CN102672455A - 液压拆卸圆柱面过盈联接的结构及装卸方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及圆柱面过盈联接的结构及装卸方法，特别涉及一种液压拆卸圆柱面过盈联接的结构及装卸方法。主要解决现有圆柱面过盈联接不宜多次拆卸以及需要大型压机进行拆卸的技术问题。技术方案为：一种液压拆卸圆柱面过盈联接的结构，由包容件和被包容件组成，包容件呈阶梯内圆柱孔，被包容件为与包容件形状匹配的阶梯外圆柱轴，包容件和被包容件配合台肩端面之间的间距形成液压油腔，包容件设有拆卸液压油进油孔与液压油腔相通，在包容件或被包容件配合台肩端面一侧开有润滑油沟。装配通过温差法，液压拆卸时，用高压油泵对包容件和被包容件配合面间加高压润滑油，形成油膜，在液压油腔内打进高压液压油，高压液压油的压强作用于阶梯圆柱轴、孔台肩端面，对包容件和被包容件施加方向相反的轴向液压推力，使其滑动、进而分离。本结构适合大型联轴器与轴的联接。

Description

液压拆卸圆柱面过盈联接的结构及装卸方法

技术领域

本发明涉及圆柱面过盈联接的结构及装卸方法，特别涉及一种液压拆卸圆柱面过盈联接的结构及装卸方法。本结构适合大型联轴器与轴的联接。

背景技术

过盈配合联接目前有圆柱面过盈配合联接和圆锥面过赢联接，圆柱面过盈联接采用高压油润滑压机拆卸，圆锥面过赢联接采用液压拆卸。

已有大型圆柱面过盈配合联接，当过盈量及配合尺寸较大时，常用温差法装配，在拆卸过程中会把配合面擦伤，因此不宜多次拆卸。有些多次拆卸的场合，为了减轻拆卸过程中擦伤，在包容件或被包容件配合面上开油沟、油孔，以便拆卸时在配合面间加高压润滑油，以适应多次拆卸对配合面的保护，但还是需要大型压机进行拆卸，需要工件运输和转移场地。例如梅钢热轧轧机主传动人字齿分配齿箱联轴器由德国西马克公司设计，采用圆柱面过盈联结，在拆卸过程中采用大型压机拆卸。拆卸过程中联轴器轴孔和轴的配合面严重擦伤，不得不进行堆焊加工，恢复配合尺寸。现有的液压拆卸圆锥面过赢联接，圆锥孔加工困难，需要螺母紧固放松，在大型传动的联接中采用并不多。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可方便多次拆卸的一种液压拆卸圆柱面过盈联接的结构及装卸方法：主要解决现有圆柱面过盈联接不宜多次拆卸以及需要大型压机进行拆卸的技术问题。

本发明的技术方案为：一种液压拆卸圆柱面过盈联接的结构，由包容件和被包容件组成，包容件呈阶梯内圆柱孔，被包容件为与包容件形状匹配的阶梯外圆柱轴，包容件和被包容件配合台肩端面之间的间距形成液压油腔，包容件设有拆卸液压油进油孔与液压油腔相通，在包容件或被包容件配合台肩端面一侧开有润滑油沟。

阶梯台阶设在配合长度的二等分处，使两段圆柱面的配合长度相等。包容件和被包容件配合台肩端面之间的液压油腔其间距为5到8毫米。

小直径圆柱润滑油沟为环状与液压油腔相通，大直径圆柱润滑油沟为环状与润滑油进油孔相通，润滑油沟的棱边倒圆角，以利于高压油排入配合面间，形成油膜。

(被包容件可以为实心轴或空心轴)；对配合面采用磨削加工，粗糙度Ra≤0.8μm；

为便于拆装，包容件孔端倒有圆角。

配合轴、孔肩台阶高度为相邻两配合直径之差的二分之一，由所需液压拆卸力计算确定。

为使各段连接同时拆开，联接件各段台阶配合面的联接长度相等。l_f1＝l_f2＝l_f/2 l_f总结合长度，d_f1为阶梯外圆柱轴小直径圆柱结合直径，d_f2为阶梯外圆柱轴大直径圆柱结合直径。

