所有分类
-
塑胶原材料
- 通用塑料
- PE ABS PP PVC PS LCP PCM LDPE MBS LLDPE GPPS HDPE BMC AAS ASA PHB HIPS UHMWPE DMC EBS K树脂 PPR MS SIS 其他通用塑料
- 工程塑料
- PA66 PA6 PA46 PC POM PPO PET PMMA EVA SAN PA11 PA610 PU POE PPA PSU PA1010 PBT PPS PP-R PA12 PES PEI PF EEA PEN AS PARA PFA AES EPDM MDPE EPS CPVC FEP EVOH PA612 CA PC/ABS SEBS 其他工程塑料
- 塑胶工业品
- 塑胶消费品
- 五金原材料
- 五金工业品
- 五金工具
- 电子工具 手动工具 电动工具 工具包、工具箱 喷涂工具 起重工具 液压工具 园林工具 电力电讯工具 日用五金工具 测量工具 切削工具 气动工具 研磨工具 金刚石工具 磨具、磨料 刀具、夹具 钳工工具 电工工具 管工工具 土木工具 其他未分类 五金工具 组合工具 防爆工具 匠作工具 农、园、林工具 手工工具 美容器具 其它五金工具 热工工具
- 通用配件
- 密封件 零部件 弹簧 滑车 模具 齿轮 铸件 配件五金 葫芦 锻件 钢球 阀门 紧固件、(非)标准件 索具 其他传动件 轴承 链条、链轮 润滑器 焊接设备与材料 电焊机 千斤顶 其他未分类 通用配件 温控器 气动元件 喷嘴 传动件 脚轮、万向轮 滚筒 卸扣 紧固件 液压元件 船用五金配件 管夹 直通 过滤材料 管材及管接头 井盖 吊钩、抓钩 钢珠、滚珠 密封、润滑 专业配件 喷头 液压辅件 起重件 卡箍、抱箍 其它通用配件
- 锁具安防
- 作业保护 防静电产品 军需用品 防身用具 防弹器材 智能卡 锁具 印章设备 信息安全 防雷避雷 防爆防水防尘 消防救援 二手安防产品 公共广播 防伪产品 灾害防护 智能交通 小区安防 建筑安防配件 楼宇对讲 安全标识 安全检查 交通指挥 监控器材 静电测试仪 警报设备 防盗装置 其它安全防护用品
- 仪器仪表
- 车用仪表 包装测试设备 室内环保检测仪器 仪器仪表配件材料 电子元器件 传感器 色谱仪 实验室仪器 试验箱及气候环境设备 试验设备 通用分析仪器 生物仪器 医用仪器仪表 衡器 气象仪器 气体检测分析仪 电子测量仪器 分析仪器 实验室常用设备 计量标准器具 无损检测仪器 粮食水分仪 专用仪器仪表 工业自动化仪表 校验仪器 变送器 环境、环保检测仪器 其它仪器仪表
- 电子电工
- 变频器 电子材料 开关电源 绝缘材料 绝缘材料 输电设备及材料 电子电工产品设计加工 天线 雷达及无线导航 电子电工产品制造设备 电热设备 电子电工项目合作 高压电器 低压电器 配电装置、开关柜、照明箱 显示设备 电子、电工产品代理 半导体材料 电子元器件、组件 工业自动化装置 磁性材料 电工陶瓷材料 电子化学品 插头、插座 充电器 电动机、电机 光电子、激光仪器 UPS与电源 照明与灯具 其他未分类 数码产品 电池 电子电工 开关 电工仪器仪表 电动机 电阻材料 插座 电器成套设备 配电输电设备 电源 电线、电缆 调压器 信息安全产品 电子产品包装 稳压器 变压器 连接器 插头 节电器 电气产品 其它电工设备
- 机械设备
