【机械设计】非标设计中的常用件讲解——越用越想用的胀紧套
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很多刚毕业的小白机械师在设计轴类与轴上零件的联接方式时喜欢用键联结，采用过盈配合可以实现零件与轴的稳定联结。这种方式时教科书式的，没有错。但是在很多场合，尤其是轴端零件的联结，又需要经常拆卸时，我们经常会使用另外一种方式——胀紧套联接。那么什么是胀紧套呢？今天机械工程师就为大家讲解一下这一款非标常用件，解放你的思路，丰富你的设计。
胀套属于一般机械零件的范畴，常用于连接不同机构中的两个轴(主动轴和从动轴)一起旋转以传递扭矩，最常用于带轮与轴的联接。其又名胀紧套、免键轴衬、涨紧套、动力锁等。
胀紧联结套是一种新型机械基础件。广泛用于实现机件和轴联结，它靠拧紧12.9级高强度螺钉使包容面间产生的压力和摩擦力来实现负荷传递的一种新型无键联结装置。
其主体结构如下图所示，虽然每种型号的形状不一致，但是原理是一样的。其中，1为高强度螺钉，2为外环压片，3为外环，4为内环，5为内环压环。其中3和4的接触面为锥形斜面，2上为通孔，5件上为螺纹孔。
当拧紧螺钉1时，2和5分半挤压3和4，两者圆锥面重叠，互相挤压，分别受到向内、外两个方向的力，从而使内环抱紧轴，外环撑紧孔，最终实现零件与轴两者的牢固联接。
胀紧套有很多变形结构，有可以细分成很多的系列，典型的有如下几种，内外径差别较大的标准型，内外径空间过小的紧凑型，轴向紧凑型，同时还有根据不同的力矩载荷的其他分类。当我们有需要时，可以查看不同厂家的选型手册进行选型。一般分型为Z1、Z2、Z3、Z4……Zn等系列。
与一般过盈联结、有键联结相比，胀套联结具有许多独特的优点：
1 使用胀套使主机零件制造和安装简单。
使用胀紧套联接的轴和孔回避了较高精度的制造公差。胀套安装时无须加热、冷却或加压设备，只须将螺栓按要求的力矩拧紧即可。且调整方便，可以将轮毂在轴上方便地调整到所需位置。胀套也可以用来联结焊接性差的零件。
2 胀套的使用寿命长，强度高。
胀套依靠摩擦传动，对被联结件没有键槽削弱，也无相对运动，工作中不会产生磨损。
3 胀套在超载时，将失去联结作用，可以保护设备不受损害。
4 胀套联结可以承受多重负载，其结构可以做成多种式样。根据安装负载大小，还可以多个胀套串联使用。
5 胀套拆卸方便，且具有良好的互换性。由于胀套能把较大配合间隙的轴毂结合起来，拆卸时将螺栓拧松，即可使被联结件容易拆开。胀紧时，接触面紧密亿贴合不锈蚀，也便于拆开。
1、安装：胀套在出厂时已涂了润滑油，可直接安装使用。安装时首先在零件①的法兰的螺孔中拧入三个螺栓④沿圆周均布，将内套①、外套②顶开。然后将胀套放到设计位置的毂孔中，使用测力板手拧紧螺栓，拧紧的方法是每个螺栓每次只拧到额定力矩的1/4，拧紧的次序以开缝处为界，左右交叉对称依次先后拧紧，确保达到额定力矩值。
2、拆卸：拆卸时先将全部螺栓放松几圈。然后在拆卸的螺孔内交叉地拧入螺栓④顶松胀套。其中，拆卸螺孔如下图红色箭头所指。
3、防护：安装时防止胀套污染，严禁使用MoS2油。在露天作业或工 作环境较差的机器上，应定期在外露的胀套端面及螺栓上涂防锈油脂，应选用防锈性较好的胀套型式。
一、按照负荷选择胀套
1.选择胀套应满足：
2.一个联结采用数个胀套时的额定负荷
一个胀套的额定负荷小于需传递的负荷时，可用两个以上的胀套串联使用，其总额定负荷为：Mtn=m.Mt式中：Mtn---n个胀套总额定负荷；m---负荷系数（m值见表A).
表A
联结中胀套的数量 n | m | |
Z1型胀套 | Z2、Z3、Z4、Z5型胀套 | |
1 | 1.00 | 1.0 |
2 | 1.56 | 1.8 |
3 | 1.86 | 2.7 |
4 | 2.03 | - |
二、结合面的公差及表面粗糙度
1.与胀套结合的轴和孔，其公差带按GB1800-79《公差与配合总论标准公差与基本偏差》和GB1801《公差与配合尺寸至500mm孔、轴公差带与配合》的规定。推荐的孔、轴公差带列于下表：
表B
胀套型式 | 胀套内径d mm | 与胀套结合的轴的公差带 | 与胀套结合的孔的公差带 |
Z1 | <38 | h6 | H7 |
≥38 | h8 | H8 | |
Z2 | 所有直径 | h7或h8 | H7或H8 |
Z3 | 所有直径 | h8 | H8 |
Z4 | 所有直径 | h9或k9 | N9或H9 |
Z5 | 所有直径 | h8 | H8 |
2.与胀套结合的轴和孔，其公差带按GB1031-83《表面粗糙度参数及其数值》的规定。推荐的微观不平度十点高度Rz列于表C.
表C
胀 套 型 式 | 轮廓算术平均偏差Raum | |
与胀套结合的轴 | 与胀套结合的孔 | |
Z1 | ≤1.6 | ≤1.6 |
Z2、Z3、Z4、Z5、Z6 | ≤3.2 | ≤3.2 |
Z7、Z10 | ≤3.2 | — |
Z8、Z9、Z11、Z12、Z13、Z14 | ≤3.2 | ≤3.2 |
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