液压拆卸圆柱面过盈联接的装卸方法：装配时，用电炉等加热装置，把圆柱面过盈联接的包容件加热到装配温度，待包容件内径膨胀到装配尺寸后，包容件套装到被包容件上，冷却后，包容件收缩，形成圆柱面过盈联接。

液压拆卸时，用高压油泵通过润滑油进油孔经大直径圆柱润滑油沟、小直径圆柱润滑油沟对包容件和被包容件配合面间加高压润滑油，形成油膜，用高压油泵在包容件和被包容件孔、轴台肩端面间液压油腔内打进高压液压油，高压液压油的压强作用于阶梯圆柱轴、孔台肩端面，对包容件和被包容件施加方向相反的轴向液压推力，推动包容件和被包容件轴向相对滑动、进而分离，实现液压拆卸。

本发明的有益效果：本发明液压拆卸圆柱面过盈联接，克服了原有液压拆卸圆锥面过盈联接加工困难的缺点，克服了原有圆柱面过盈联接圆柱面过盈联接不宜多次拆卸的缺点，同时具有加工简单、拆卸容易的优点。其特点见下表：

序号	本液压拆卸圆柱面过盈联接	原有圆柱面过盈联接	原有液压拆卸圆锥面过盈联接
				1	可多次拆卸	不宜多次拆卸	可多次拆卸
2	加工简单	加工简单	圆锥控加工困难
				3	拆卸不需要大型压机施加拆卸力	拆卸需要大型压机	拆卸不需要大型压机
4	拆卸时结合面形成油膜可避免擦伤	拆卸时结合面容易擦伤	拆卸时结合面可避免擦伤
				5	实现现场拆装	易地拆装	实现现场拆装

本发明创新点体现在以下几点：1)结构形式新颖：包容件阶梯圆柱孔，被包容件为阶梯圆柱轴，包容件与被包容件阶梯端面之间的空腔为拆卸液压油的液压油腔。2)拆卸力为液压油压强作用于阶梯圆柱面包容件和被包容件阶梯轴、孔端面产生的轴向推力。3)在结合面处开润滑油沟，通过与其连通的润滑油进油孔，打进高压润滑油，在结合面之间形成润滑油膜，在拆卸过程中保护结合面，避免擦伤；保证多次拆装的联接强度，克服圆柱面过盈联接不宜多次拆装的固有缺陷。同时又减小拆卸力，在两个配合直径差不大的圆柱面阶梯结构，利用现有高压油泵，实现液压拆卸，不需要大型压机设备。4)本结构采用热装法装配，保护配合面没有擦伤，拆卸时不需要压机和拉马，拆装方便。5)适用范围：大型、多次拆卸的联接结构，如大型联轴器等。

附图说明

图1为本发明结构示意图

图中：1-包容件，2-被包容件，3-拆卸液压油进油孔，4-润滑油进油孔，5-液压油腔，6-小直径圆柱润滑油沟，7-大直径圆柱润滑油沟。da为包容件直径，d_f1为阶梯外圆柱轴小直径圆柱结合直径，d_f2为阶梯外圆柱轴大直径圆柱结合直径，l_f总结合长度，l_f1小直径圆柱台阶配合面的联接长度，l_f2大直径圆柱台阶配合面的联接长度。(简称为：d_f1、d_f2分别为两个阶梯圆柱面的结合直径；l_f1、1_f2分别为两个阶梯圆柱面的实际结合长度)

具体实施方式

参照图1，一种液压拆卸圆柱面过盈联接的结构，由包容件1和被包容件2组成，包容件1呈阶梯内圆柱孔，被包容件2为与包容件形状匹配的阶梯外圆柱轴，包容件1和被包容件2配合台肩端面之间的间距形成液压油腔5，包容件1设有拆卸液压油进油孔3与液压油腔5相通，在包容件或被包容件配合台肩端面一侧开有润滑油沟。

