单弹性环型
有较高的安装精度,能传递很大的力矩,可单套使用。多用在联轴器与轴的联接上,如直联的大型风机联轴器与轴的联接。
3.5 双锥面双弹性环型
有较高的安装精度,有非常大的传递力矩,能承受大冲击负载,几乎可适应任何场合的安装需要,多为2套配合使用。
4 结语
在国外,对弹性环的安装要求非常严格。在按额定扭矩最后一道拧紧时,必须有车间检查员或技术员在场。对于用过的弹性环再次使用时必须检查是否变形,对附着物必须清洗干净。所以,要应用好这种装置,进行必要的技术培训、制定严格的使用制度是必不可少的。
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