齿式联轴器安装规程王永利.docx
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齿式联轴器安装规程王永利
齿式联轴器安装规程
齿轮联轴器的装配，在机械设备检修中属于比较常见的检修工艺。
在齿式联轴器装配中关键要掌握轮毂在轴上的装配、联轴器所联接两轴的对中、零部件的检查及按图纸要求装配联轴器等环节。
齿式联轴器是由齿数相同的内齿圈和带外齿的凸缘半联轴器等零件组成。
外齿分为直齿和鼓形齿两种齿形，所谓鼓形齿即为将外齿制成球面，球面中心在齿轮轴线上，齿侧间隙较一般齿轮大，鼓形齿联轴器可允许较大的角位移（相对于直齿联轴器），可改善齿的接触条件，提高传递转矩的能力，延长使用寿命。
齿式联轴器在工作时，两轴产生相对位移，内外齿的齿面周期性作轴向相对滑动，必然形成齿面磨损和功率损耗，因此齿式联轴器需在良好润滑和密封的状态下工作。
齿式联轴器径向尺寸小，承载能力大，长用于低速重载工况条件的轴系传动，高精度并经动平衡的齿式联轴器可用于高速传动。
1：
联轴器的安装
齿式联轴器装配方法有静力压入法、动力压入法、温差装配法及液压装配法等。
装配前一定要按照图纸仔细测量轴和齿套的实际数据看看是否符合要求，对于不符合要求的一定不能装配！
（1）静力压入法
这种方法是根据轮毂项轴上装配时所需压入力的大小不同、采用夹钳、千斤顶、手动或机动的压力机进行，静力压入法一般用于锥形轴孔。
由于静力压入法收到压力机械的限制，在过盈较大时，施加很大的力比较困难。
同时，在压入过程中会切去轮毂与轴之间配合面上不平的微小的凸峰，使配合面受到损坏。
因此，这种方法一般应用不多。
压入装配法多用于轻型和中型静配合，而且需要压力机等机械设备，故一般仅在制造厂采用
（2）动力压入法
这种方法是指采用冲击工具或机械来完成轮毂向轴上的装配过程，一般用于轮毂与轴之间的配合使过渡配合或过盈不大的场合。
装配现场通常用手锤敲打的方法，方法是在轮毂的端面上垫放木块、铅块或其他软材料作缓冲件，依靠手锤的冲击力，把轮毂敲入。
这种方法对用铸铁、淬过火的钢、铸造合金等脆性材料制造的轮毂，有局部损伤的危险，不宜采用。
这种方法同样会损伤配合表面，故经常用于低速和小型联轴器的装配。
（3）温差装配法
用加热的方法是轮毂受热膨胀或用冷却的方法使轴端受冷收缩，从而使轮毂轴孔的内径略大于轴端直径，亦即达到所谓的"容易装配值"，不需要施加很大的力，就能方便地把轮毂套装到轴上。
这种方法比静力压入法、动力压入法有较多的优点，对于用脆性材料制造的轮毂，采用温差装配法是十分合适的。
温差装配法大多采用加热的方法，冷却的方法用的比较少。
加热的方法有多种，有的将轮毂放入高闪点的油中进行油浴加热或焊枪烘烤，也有的用烤炉来加热，装配现场多采用油浴加热和焊枪烘烤。
油浴加热能达到的最高温度取决于油的性质，一般在200℃以下。
采用其他方法加热轮毂时，可以使轮毂的温度高于200℃，但从金相及热处理的角度考虑，轮毂的加热温度不能任意提高，钢的再结晶温度为430℃。
如果加热温度超过430℃，会引起钢材内部组织上的变化，因此加热温度的上限必须小于为430℃。
为了保险，所定的加热温度上限应在为400℃以下。
至于轮毂实际所需的加热温度，可根据轮毂与轴配合的过盈值和轮毂加热后向轴上套装时的要求进行计算。
在安装现场，则主要采用加热装配法，因为这种装配方法比较简单，能用于大直径和过盈量较大的机件。
（3.1）加热装配的基本原理是热套装配的本质原理是加热包容件（孔），使其直径膨胀一个配合过盈值，然后装入被包容件（轴），待冷却后，机件便达到所需结合强度。
实际上，加热膨胀值必须比配合过盈值大，才能保证顺利安装而不致于在安装过程中因包容件的冷却收缩，出现轴与孔卡住的严重事故。
同时，为了保证具有较大的啮合力——结合强度，热套装配的结合面要经过加工，但不要过分光洁，因为一定的表面粗糙度（一般为Ra3.2），不受轴向移动而被压平，冷却以后，将使内外机件的结合强度较大，所能传递的扭距也较大。
（3.2）加热温度的确定
