1、引言
【壓縮機(jī)網(wǎng)】脹套是當(dāng)今國際上廣泛應(yīng)用于重型載荷下機(jī)械聯(lián)結(jié)的一種先進(jìn)基礎(chǔ)部件，在孔和軸的聯(lián)結(jié)中，它是依靠擰緊高強(qiáng)度螺栓使包容面間產(chǎn)生壓力，通過包容面間摩擦力實現(xiàn)負(fù)載傳送的一種無鍵聯(lián)結(jié)裝置。
在聯(lián)軸器的設(shè)計中，脹套能使主機(jī)零件制造和安裝簡單。安裝脹套的軸和孔的加工不像過盈配合那樣要求高精度的制造公差。脹套安裝時無須加熱、冷卻或加壓設(shè)備，只須將螺栓按要求的力矩擰緊即可，且調(diào)整方便，可以將輪轂在軸上方便地調(diào)整到所需位置。
脹套的使用壽命長，強(qiáng)度高。脹套依靠摩擦傳動，對被聯(lián)結(jié)件沒有鍵槽削弱，也無相對運(yùn)動，工作中不會產(chǎn)生磨損。脹套聯(lián)結(jié)可以承受多重負(fù)載，其結(jié)構(gòu)可以做成多種式樣。根據(jù)安裝負(fù)載大小，還可以多個脹套串聯(lián)使用。
脹套拆卸方便，具有良好的互換性。由于脹套內(nèi)孔與聯(lián)接軸的配合間隙較大，因此安裝方便。脹緊時，接觸面緊密貼合不銹蝕。在脹套的錐面，一般涂有潤滑脂，在聯(lián)接螺栓松動后，拆卸較容易，維護(hù)起來相對簡單。
雖然脹套具有很多優(yōu)點，但在實際使用過程中脹套與軸抱死現(xiàn)象時有發(fā)生。本文通過典型案例從設(shè)計、安裝等方面分析脹套抱死的原因，以避免在后期的使用中發(fā)生此類問題，保證聯(lián)軸器安全、長壽命使用。
2、案例描述
某項目聯(lián)軸器壓縮機(jī)側(cè)現(xiàn)場拆卸時發(fā)生安裝盤（脹套連接）與軸抱死現(xiàn)象，如圖1所示。
現(xiàn)場工作人員在機(jī)組拆卸過程中嘗試了很多拆卸方式，但都無法將脹套從軸上拆卸下來（圖2）。
該項目聯(lián)軸器型號為TD6-470*，由于現(xiàn)場無法拆卸，只能將安裝盤破壞。圖3為破壞拆卸后的安裝盤、螺栓及鎖緊套的圖片。
該項目另一個機(jī)組（C2機(jī)組）經(jīng)過檢驗后發(fā)現(xiàn)壓縮機(jī)側(cè)也都存在安裝盤與軸抱死現(xiàn)象，其選用的聯(lián)軸器型號也為TD6-470*，檢查情況見圖4。
3、聯(lián)軸器脹套抱死原因分析
根據(jù)現(xiàn)場圖片，初步分析是脹套內(nèi)孔與軸發(fā)生了相對滑動引起燒蝕從而抱死，導(dǎo)致此現(xiàn)象產(chǎn)生的原因主要有以下幾點：
1、聯(lián)軸器設(shè)計存在缺陷；
2、聯(lián)軸器安裝時推進(jìn)量沒推到位及傳扭不夠；
3、聯(lián)軸器安裝時安裝方式存在問題。
以上是均是導(dǎo)致脹套聯(lián)軸器發(fā)生抱死的可能因素，此項目中聯(lián)軸器脹套抱死現(xiàn)象究竟是由哪些原因?qū)е碌哪兀窟€需要通過驗證。
4、聯(lián)軸器脹套抱死原因驗證
根據(jù)現(xiàn)場照片和現(xiàn)場了解到的情況對聯(lián)軸器脹套抱死原因進(jìn)行分析后，我們進(jìn)行了一系列的驗證工作。
4.1 聯(lián)軸器設(shè)計校核
該項目聯(lián)軸器型號為TD6-470-00Q5，我們對其結(jié)構(gòu)設(shè)計進(jìn)行校核（圖5）
壓縮機(jī)側(cè)脹套結(jié)構(gòu)設(shè)計基本參數(shù)如下：
