过盈配合中轴套收缩量的理论计算

1、过盈配合中轴套收缩量的理论计算SerialNo.396矿业快报EXPRESSINFORMATION0FMININGINDUSTRY总第396期2002年9月第18期?应用技术？过盈配合中轴套收缩量的理论计算王吉庆徐玉华（冶山矿业有限公司）摘要探讨了压入轴套外径过盈量与内径收缩量的关系，从理论上准确地计 算压入轴套的内孔收缩量，同时找出在实际工作中如何简便地求出收缩量的办法. 从而在机械零件设计时将此收缩量反映到轴套内-ILK寸公差上,使轴套加工完成待压入 机体后，实际尺寸符合轴与孔要求的动配合精度,既科学又经济合理.关键词轴套过盈配合收缩量计算1过盈配合中轴套收缩量问题机械设备中常用到轴与孔的

2、配合.为保护机体（如机架，箱体等）在设备运转中不受磨损， 通常压装轴套，由轴套与轴配合.设备运转一定 周期轴套磨损后更换轴套即可恢复轴孔原尺寸.轴套的外径与机体通常采用静配合,而轴套 内径则与轴保持不同精度的动配合.在机械设 计中一般都只标出轴套内外径的尺寸及公差， 以此来保证装配后形成要求的配合.由于轴套 与机体采用过盈配合，其过盈量()形成轴套与 机体的装配应力，在这种装配应力的作用下，轴 套内径将产生一定的收缩量()，显然，轴套的 收缩量()与轴套压人机体时的过盈量(8)密 切相关，也与轴套和机体的几何尺寸，即两者的 壁厚系数及各自材料性能相关.由于轴套的内孔收缩改变了原来的尺寸， 也就

3、改变了内孔与轴的配合关系，以致达不到 原来的设计要求，容易出现间隙过小，有时甚至 试车温度升高而抱轴，严重时会出现轴孔小于 轴而不能装配的现象.以凿岩机中的配合及处 理办法为例，见表1.2轴套装配收缩量的理论计算工程力学中,一般将外径与内径之比值之 大于1.1的圆筒视为厚壁圆筒，其比值为壁厚系 数.在机械零件中，前述机体件之比值分布在 1.11.5,均属厚壁圆筒，轴套类零件之比值大 致分布在1.O51.35之间.据此，可将轴套压人 机体形成的结构简化为两端开口的厚壁圆筒中 过盈配合组合圆筒问题.双层组合圆筒简图如 附图.表l不同材质轴套与机体的配合 譬材质主要尺寸及公差技术条件 铜套 sn7

4、一.72684-0.045X5555+.103装配后加工机体 ZG45110X68.o3+o.16+O.6O衬套 MoS2 增强尼龙 l10+.o9X90+.+o.60554-0.40机体ZG4512oxl10.?.装配后检查轴套王吉庆，南京钢铁集团冶山矿业有限公司科技开发部，主任.附图厚壁圆筒的过盈配合工程师,211523江苏省南京市.22王吉庆等:过盈配合中轴套收缩量的理论计算2002年9月第18期根据过盈双层组合圆筒原理，可导出轴套与机体配合面间在过盈量为时，它与配合面间的装配应力P之间存在着如下关系：P=2re磊蓦 12E1,r rE2,r; r(1)式中,P为轴套压人机体后配合面间的

5、装配应力,kgf/cm;6为配合面间直径过盈量,mm,rb,r分别为轴套内径半径，机体外半径，轴套与机体配合面半径,mm;，分别为轴套，机体材料的泊松比.根据厚壁圆筒外部受均匀应力P时，口 J得出轴套压入机体后在应变轴套任意半径r处的径向内位移U的计算公式：U-r 一 F(1)rf.-1(2)EL(r 一 r)r则轴套内壁的实际位移量为：u.(七)则轴套压人机体后的内孔直径收缩量为:.(4)将式(1)代人式(4)得：rc-ra)十蕊十 2)据此,在轴套和机体的材料及径向尺寸确用式(5)对每一种配合都进行计算很麻 烦，定时,可根据其配合的过盈量计算出轴套压人为寻求比较简便的方法，现将式(5) 作