当工件材料一定后，包容件的最低加热温度取决于配合面的过盈量及所需装配间隙。
装配间隙的大小直接影响装配时间，为防止包容件冷却收缩，必须限定装配时间，应当预留的装配间隙，一般有经验数据推荐:
加热最小装配间隙⊿（um）
机件重量（㎏）
被加热连接件直径（㎜）
80～120
>120～180
>180～260
>260～360
>360～500
加热最小装配间隙⊿（um）
小于16
>16～50
>50～100
>100～500
>500～1000
>1000
40～50
60～70
100～120
150～170
50～60
80～90
130～150
180～200
210～230
60～70
90～100
180～200
240～250
250～270
280～300
100～120
20～240
60～280
90～310
30～360
220～240
300～320
340～360
380～400
包容件加热后孔的直径增大值有以下关系：
i+⊿=（t+t0）10³*a*D
式中：
t—加热后的温度（℃）；
to—开始加热的温度（℃）；
i—过盈量（um）；
⊿—能使轴自由通入孔中（避免表面相擦）所需的装配间隙（㎜）；
D—包容件（孔）的直径（mm）；
a—包容件（孔）材料的线膨胀系数（10¯6·l／℃）。
故需加热温度为：
t=（i+⊿）/（10³*a*D）+to
对于⊿值，可简化采用K=i+⊿=3i～6i，这样的⊿值取得略大了些。
此时，上式可写为：
t=K/（a*D）+to
注意:
式中K值的单位是㎜
各种金属材料的线膨胀系数a值（10¯6·l／℃）
材 料
加热温度范围 （℃）
冷 却℃
20～100
20～200
20～300
20～400
20～600
工程用铜
16.6～17.1
17.1～17.2
17.6
18～18.1
18.6
一14
黄 铜
17.8
18.8
20.9
—16
锡青铜
17.6
17.9
18.2
一15
铝青铜
17.6
17.9
19.2
碳 钢
10.6～12.2
11.3～13
12.1～13.5
12.9～13.9
13.5～14.3
—8.5
铬 钢
11.2
11.8
12.4
13
13.6
40CrSi
11.7
30CrMnSiA
ll
3Crl3
10.2
11.1
11.6
11.9
12.3
1Crl8Ni9Ti
16.6
17
17.2
17.5
17.9
铸 铁
8.7～11．1
8.5～11.5
1O.1～12.2
1.5～12.7
12.9～13.2
—8
镍铬合金
14.5
铝合金
23
一18
镁合金
26
—2l
注:
碳素钢加热温度不得超过400℃
（3.3）加热方法的选择
将包容件加热到需要温度的方法应按现场条件、被加热件尺寸、数量和要求进行选择。
一般的加热方法有：
固体燃料加热，热浸加热，氧-乙炔焰加热、喷灯加热、电加热等。
如条件许可，可在专用炉（如火焰加热炉和盐浴炉、电阻炉等各种电加热炉）内加热。
当工地现场条件不允许时，可砌一简易的炉子，并用木柴、焦炭等固体燃料，进行加热。
如条件许可，也可用煤气、液体燃料进行喷燃。
热浸加热通常只用于尺寸较小的联轴节（内径在100mm以下），方法简便，加热均匀。
氧-乙炔焰加热法用于加热小的机件或较大机件的局部时，方法简便，但要求较熟练的技术，以防过热而烧坏机件。
对于大型联轴器，也可采用多台氧-乙炔焰加热和喷灯加热联合使用，效果很好。
电加热法虽属较好的加热方法，但因需要专用设备，限制了它在安装工地现场的使用，但电感应加热法，还是可以考虑选用。
（4）冷缩装配法
冷缩装配法一般用液氮等作为冷源，且需有一定的绝热容器，故也只能在有条件时才采用
（5）液压装配法
这是一种比较理想的装配方法,但必须对另部件提前进行响应的设计和制造才能使用。
2：
联轴器的找正
联轴器的找正是机器安装的重要工作之一.找正的目的是在机器在工作时使主动轴和从动轴两轴中心线在同一直线上.找正的精度关系到机器是否能正常运转,对高速运转的机器尤其重要.