鎖緊套軸向推進(jìn)前與安裝盤間隙值A(chǔ)；2.5±0.1mm
鎖緊套軸向推進(jìn)量：2±0.1mm
根據(jù)GB/T 15755《圓錐過盈配合的計算與選用》，圓錐過盈聯(lián)接傳遞扭矩的公式為：
根據(jù)脹套零件的具體尺寸，計算得：
=10154Nm。理論計算結(jié)果大于聯(lián)軸器公稱扭矩（4500Nm），設(shè)計上不存在傳扭不夠引起打滑的問題。
4.2 聯(lián)軸器推進(jìn)量和扭矩驗證
在該項目聯(lián)軸器壓縮機(jī)側(cè)安裝盤（脹套連接）與軸發(fā)生抱死現(xiàn)象事故后，我公司從庫存中重新領(lǐng)取了一套全新的聯(lián)軸器（TD6-470*），通過對該聯(lián)軸器進(jìn)行現(xiàn)場安裝和拆卸后，從各方面分析該滑動產(chǎn)生的原因。
考慮到實際安裝中推進(jìn)量可能偏小，特從公司庫存中取一套TD6-470-00Q5聯(lián)軸器，將其安裝到試驗臺上，測其實際推進(jìn)量及打滑扭矩，具體試驗方法：
a）將試驗件加載到公稱扭矩(4500Nm)，保持5分鐘，卸載檢查過盈聯(lián)接是否存在打滑情況；
b）將試驗件加載到1.5倍公稱扭矩(6750Nm)，保持5分鐘，卸載檢查過盈聯(lián)接是否存在打滑情況；
c）將試驗件加載至打滑扭矩，并記錄下扭矩值。
試驗過程如下：
將軸頭和法蘭盤內(nèi)孔用汽油清洗干凈，將鎖緊套擦拭干凈并在內(nèi)錐面上均勻涂好二硫化鉬潤滑脂，將吊緊螺栓的螺紋和螺栓頭涂二硫化鉬潤滑脂。將試驗件安裝至試驗臺，略微調(diào)緊吊緊螺栓后測量得鎖緊套與安裝盤的初始間隙為2.60mm；將鎖緊套的吊緊螺栓擰緊，拉緊后測量得鎖緊套與安裝盤的間隙為1.42mm，即鎖緊套軸向推進(jìn)量為1.18mm。
試驗結(jié)果：公稱扭矩和1.5倍公稱扭矩時沒有出現(xiàn)過盈聯(lián)接打滑情況，臨界打滑扭矩值為7100Nm。
試驗所測打滑扭矩7100Nm與理論計算結(jié)果存在一定差距，是因為試驗時鎖緊套的實際推進(jìn)量為1.18mm（實際過盈量應(yīng)為0.1475mm），小于理論推進(jìn)量。根據(jù)上述理論計算公式，過盈量為0.1475mm時，脹套結(jié)構(gòu)能傳遞的z*小扭矩為7184Nm，與試驗所得結(jié)果接近。
試驗結(jié)果證明，我公司所設(shè)計的脹套結(jié)構(gòu)能滿足用戶的使用要求。
4.3 聯(lián)軸器安裝因素
在安裝脹套聯(lián)軸器時需要注意以下幾點內(nèi)容：第一，在安裝的時候一定要嚴(yán)格控制器件的安裝位置，不能夠偏離規(guī)定的位置。第二，要嚴(yán)格按照安裝規(guī)程來進(jìn)行，在將脹套安在聯(lián)軸器的過程中，需要平緩的進(jìn)行移動，這樣就可以使結(jié)合的部分更加準(zhǔn)確。第三，安裝的時候，還需要將螺絲擰緊。
在拆卸脹套聯(lián)軸器時需要注意以下幾點內(nèi)容：第一，在拆之前，要先把全部的螺釘松開。第二，要有針對性的對不同型號的脹套聯(lián)軸器進(jìn)行拆卸，避免拆卸過程中損壞部件。第三，在敲擊傳動件時，用力不能夠太重。 經(jīng)與用戶溝通得知，客戶拆卸時是按照上述方式拆卸的，但是在脹套安裝時，用戶在軸頭表面涂了二硫化鉬潤滑脂。二硫化鉬潤滑脂是由無機(jī)稠化劑稠化酯類合成油，并加有二硫化鉬固體潤滑劑和抗氧化、防銹蝕等多種添加劑精制而成的二硫化鉬極壓潤滑脂。二硫化鉬潤滑脂具有杰出的極壓抗磨性能，摩擦系數(shù)低，因此會大大降低脹套的傳扭能力。我們通過試驗驗證軸頭涂二硫化鉬潤滑脂后其打滑扭矩的大小。