阶梯台阶设在配合长度的二等分处，使两段圆柱面的配合长度相等。包容件和被包容件配合台肩端面之间的液压油腔其间距为5到8毫米。

小直径圆柱润滑油沟6为环状与液压油腔5相通，大直径圆柱润滑油沟7为环状与润滑油进油孔4相通，油沟的棱边必须倒圆，以利于高压油排入配合面间，形成油膜。

(被包容件可以为实心轴或空心轴)；对配合面采用磨削加工，粗糙度Ra≤0.8μm；

为便于拆装，包容件孔端倒有圆角。

配合轴、孔肩台阶高度为相邻两配合直径之差的二分之一，由所需液压拆卸力计算确定。

为使各段连接同时拆开，联接件各段台阶配合面的联接长度相等。l_f1＝l_f2＝l_f/2 l_f总结合长度，d_f1为阶梯外圆柱轴小直径圆柱结合直径，d_f2为阶梯外圆柱轴大直径圆柱结合直径。

液压拆卸圆柱面过盈联接的装卸方法：装配时，用电炉等加热装置，把圆柱面过盈联接的包容件1加热到装配温度t_r，待包容件内径膨胀到装配尺寸后，包容件套装到被包容件2上，冷却后，包容件1收缩，形成圆柱面过盈联接。

液压拆卸时，用高压油泵通过润滑油进油孔4经大直径圆柱润滑油沟7、小直径圆柱润滑油沟6对包容件1和被包容件2配合面间加高压润滑油，充进高压油后，使包容件1孔扩大，被包容件2轴缩小，使润滑油充进在结合面之间，形成油膜，达到降低拆卸过程中包容件和被包容件之间摩擦阻力，避免结合面擦伤的目的。经查设计手册油膜润滑的摩擦系数为0.02。用高压油泵在包容件1和被包容件2孔、轴台肩端面间液压油腔5内打进高压液压油，高压液压油的压强作用于阶梯圆柱轴、孔台肩端面，对包容件1和被包容件2施加方向相反的轴向液压推力，当液压推力大于包容件和被包容件间的摩擦阻力时，推动包容件1和被包容件2轴向相对滑动、进而分离，实现液压拆卸。(拆卸工具：高压油泵，高压油管、接头，密封，32#液压油；液压压力设置：大于配合压强1.3～1.5倍。)

热装装配的计算：

本液压拆卸圆柱面过盈联接，宜用于大型联接件，为装配时避免配合面擦伤，推荐采用热装法装配。

装配温度t_r＝e_αt/α_ad_f    ℃

e_αt＝[δmax]+Δ          mm

t_r-装配温度

d_f-结合直径  mm

e_αt-包容件内径的热涨量

Δ-热装的最小间隙

α_a-包容件材料的线膨胀系数

δmax--最大过盈量

装配温度tr＝包容件加热温度-环境温度

液压拆卸的计算：

1)拆卸液压(润滑)油压p_y

拆卸润滑油压推荐选择较配合面结合压强的1.2-1.3倍，即p_y＝(1.2～13)p_f以便在配合面间高压润滑油的作用下，使包容件涨大，被包容件缩小，配合面间形成高压油膜(配合面间有润滑油流出)。