两轴绝对准确的对中是难以达到的,对连续运转的机器要求始终保持准确的对中就更困难.各零部件的不均匀热膨胀,轴的挠曲,轴承的不均匀磨损,机器产生的位移及基础的不均匀下沉等,都是造成不易保持轴对中的原因.因此,在设计机器时规定两轴中心有一个允许偏差值,这也是安装联轴器时所需要的.从装配角度讲，只要能保证联轴器安全可靠地传递扭矩，两轴中心允许的偏差值愈大，安装时愈容易达到要求。
但是从安装质量角度讲，两轴中心线偏差愈小，对中愈精确，机器的运转情况愈好，使用寿命愈长。
所以，不能把联轴器安装时两轴对中的允许偏差看成是安装者草率施工所留的余量。
单表法：
单表法是近年来国外应用比较广泛的一种对中方法。
这种方法只测定轮毂的外圆读数，不需测定端面读数。
操作中只用一个千分表，故称单表法。
此方法对中精度高，而且能用于轮毂直径小，及轴端距离较大轴的对中，又能用于多轴大型机组轴的对中；用这种方法可以消除轴向串动对找正精度的不良影响，其特点是操作方便，调整简单，是一种比较好的对中方法，目前已得到推广和应用，我们将介绍单表法：
这种方法是用一个千分表固定在轴1上测取轴2所装轴毂的外圆读数，然后通过计算求出支座的调整量，通过加减垫片达到机械对中目的，它的原理是什么？
1、机械轴系对中的原理：
当两轴的轴心线同轴度有误差时，两联轴器的外圆，或端面之间将产生相对的偏差，根据测得的偏差，我们就可以推算出两轴心线的偏差值。
2、什么是轴系对中：
用科学的方法，准确的测量，精确的推算，通过增减垫片的办法达到两轴轴心线同轴度要求。
3、为什么要轴系对中：
因为轴系对中不良，会造成组装的机械产生振动，轴承发热损坏，联结螺丝断裂造成机械故障。
下面我们讲轴系对中的具体方法：
1、基准的确定：
一般来讲，当一个机组找正时，机组中的一台先安装固定好，其他各台以它为基准进行对中找正。
作为基准的机器是根据设计给定的中心线，标高，机器自身水平要求具体条件而安装定位的。
一般应以从动机为基准找正主动机。
基准确定后进行粗找：
1）用直角尺或钢板尺检查端面间隙可调范围，检查轮毂的端面垂直度，首先将轮毂端面垂直度调好，端面间隙符合标准。
2）用钢板尺靠在轮毂的外圆表面上，按上下左右顺序利用透光法进行检查，并调整。
在调整时，先调整高低，高低调好后再进行左右调整，调整到高低左右基本符合标准。
2、精找：
在一切准备就绪后，开始用千分表测取数据步骤如下：
1）在轮毂端面上画好过圆心的十字线，并做好0°，90°，180°，270°四个位置标记。
2）转动此轴使十字垂线零位，位于正上方，并吊线坠检查十字线垂线的两直线是否位于垂直水平位置。
3）将千分表支架装在主动机轴上，并使其触杆接触于被动机轴轮毂上部0°位置，其离端面距离3-5毫米左右。
转动表盘，使千分尺的读数调至零位。
（称调零）
4）将轴旋转90°，180°，270°，360°每隔90°记录千分尺的读数一次，然后将0°读数与180°读数进行计算得出的数值为高低位置加减垫片数值。
将90°位置测量数值与270°测量数值进行计算使左右位置移动数值。
例如：