- 裁断机 发泡机 电晕机 热熔机 注塑机 成型机 挤出机 制袋机 吹膜机 吹塑机 压塑机 压延机 造粒机 滚塑设备 包装设备 混炼机 切胶机 硫化机 密炼机 风机、排风设备 压缩、分离设备 印刷设备 整熨洗涤设备 玩具加工设备 机床 化工设备 电脑产品制造设备 家电制造设备 塑料机械 点胶机 混合机 定型机 贴合机 吹瓶机 制杯机 押出机 落砂设备 丝网设备 玻璃加工机械 钣金加工设备 切割设备 选矿设备 焊割设备与材料 造型及制芯设备 石油设备 包装检测设备 包装制造机械 激光设备 农业机械 管型线材加工设备 包装成型机械 清理设备 金融专用设备 工艺礼品加工设备 建材机械 换热、制冷设备 电子产品制造设备 砂处理设备 电镀设备与材料 食品加工机械 工控系统及装备 纸加工机械 纺织设备 医疗器械与设备 直接包装机械 工业锅炉 制氮机 仓储设备
- 五金消费品
- 办公文教光学器材
- 办公家具 计算器 实验室用品 乐器 光学仪器 绘图文具 办公挂摆饰 学习文具 办公用纸 学校家具 打印机耗材 办公文教五金 眼镜及配件 文具配件 其它教学模型、器材 文化办公设备 裁剪用品 光学计量标准器具 文教用橡胶制品 装订用品 教学模型、器材 复读机、学习机 PDA 笔类 其它文具 摄影器材 光学加工机械 书写板、擦 实验室专用设备 其它办公耗材
- 商务服务
- 二手设备转让
- 二手建材设备 二手汽摩 二手交通产品及用具 二手通讯产品 二手机械设备 二手环保产品加工设备 二手工艺礼品加工设备 二手运动休闲用品 二手电脑产品加工设备 二手农副产品加工设备 二手包装设备 二手家居用品加工设备 二手服装鞋帽加工设备 二手家用电器 二手冶炼加工设备 二手办公文教用品 二手电子、电工产品 二手化工产品设备 二手纺织、皮革加工设备 二手汽配加工设备 二手玩具加工设备 二手安全、防护用品加工设备 二手电脑及用品 二手印刷设备 二手食品饮料加工设备 二手医药产品加工设备 其他未分类 二手设备转让 二手工程机械 二手办公设备 二手建材加工设备 二手纸加工设备 二手通信器材 二手交通工具 二手木工机械 二手电工电气产品 二手纺织加工设备 二手橡胶加工设备 二手制鞋设备 二手化工设备 二手电脑及配件 二手矿业设备 二手广电设备 二手皮革加工设备 二手造纸设备 二手仪器仪表 二手环保设备 二手锅炉 二手通用零部件 其它二手设备 二手医疗设备 二手包装机械 二手照明器材 二手物流设备 二手食品机械 二手制药设备 二手电动工具 二手服装加工设备 二手电子加工设备 二手农业机械 二手冶炼设备 二手机床 二手塑料机械 二手安防设备 二手体育休闲设施
- 项目合作
- 能源项目合作 家电项目合作 环保项目合作 能源项目合作 化工项目合作 环保项目合作 注塑加工合作 铸塑加工合作 压塑加工合作 吸塑加工合作 吹塑加工合作 挤塑加工合作 冶金矿产项目合作 安全防护产品项目合作 建筑项目合作 工艺礼品项目合作 办公文教用品项目合作 玩具项目合作 医药、保健项目合作 机械及工业制品项目合作 电子、电工项目合作 交通项目合作 家居用品项目合作 运动休闲用品项目合作 其他未分类 项目合作 建材项目合作 电子项目合作 食品饮料项目合作 电脑项目合作 办公、文教项目合作 医药项目合作 招标、投标 电工电气项目合作 地区、政府招商引资 其它项目合作 机械项目合作 照明器材项目合作 服装项目合作 冶金项目合作 矿业项目合作 交通工具项目合作 五金工具项目合作
- 表面处理
高速电主轴过盈联结装置的设计
0