試驗過程與上述試驗基本一致，鎖緊套軸向拉進(jìn)量為1.78mm，測得聯(lián)軸器打滑扭矩為970Nm，此值遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于聯(lián)軸器設(shè)計公稱扭矩值，因此在實際使用過程中軸與安裝盤內(nèi)孔出現(xiàn)打滑，摩擦生熱，安裝盤內(nèi)孔出現(xiàn)燒蝕現(xiàn)象，從而導(dǎo)致安裝盤與軸抱死。
結(jié)論
從以上的分析和驗證可以看出，正是由于在軸孔的配合表面涂了潤滑脂，降低了摩擦系數(shù)，傳扭能力大大降低，在實際運(yùn)轉(zhuǎn)時發(fā)生打滑現(xiàn)象，摩擦生熱，從而燒結(jié)，導(dǎo)致脹套抱死。
要防止脹套抱死，就要防止其打滑。要做到以下三點：
a）要保證配合軸孔的摩擦系數(shù)，不能在其表面涂潤滑油或潤滑脂，保證其干燥清潔；
b）設(shè)計計算要保證傳扭能力有一定的安全裕度；
c）在安裝時保證達(dá)到要求的推進(jìn)量。
d）定期在外露的脹套端面及螺栓上涂防銹油脂。
e）選用防銹性較好的脹套型式。
做到上述幾點，聯(lián)軸器脹套抱死的情況將大為減少，脹套連接這種方式才能體現(xiàn)它在聯(lián)軸器設(shè)計中的優(yōu)勢！
參考文獻(xiàn)
[1] [機(jī)械設(shè)計手冊第四版] 化學(xué)工業(yè)出版社
[2] [中國機(jī)械工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)匯編第二版] 中國標(biāo)準(zhǔn)出版社
[3] [材料力學(xué)] 天津大學(xué)出版社
1、引言
【壓縮機(jī)網(wǎng)】脹套是當(dāng)今國際上廣泛應(yīng)用于重型載荷下機(jī)械聯(lián)結(jié)的一種先進(jìn)基礎(chǔ)部件，在孔和軸的聯(lián)結(jié)中，它是依靠擰緊高強(qiáng)度螺栓使包容面間產(chǎn)生壓力，通過包容面間摩擦力實現(xiàn)負(fù)載傳送的一種無鍵聯(lián)結(jié)裝置。
在聯(lián)軸器的設(shè)計中，脹套能使主機(jī)零件制造和安裝簡單。安裝脹套的軸和孔的加工不像過盈配合那樣要求高精度的制造公差。脹套安裝時無須加熱、冷卻或加壓設(shè)備，只須將螺栓按要求的力矩擰緊即可，且調(diào)整方便，可以將輪轂在軸上方便地調(diào)整到所需位置。
脹套的使用壽命長，強(qiáng)度高。脹套依靠摩擦傳動，對被聯(lián)結(jié)件沒有鍵槽削弱，也無相對運(yùn)動，工作中不會產(chǎn)生磨損。脹套聯(lián)結(jié)可以承受多重負(fù)載，其結(jié)構(gòu)可以做成多種式樣。根據(jù)安裝負(fù)載大小，還可以多個脹套串聯(lián)使用。
脹套拆卸方便，具有良好的互換性。由于脹套內(nèi)孔與聯(lián)接軸的配合間隙較大，因此安裝方便。脹緊時，接觸面緊密貼合不銹蝕。在脹套的錐面，一般涂有潤滑脂，在聯(lián)接螺栓松動后，拆卸較容易，維護(hù)起來相對簡單。
雖然脹套具有很多優(yōu)點，但在實際使用過程中脹套與軸抱死現(xiàn)象時有發(fā)生。本文通過典型案例從設(shè)計、安裝等方面分析脹套抱死的原因，以避免在后期的使用中發(fā)生此類問題，保證聯(lián)軸器安全、長壽命使用。
2、案例描述
某項目聯(lián)軸器壓縮機(jī)側(cè)現(xiàn)場拆卸時發(fā)生安裝盤（脹套連接）與軸抱死現(xiàn)象，如圖1所示。