我们在0°位置测得数值为0.3毫米，转180°测得数值为0.2毫米
0.3-0.2=0.1
0.1÷2=0.05
相差0.05毫米，在被动轴支座降0.05毫米，由原来0.3-0.05=0.25毫米
下面180°位置由原来0.2毫米加上0.05等于0.25毫米
《机械定心案例》
对于大型机器，重达10T，30T的机械定心由于每起吊一回要花费很多时间，很多劳动力，为了提高效率，节省时间，事先要求我们通过计算，算出在支脚1，支脚2底下加或减垫片厚度。
找正实例计算：
如图a所示，主动机纵向两支脚之间的距离L＝3000mm，支脚1到联轴器测量平面之间的距离l＝500mm，联轴器的计算直径D＝400mm，找正时所测得径向间隙和轴向间隙数如图b所示，试求支脚1，支脚2底下应加或应减的垫片厚度。
由图b可知，联轴器在0°，180°两个位置上的轴向间隙S1第一步，使两半联轴器平行。
由于S1所以，为了使两半联轴器平行，必须从主动机支脚2下减去厚度为X的垫片，X值可由下式计算。
X＝b×L/D=0.32×3000/400mm=2.4mm
但是，这时主动机轴上的半联轴器中心抬高了y，y值可由下式计算：
y=l×X/L＝500×2.4/3000＝0.4mm
第二步，使两半联轴器同心。
由于a1e=（a3－a1）/2=（0.44－0.04）/2＝0.20mm
所以，为了使两半联轴器同心，必须再从支脚1和支脚2下，同时减去厚度为y+e＝0.4mm+0.2mm=0.60mm的垫片。
由此可见，为了使两半联轴器即平行，又同心，则必须在主动机的支脚1下减去厚度为（y+e）=0.60mm的垫片，在支脚2下减去厚度为x+y+e=2.4+0.4+0.2mm=3.0mm的垫片。
垂直方向调整完毕后，调整水平方向的偏差，然后用千斤顶，顶推方法进行调整。
操作禁忌，在对设备进行对中找正的操作时，如果主动机与从动机出现了偏差，禁忌调整从动机位置，也禁忌将从动机与主动机同时进行调整。
因为调整从动机的操作会影响到从动机以后的各个传动环节，将会使从动机前面施工的安装工序破坏，而如果从、主动机同时进行调整，又将使两机的调整成为无序操作，操作将变得更加紊乱。
3：
齿式联轴器的维护
需要润滑的:
齿轮联轴器必须保持良好的润滑状态。
润滑油膜对联轴器性能和元件的使用寿命影响很大，没有足够的油量及粘度就不能形成油膜，将导致金属元件之间的直接接触，这样将会加剧联轴器元件的磨损或擦伤，从而使轴和轴承上附加载荷增大，这对联轴器的工作性能是十分有害的。
因此，在使用润滑油的联轴器应定期检查或更换损坏的密封件和已经老化的润滑油。
对不需要润滑的联轴器，应定期检查其联接件有否发生松脱和存在磨损的现象，如发现上述情况应及时检修或更换元件。
在有腐蚀和溶剂的环境中，对所使用的橡胶弹性元件挠性联轴器，除采用佑护罩等措施外，应定期检查或更换橡胶弹性元件，以防止因橡胶老化或脆裂而影响联轴器的工作性能。
中冶宝钢技术第三检修分公司：
王永利
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