高速主轴单元是机床实现高速切削的关键。采用电主轴结构，取消了一切中间传动环节，可实现很高的极限转速[1]。对电主轴进行结构设计时，需要考虑以下几个问题：首先，它是一种精密部件，主轴轴承需要调整或更换，要求轴上零件便于装拆。其次，主轴轴承是在预紧力作用下工作的，轴承的定位元件在高速下需承受一定的轴向力;电机的转子安装在主轴上，它与主轴的结合面要传递电机的转矩。第三，主轴在高速下运转时，动平衡要求非常高，电机转子与机床主轴之间不宜采用键联结来传递扭矩。为了解决上述问题，我们在电主轴的结构设计中采用了新型的过盈联结结构，并设计成阶梯套的形式。阶梯过盈套作为定位紧固元件，与螺纹联结及键联结相比有以下优点：①不会在轴上产生弯曲和扭转应力，因而对轴的旋转精度没有影响。②易保证零件定位端与轴心线的垂直度，对轴承预紧时，不会引起轴承受力不均，不影响轴承的寿命。③过盈套质量均匀，主轴动平衡易得到保证。④常用热套法进行安装，注入压力油的方法进行拆卸，对主轴无损害。⑤定位可靠，可提高主轴的刚度。实践证明，过盈联结特点适合于对旋转精度要求很高的高速主轴精密零件的定位与扭矩传递。
1 阶梯过盈套结构的特点
阶梯过盈套是由两段相邻的过盈联结表面组成的、套内呈阶梯状的联结装置，如图1所示。阶梯过盈套结构的特点主要有[2]：
图1 阶梯过盈套的主要结构形式
(1)为了便于拆卸，阶梯过盈套的内表面有一个阶梯。当压力油注入油槽进行拆卸时，这个阶梯会对套产生一个轴向推力，如果两配合过盈面此时已形成了压力油膜，该轴向推力会自动地把阶梯过盈套从轴上推下来，过盈套两过盈面的阶梯差很小，通常在1mm以下。
(2)在确定阶梯过盈套两结合面的过盈量的时候，应注意加工误差对终过盈量的影响，特别是圆度误差和同轴度误差的影响。通常过盈套两段的过盈量不一致。但过盈套大小端过盈量的差值不能太大，其差值应补偿加工圆度和同轴度误差对过盈量的影响。否则，将大大增加拆卸的难度。
(3)为方便拆卸，大小端配合面的宽度b1、b2应该一致。
2 阶梯过盈套过盈量的确定
高速机床上所用的阶梯过盈套是一种可拆的过盈联结，工作时，配合面不允许产生塑性变形。因此，过盈量应该控制在材料不产生塑性变形所允许的大过盈量范围之内;另一方面它又必须大于该过盈联结传递负荷所需的小过盈量。
设D为过盈套(包容件)的外径，d0为主轴内孔的直径，d为配合处(结合面)主轴的外径;l为配合面的有效长度(l=l1+l2)，如图2所示。
图2 阶梯过盈套传递力和转矩
当过盈联结传递转矩为M(单位为Nm)时，结合面上所需小结合压力Pmin，可按下式计算：
(1)
当过盈联结承受轴向力为Fx(单位为N)时，结合面上所需的小结合压力可按下式计算：
(2)
式中 μ——配合面的摩擦系数
根据弹性力学原理，过盈联结传递负荷所需的小有效过盈量δemin可按下式计算[3]：
(3)
式中 Ea、Ei——过盈套材料和主轴材料的弹性模量，Pa
Ca、Ci——和包容件(过盈套)与被包容件(主轴)的直径比有关的系数
(4)
(5)
式中 va、vi——过盈套材料和主轴材料的泊松比
必须指出，按式(3)所求的并不是终所需的小过盈量，还应考虑以下因素的影响：
(1)配合表面的粗糙度。考虑表面粗糙度影响的修正量δs，等于过盈套结合面的压平深度sa和主轴结合面的压平深度si之和的两倍，即：
(6)
式中 RaH、RaS——过盈套与主轴结合处的表面轮廓算术平均偏差，μm
RzH、RzS——过盈套与主轴结合处的表面微观不平度十点高度，μm
(2)联结件的工作温度与装配温度之差，以及主轴与过盈套材料线胀系数之差。此项的修正量为：
δt=d(αiΔti-αaΔta) (m)
式中 αi、αa——主轴与过盈套材料的线胀系数，1/℃
Δti、Δta——主轴、过盈套工作温度和装配温度之差，℃