p_f-结合压强，为配合后，作用在结合面上的压强。

2)拆卸力F_y

拆卸力为拆卸液压油的压强作用于配合面台肩端面，产生轴向液压拆卸力。

F_y＝p_yπ(d_f1 ²-d_f2 ²)/4

F_y为拆卸力

p_y为拆卸时的油压

d_f1、d_f2分别为两个阶梯圆柱面的结合直径

3)拆卸过程中联接件配合面间的摩擦力

F_y1≈πd_f1l_f1p_yμ+πd_f2l_f2p_yμ

＝πp_yμl_f(d_f1+d_f2)/2

p_y为拆卸时的油压

d_f1、d_f2分别为两个阶梯圆柱面的结合直径

l_f1、l_f2分别为两个阶梯圆柱面的实际结合长度

l_f1＝l_f2＝l_f/2

L_f为总结合长度＝包容件长度-润滑油沟宽度-液压油腔原始宽度。

μ为配合面间的摩擦系数，因配合面间存在油膜，一般取μ＝0.02(见机械设计手册)结构设计时阶梯圆柱面直径差(d_f1-d_f2)的计算方法：

通常拆卸液压力大于等于结合面之间的摩擦阻力，才能拆开。即

F_y≥F_y1

pyπ(d_f1 ²-d_f2 ²)/4≥πd_f1l_f1pyμ+πd_f2l_f2pyμ

其中l_f1＝l_f2＝l_f/2

d_f1-d_f2≥2μl_f＝0.04l_f

设计时阶梯圆柱的直径差应大于等于0.04倍的实际结合长度l_f；圆柱面过盈联接的计算方法，见GB5371或相关机械设计手册，这里不再叙述。

液压拆卸具体操作方法：

1)计算过盈配合面间的压强

P_f＝δ÷d_f(Ca/Ea+Ci/Ei)

P_f过盈配合面间的压强

δ最大过盈量

d_f结合直径

Ea包容件材料弹性模量

Ei被包容件材料弹性模量

系数Ca是与包容件直径比da/df、系数Ci是与被包容件直径比相关的系数，可查相关机械设计手册得到。

2)用高压油泵，给联接件配合面打高压润滑油，油压为配合面的压强的1.2-1.3倍，直到两端面有润滑油渗出，在联接件配合面间形成油膜。

3)在液压油腔内打进高压油，直到包容件与被包容件相对滑动，脱开。

本发明可用于大型联轴器与减速机输入、输出轴的联接，具有对中性好，连接件无键槽削弱，联接强度高，工作可靠，加工和拆装方便，当轴承更换时，需要拆卸联轴器，本结构可实现联轴器的多次拆装。也可用于其他多次拆卸的过盈联接。

除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。

Claims (8)

1.一种液压拆卸圆柱面过盈联接的结构，由包容件和被包容件组成，其特征是包容件呈阶梯内圆柱孔，被包容件为与包容件形状匹配的阶梯外圆柱轴，包容件和被包容件配合台肩端面之间的间距形成液压油腔，包容件设有拆卸液压油进油孔与液压油腔相通，在包容件或被包容件配合台肩端面一侧开有润滑油沟。

2.根据权利要求1所述的一种液压拆卸圆柱面过盈联接的结构，其特征是所述阶梯的台阶设在配合长度的二等分处，使两段圆柱面的配合长度相等。

3.根据权利要求1所述的一种液压拆卸圆柱面过盈联接的结构，其特征是所述的液压油腔其间距为5到8毫米。

4.根据权利要求1所述的一种液压拆卸圆柱面过盈联接的结构，其特征是所述的润滑油沟中小直径圆柱润滑油沟为环状与液压油腔相通，大直径圆柱润滑油沟为环状与润滑油进油孔相通。

5.根据权利要求4所述的一种液压拆卸圆柱面过盈联接的结构，其特征是润滑油沟的棱边倒圆角。

6.根据权利要求1所述的一种液压拆卸圆柱面过盈联接的结构，其特征是包容件圆柱孔端倒有圆角。

7.根据权利要求1所述的一种液压拆卸圆柱面过盈联接的结构，其特征是被包容件为实心轴或空心轴。

8.液压拆卸圆柱面过盈联接的装卸方法，其特征是包括以下步骤：

装配时，用电炉等加热装置，把圆柱面过盈联接的包容件加热到装配温度，待包容件内径膨胀到装配尺寸后，包容件套装到被包容件上，冷却后，包容件收缩，形成圆柱面过盈联接；

液压拆卸时，用高压油泵通过润滑油进油孔经大直径圆柱润滑油沟、小直径圆柱润滑油沟对包容件和被包容件配合面间加高压润滑油，形成油膜，用高压油泵在包容件和被包容件孔、轴台肩端面间液压油腔内打进高压液压油，高压液压油的压强作用于阶梯圆柱轴、孔台肩端面，对包容件和被包容件施加方向相反的轴向液压推力，推动包容件和被包容件轴向相对滑动、进而分离，实现液压拆卸。

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