現(xiàn)場工作人員在機(jī)組拆卸過程中嘗試了很多拆卸方式，但都無法將脹套從軸上拆卸下來（圖2）。
該項目聯(lián)軸器型號為TD6-470*，由于現(xiàn)場無法拆卸，只能將安裝盤破壞。圖3為破壞拆卸后的安裝盤、螺栓及鎖緊套的圖片。
該項目另一個機(jī)組（C2機(jī)組）經(jīng)過檢驗后發(fā)現(xiàn)壓縮機(jī)側(cè)也都存在安裝盤與軸抱死現(xiàn)象，其選用的聯(lián)軸器型號也為TD6-470*，檢查情況見圖4。
3、聯(lián)軸器脹套抱死原因分析
根據(jù)現(xiàn)場圖片，初步分析是脹套內(nèi)孔與軸發(fā)生了相對滑動引起燒蝕從而抱死，導(dǎo)致此現(xiàn)象產(chǎn)生的原因主要有以下幾點：
1、聯(lián)軸器設(shè)計存在缺陷；
2、聯(lián)軸器安裝時推進(jìn)量沒推到位及傳扭不夠；
3、聯(lián)軸器安裝時安裝方式存在問題。
以上是均是導(dǎo)致脹套聯(lián)軸器發(fā)生抱死的可能因素，此項目中聯(lián)軸器脹套抱死現(xiàn)象究竟是由哪些原因?qū)е碌哪兀窟€需要通過驗證。
4、聯(lián)軸器脹套抱死原因驗證
根據(jù)現(xiàn)場照片和現(xiàn)場了解到的情況對聯(lián)軸器脹套抱死原因進(jìn)行分析后，我們進(jìn)行了一系列的驗證工作。
4.1 聯(lián)軸器設(shè)計校核
該項目聯(lián)軸器型號為TD6-470-00Q5，我們對其結(jié)構(gòu)設(shè)計進(jìn)行校核（圖5）
壓縮機(jī)側(cè)脹套結(jié)構(gòu)設(shè)計基本參數(shù)如下：
鎖緊套軸向推進(jìn)前與安裝盤間隙值A(chǔ)；2.5±0.1mm
鎖緊套軸向推進(jìn)量：2±0.1mm
根據(jù)GB/T 15755《圓錐過盈配合的計算與選用》，圓錐過盈聯(lián)接傳遞扭矩的公式為：
根據(jù)脹套零件的具體尺寸，計算得：
=10154Nm。理論計算結(jié)果大于聯(lián)軸器公稱扭矩（4500Nm），設(shè)計上不存在傳扭不夠引起打滑的問題。
4.2 聯(lián)軸器推進(jìn)量和扭矩驗證
在該項目聯(lián)軸器壓縮機(jī)側(cè)安裝盤（脹套連接）與軸發(fā)生抱死現(xiàn)象事故后，我公司從庫存中重新領(lǐng)取了一套全新的聯(lián)軸器（TD6-470*），通過對該聯(lián)軸器進(jìn)行現(xiàn)場安裝和拆卸后，從各方面分析該滑動產(chǎn)生的原因。
考慮到實際安裝中推進(jìn)量可能偏小，特從公司庫存中取一套TD6-470-00Q5聯(lián)軸器，將其安裝到試驗臺上，測其實際推進(jìn)量及打滑扭矩，具體試驗方法：
a）將試驗件加載到公稱扭矩(4500Nm)，保持5分鐘，卸載檢查過盈聯(lián)接是否存在打滑情況；
b）將試驗件加載到1.5倍公稱扭矩(6750Nm)，保持5分鐘，卸載檢查過盈聯(lián)接是否存在打滑情況；
c）將試驗件加載至打滑扭矩，并記錄下扭矩值。
試驗過程如下：
將軸頭和法蘭盤內(nèi)孔用汽油清洗干凈，將鎖緊套擦拭干凈并在內(nèi)錐面上均勻涂好二硫化鉬潤滑脂，將吊緊螺栓的螺紋和螺栓頭涂二硫化鉬潤滑脂。將試驗件安裝至試驗臺，略微調(diào)緊吊緊螺栓后測量得鎖緊套與安裝盤的初始間隙為2.60mm；將鎖緊套的吊緊螺栓擰緊，拉緊后測量得鎖緊套與安裝盤的間隙為1.42mm，即鎖緊套軸向推進(jìn)量為1.18mm。
試驗結(jié)果：公稱扭矩和1.5倍公稱扭矩時沒有出現(xiàn)過盈聯(lián)接打滑情況，臨界打滑扭矩值為7100Nm。