(3)主轴高速旋转时过盈套所受到的离心力。该离心力会引起过盈套内孔的扩张，导致过盈量减少。
当主轴材料和过盈套的材料泊松比、弹性模量和密度相差不大时，离心力引起过盈量的减少量δω可由下式求得[4]：
(7)
式中 ω——主轴的转速，rad/s
ρ——主轴材料和过盈套材料的密度，kg/m3
v——主轴材料和过盈套材料的泊松比
E——主轴材料和过盈套材料的弹性模量，Pa
(4)重复装卸引起过盈量的减小δp。补偿值δp可依据装拆方法的不同，按经验方法确定。
(5)结合面形位公差对过盈量的影响。结合面的形位公差，特别是圆度和同轴度公差对过盈联结强度影响非常复杂，目前尚无定量的补偿措施。经有限元分析表明，当圆柱度误差很小时，尽管轴和套的结合压力在某种程度上随着过盈的形状、位移的大小、状态而变化，但是它的平均过盈不变，平均结合压力也大致不变，对联结强度影响不大。在高速主轴阶梯过盈套的设计中，由于主轴的制造精度很高(IT6级以上)，因此设计时，如适当提高过盈套配合面的制造精度，则此项影响可以忽略不计。
考虑以上因素后，可求得传递力矩或者承受轴向力所需的小过盈量δmin：
δmin=δemin+δs+δt+δω+δp(8)
在确定过盈套的基本过盈量时，还需要考虑由阶梯过盈套结构引起的应力集中、载荷波动的影响和可靠性、安全因素等[4]。取阶梯过盈套的基本过盈量：
δb=Kδmin(9)
式中 K——安全系数，K取1.5～2.0
在弹性范围内，过盈联结结合面不发生塑性变形时所容许的大有效过盈量δemax可按下述步骤计算：
根据第四强度理论，过盈套不产生塑性变形所容许的大结合压力[3]为：
(10)
式中 σsa——过盈套材料的屈服强度，Pa
同理，主轴结合面不产生塑性变形所容许的大结合压力为：
(11)
式中 σsi——主轴材料的屈服强度，Pa
比较上述两式数值，可取较小者作为计算大有效过盈量结合面容许的大结合压力Pmax，大有效过盈量按下式求得[3]：
(12)
3 过盈套过盈量的实现方法
(1)利用公差配合来实现。根据基本过盈量δb的计算值和配合面的公称尺寸d，查有关手册图表[3]，即可得出相应的配合。选出的配合应满足：大过盈量[δmax]<δemax，小过盈量[δmin]>δmin。
(2)利用配合面的公称尺寸的差值来实现，并选用H4/h4的过渡配合。这种方法容易控制和保证配合的实际过盈量，适用于高精度的零件配合和进行标准化、系列化生产。
4 设计实例
在我们开发的高速数控铣床电主轴中，为了保证主轴的旋转精度和动平衡精度，对轴承的轴向定位和内装电机转子与主轴的联结均采用阶梯过盈套。为说明这一新型联结装置的设计方法，下面以联结电机转子与主轴的阶梯过盈套(如图3所示)为例，介绍其设计步骤和应用情况。
已知参数有：电机转速18000r/min，额定转速1500r/min，额定功率13.5kW，额定转矩85Nm，电机转子的宽度260mm，结合处主轴的大端直径66mm，小端直径为65.8mm，结合处大小端的配合长度均为52mm，由于转子硅钢盘直接压在过盈套上，在确定过盈联结参数时，转子与过盈套可当成一个整体看待，转子外径为134.2mm，主轴与套的泊松比va、vi均为0.3，弹性模量Ea、Ei为2.1×105MPa，主轴内孔直径为25mm，主轴与套结合处的RzS=2μm套内孔的RzH=3.2μm，结合面的摩擦系数μ=0.08。过盈套的材料为65Mn，其屈服极限为800MPa;主轴的材料为38CrMnAl，其屈服极限为850MPa，密度为7.8×103kg/m3。
图3 高速电主轴电机转子与主轴联结的结构图