6、如下的变机体后的收缩量.化：3压入轴套的收缩系数2r/r1 :丽.EL/r11(r.).一.E,(rb/r)一】.令式中rc/r.一 i,rb/r=i:,i,i分别为轴套和机体的壁厚系数，则：=南.器 1EiE, 一1 :,i; 一 1.瓜K 一丽11则式(6)简化为:一 K6,(7)1.10,1.151.35;钢机体的壁厚系数i 一式中,K为压入轴套收缩系数.1.10,1.15,1.201.50，根据上述之值，可预至此可得出如下结论:当一轴套与机体配先计算出相应的K-i表(见表2).合后，其轴套内孔收缩量等于其外径压人时通过K-i表，即可很方便地获得上述铜套过盈量与压力轴套收缩系数之积,而收

7、缩系数压人联接件后的收缩量f).具体步 骤如下:i机体材料确定盼觎下只与两者壁=68 1.25.12 一_1.6.厚系数有关.b4收缩量的简便求法查K-i表得K-0.82，如通过检查平均过仍以青铜衬套，铸钢机体为例:盈量为O?O4mm,那么=O?826O?O3mm.查E青铜一 10kg/mmz，青铜O.4;E钢一则原铜套内径55工艺尺寸可标为2X 10kg/mmz，钢:O.3o5.+o-+o.o6这样一次加工到位，压装后应可满足分别设青铜轴套的壁厚系数i 一 1.O5,55+的设计要求尺寸,满足与其相关轴的配 合要求.总第396期矿业快报2002年9月第18期表2适用于铜轴套，钢机体的Ki表1

8、.200.520.610.680.720.750.780.800.830.850.860.870.880.890.91据此也可方便地求出其它不同尺寸的轴套,机体组合的压入收缩系数K,并据它们的压入过盈量6求出其实际收缩量.同样还可列出其它使用较多材料的K-i表，方便查算.至 此，也就解决了压入轴套收缩量的简便计算问 题和压入轴套内孔一次完成加工问题.参考文献1上海交通大学力学教研组.工程学.上海科技出版社，1978.52机械工程手册第四篇.工程学.机械工程手册嫡委会.机 械工业出版社,1978.12（收稿日期2002 一 O809）?信息平台？我国矿业应有重点地到国外投资我国加入WTO后,资源

9、领域应抓住机遇大力推进实施全球资源战略，到国外勘查开发 资源，建立稳定的资源国外供应基地，取得合理 的经济收益.中国国土资源经济研究院院长关凤峻说， 当前周边国家和地区与我国睦邻友好,多数运 输方便，特别是周边国家很多丰富的资源，恰是 我国最短缺的资源,如石油，钾盐，铁矿，铜矿， 耕地等，因此应当成为最好的选区.实施全球资 源战略，到国外调查评价,勘查开发利用资源， 需要尽快以地域关联，产业关联为基础,以资产 联结为纽带，组建具有强大国际竞争力的资源 型企业巨舰.一些专家同时提出，我国目前并不具备大 范围实行到国外发展第一产业的条件,应以国 内矿业发展为基础，有重点地发展到国外投资 办矿.我国当前对国外矿产资源的利用，还只适 宜限制在少数矿种:一是国内资源条件差的，不 24得不以利用国外资源为主，如铭，钾盐；二是国 内有一定资源条件但供给有缺口的重要大宗矿 产品，宜实行国内矿业开发和利用国外资源相 结合的方针,如石油,天然气，铁，铜等.这些矿 种,根据其战略地位重要程度和国外产地分布 状况，确定实行鼓励矿产品进口或鼓励企业到 国外投资办矿的不同政策，重点则应放在到国 外投资办矿方面.全国政协委员，矿业专家张文驹说，到国外 投资办矿有购买现成矿山企业和从风险勘查开 始两种形式.过去第一种形式较多，考虑到我国 有巨大而且供给能力过剩的地质勘查队伍，今