試驗所測打滑扭矩7100Nm與理論計算結(jié)果存在一定差距，是因為試驗時鎖緊套的實際推進(jìn)量為1.18mm（實際過盈量應(yīng)為0.1475mm），小于理論推進(jìn)量。根據(jù)上述理論計算公式，過盈量為0.1475mm時，脹套結(jié)構(gòu)能傳遞的z*小扭矩為7184Nm，與試驗所得結(jié)果接近。
試驗結(jié)果證明，我公司所設(shè)計的脹套結(jié)構(gòu)能滿足用戶的使用要求。
4.3 聯(lián)軸器安裝因素
在安裝脹套聯(lián)軸器時需要注意以下幾點內(nèi)容：第一，在安裝的時候一定要嚴(yán)格控制器件的安裝位置，不能夠偏離規(guī)定的位置。第二，要嚴(yán)格按照安裝規(guī)程來進(jìn)行，在將脹套安在聯(lián)軸器的過程中，需要平緩的進(jìn)行移動，這樣就可以使結(jié)合的部分更加準(zhǔn)確。第三，安裝的時候，還需要將螺絲擰緊。
在拆卸脹套聯(lián)軸器時需要注意以下幾點內(nèi)容：第一，在拆之前，要先把全部的螺釘松開。第二，要有針對性的對不同型號的脹套聯(lián)軸器進(jìn)行拆卸，避免拆卸過程中損壞部件。第三，在敲擊傳動件時，用力不能夠太重。 經(jīng)與用戶溝通得知，客戶拆卸時是按照上述方式拆卸的，但是在脹套安裝時，用戶在軸頭表面涂了二硫化鉬潤滑脂。二硫化鉬潤滑脂是由無機(jī)稠化劑稠化酯類合成油，并加有二硫化鉬固體潤滑劑和抗氧化、防銹蝕等多種添加劑精制而成的二硫化鉬極壓潤滑脂。二硫化鉬潤滑脂具有杰出的極壓抗磨性能，摩擦系數(shù)低，因此會大大降低脹套的傳扭能力。我們通過試驗驗證軸頭涂二硫化鉬潤滑脂后其打滑扭矩的大小。
試驗過程與上述試驗基本一致，鎖緊套軸向拉進(jìn)量為1.78mm，測得聯(lián)軸器打滑扭矩為970Nm，此值遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于聯(lián)軸器設(shè)計公稱扭矩值，因此在實際使用過程中軸與安裝盤內(nèi)孔出現(xiàn)打滑，摩擦生熱，安裝盤內(nèi)孔出現(xiàn)燒蝕現(xiàn)象，從而導(dǎo)致安裝盤與軸抱死。
結(jié)論
從以上的分析和驗證可以看出，正是由于在軸孔的配合表面涂了潤滑脂，降低了摩擦系數(shù)，傳扭能力大大降低，在實際運(yùn)轉(zhuǎn)時發(fā)生打滑現(xiàn)象，摩擦生熱，從而燒結(jié)，導(dǎo)致脹套抱死。
要防止脹套抱死，就要防止其打滑。要做到以下三點：
a）要保證配合軸孔的摩擦系數(shù)，不能在其表面涂潤滑油或潤滑脂，保證其干燥清潔；
b）設(shè)計計算要保證傳扭能力有一定的安全裕度；
c）在安裝時保證達(dá)到要求的推進(jìn)量。
d）定期在外露的脹套端面及螺栓上涂防銹油脂。
e）選用防銹性較好的脹套型式。
做到上述幾點，聯(lián)軸器脹套抱死的情況將大為減少，脹套連接這種方式才能體現(xiàn)它在聯(lián)軸器設(shè)計中的優(yōu)勢！
參考文獻(xiàn)
[1] [機(jī)械設(shè)計手冊第四版] 化學(xué)工業(yè)出版社
[2] [中國機(jī)械工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)匯編第二版] 中國標(biāo)準(zhǔn)出版社
[3] [材料力學(xué)] 天津大學(xué)出版社
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