1.拆卸用注油孔 2.电机转子 3.动平衡螺丝孔 4.电机转子过盈套 5.O型密封圈
4.1 计算传递转矩所需的小过盈量δmin
(1)确定传递转矩所需的小有效过盈量δemin。
将上述所列参数代入式(3)，可求出：δemin=1.395μm，其中求得的结合处所需小结合压力Pmin=1.49MPa。
(2)考虑配合表面粗糙度的影响，根据式(6)，计算其修正值δs=4.16μm。
(3)计算高速旋转时，离心力引起过盈量减小值δω，将有关数据代入式(7)，求得δω=31.199μm。
(4)考虑重复装拆过盈量减小，取补偿值δp=8μm。
(5)主轴工作时，过盈套与主轴温升相差不大，并且二者材料线胀系数几乎相等，因而δt=0。
综合考察以上因素，由式(8)可得出传递转矩所需的小过盈量δmin：
δmin=1.395+4.16+31.199+8=44.754 μm
4.2 计算弹性范围内大有效过盈量
按式(10)求出阶梯套不产生塑性变形所容许的大结合压力为：
Pamax=346.704 MPa
按式(11)求出的主轴结合处不产生塑性变形所容许的大结合压力为：
Pimax=363.95 MPa
取较小者作为计算结合面阶梯套和轴均不产生塑性变形所允许的大结合压力Pmax=346.704MPa，代入式(12)得到不产生塑性变形的大有效过盈量：
δemax=0.324mm=324μm
5 配合的选择
考虑安全因素，取安全系数K=1.5，基本过盈量按式(9)可得：
δb=1.5×44.754=67.131μm<δemax=324μm
过盈套和主轴都不会发生塑性变形，由δb和d可查有关手册图表[3]，得配合的基本偏差代号为s。
进一步可选取阶梯过盈套大端配合为
66(H6)/(s6(实际大过盈量是78μm，小过盈量是40μm)。如前所述，考虑制造形位误差的影响，阶梯过盈套两配合面的过盈量应有一定差值，以补偿形位误差的影响，因此，取小端的过盈量稍大，为
65.8H6)/(t6(实际大过盈量是94μm，小过盈量是56μm)。
由于电机的长度较大，在具体进行结构设计时，两过盈配合段之间留有一个长度为130mm非接触段，以形成油腔及胀开过盈套所需的压力，供拆卸转子之用;由于大端过盈量较小，为了防止拆卸时高压油泄漏而引起拆卸困难，在大端非接触段设计有O型密封装置，如图3所示。
6 结论
阶梯过盈套是一种用于传递扭矩与轴向定位的新型可拆式过盈联结装置，具有结构简单、动平衡特性好、安全可靠等优点，特别适合于高速、高精度主轴单元主轴上零件的轴向定位和传递转矩。本文所介绍的设计方法简单易行，已在实际电主轴的设计和开发中得到应用。实践证明，阶梯过盈套为改善电主轴的动态性能起到了良好的作用。
本文链接：http://www.sjwj.com/Liter/LiterDetail_28228.html
版权声明：1.塑胶五金网转载作品均注明出处，本网未注明出处和转载的，是出于传递更多信息之目的，并不意味着赞同其观点或证实其内容的真实性，您同意将自行加以判断并承担所有风险。 2.如转载作品侵犯作者署名权，或有其他诸如版权、肖像权、知识产权等方面的伤害，并非本网故意为之，在接到相关权利人通知后将立即加以更正。联系电话：15014822798
投稿声明：可将稿件直接发至邮箱：234145668@qq.com（主题注明“投稿”），也可直接联系
电话：0769-22305675
传真：0769-23031246
联系QQ：234145668
150-1482-2798
周一至周日8:30-18:00
粤公网安备 44190002001993号