陸志龍，包　兵

脹套咬合的故障分析與解決方案

Failure Analysis and Solutions for Expansion Sleeve Occlusion

陸志龍，包兵

1　脹套簡介

脹套屬于機(jī)械通用零部件范疇，用來聯(lián)接不同機(jī)構(gòu)中的兩根軸（主動(dòng)軸和從動(dòng)軸），使之共同旋轉(zhuǎn)以傳遞扭矩，材質(zhì)一般為：45號(hào)鋼，40鉻，45號(hào)錳鋼。脹套由鎖緊盤、錐套、軸套和擰緊螺絲等四部分組成（圖1）。其優(yōu)點(diǎn)如下：

（1）使用脹套可使主機(jī)零件制造和安裝簡單。安裝脹套的軸和孔的加工不像過盈配合那樣要求高精度的制造公差。脹套安裝時(shí)無須加熱、冷卻或加壓，只需將螺栓按要求的力矩?cái)Q緊即可，且調(diào)整方便，可以將輪轂在軸上方便地調(diào)整到所需位置。脹套也可用來聯(lián)結(jié)焊接性差的零件。

（2）脹套的使用壽命長，強(qiáng)度高。脹套依靠摩擦傳動(dòng)，對(duì)被聯(lián)結(jié)件沒有鍵槽削弱，也無相對(duì)運(yùn)動(dòng)，工作中不會(huì)產(chǎn)生磨損。

（3）脹套在超載時(shí)，將失去聯(lián)結(jié)作用，可以保護(hù)設(shè)備不受損害。

（4）脹套聯(lián)結(jié)可以承受多重負(fù)荷，其結(jié)構(gòu)可以做成多種樣式。根據(jù)安裝負(fù)荷大小，還可以多個(gè)脹套串聯(lián)使用。

（5）脹套拆卸方便，且具有良好的互換性。由于脹套能把較大配合間隙的軸轂結(jié)合起來，拆卸時(shí)將螺栓擰松，即可使被聯(lián)結(jié)件松開。脹緊時(shí)，接觸面緊密貼合不易銹蝕，也便于拆開。

圖1　脹套示意圖

2　脹套使用故障及現(xiàn)象

我公司RP100-120/105輥壓機(jī)輥軸與傳動(dòng)部分的聯(lián)接和HXTD800膠帶式提升機(jī)傳動(dòng)減速機(jī)與頭輪的聯(lián)接均采用脹套連接，在維修中出現(xiàn)以下問題：

（1）在2010年檢修時(shí)，HXTD800膠帶式提升機(jī)DTJ320減速機(jī)低速軸密封圈更換，準(zhǔn)備拆卸脹套時(shí)，雖采取多種辦法，花費(fèi)了3d時(shí)間，都無法將減速機(jī)輸出軸與頭輪軸分開，只得氣割減速機(jī)輸出軸脹套進(jìn)行破壞性拆除。

（2）2011年4月份，更換靜輥減速機(jī)，當(dāng)準(zhǔn)備拆卸減速機(jī)與輥軸脹套時(shí)，發(fā)現(xiàn)無法將脹套與輥軸分開，也采取氣割脹套的破壞性拆除方法。

檢查維修中的軸和脹套接合面，發(fā)現(xiàn)存在一個(gè)共同現(xiàn)象，即兩件聯(lián)接件接合面發(fā)生錯(cuò)位咬合，這說明這兩件聯(lián)接件在運(yùn)行過程中發(fā)生了滑動(dòng)。

3　原因分析

3.1安裝時(shí)未嚴(yán)格按照脹套安裝的技術(shù)要求執(zhí)行

（1）脹套安裝前未認(rèn)真檢查備件表面缺陷，如毛刺等。如果缺陷存在而不進(jìn)行處理，擰緊螺絲時(shí)，同樣的扭矩力，鎖緊效果將會(huì)下降。軸和軸套聯(lián)接如果達(dá)不到設(shè)定的預(yù)緊力，必然會(huì)產(chǎn)生打滑，從而產(chǎn)生咬合。毛刺的存在，擰緊螺絲時(shí)，結(jié)合面會(huì)產(chǎn)生膠合，拆卸脹套時(shí)就會(huì)產(chǎn)生軸和軸套分不開的現(xiàn)象。

（2）安裝脹套時(shí)，軸套的內(nèi)表面、軸外表面可能存在油脂，一旦有油（脂），擰緊螺絲擰緊時(shí)，軸與軸套之間會(huì)形成一層油膜，運(yùn)行時(shí)軸與軸套會(huì)產(chǎn)生滑動(dòng)，進(jìn)而產(chǎn)生咬合。我們?cè)谌粘＞S修時(shí)完全忽視了這一點(diǎn)。

（3）擰緊螺絲時(shí)的力矩不平衡。我公司輥壓機(jī)脹套擰緊螺絲時(shí)，由于工作量大，維修工人為省事，沒有嚴(yán)格按技術(shù)要求完成。擰緊螺絲時(shí)按順序依次擰緊，由于未進(jìn)行平衡對(duì)稱擰緊，雖產(chǎn)生900Nm扭矩力，但實(shí)際鎖緊力未達(dá)到900Nm，使軸與軸套產(chǎn)生了滑動(dòng)，從而產(chǎn)生咬合。

3.2配件質(zhì)量存在缺陷

擰緊螺絲一般采用高強(qiáng)度螺絲。按照?qǐng)D紙要求，我公司擰緊螺絲應(yīng)該采用12.9級(jí)螺絲，但檢查發(fā)現(xiàn)實(shí)際使用的螺絲為8.8級(jí)。這兩種螺絲的最大扭矩力分別為1764Nm和1029Nm，安裝時(shí)維修工人實(shí)際操作時(shí)都把扭矩力調(diào)整在1000Nm左右，說明該螺絲一直在極限受力情況下使用，很容易拉伸，因?yàn)槁萁z的拉伸，實(shí)際扭矩力可能達(dá)不到900Nm，導(dǎo)致軸和軸套的滑動(dòng)，進(jìn)而產(chǎn)生咬合。

4　改進(jìn)方案

4.1脹套螺絲由原8.8級(jí)全部更換成12.9級(jí)

4.2形成脹套使用一系列技術(shù)規(guī)范及制度

（1）安裝脹套前，必須按要求檢查脹套及聯(lián)接軸，保證軸的外表面及脹套軸套、錐套內(nèi)孔、外圓和鎖緊盤的內(nèi)表面沒有毛刺、拉毛、碰傷等缺陷，如果發(fā)現(xiàn)有毛刺必須進(jìn)行處理；對(duì)這些零件的表面粗糙度也必須進(jìn)行檢查，不符合要求的要用金相砂紙進(jìn)行處理，確保達(dá)到圖紙的技術(shù)要求。

（2）安裝脹套時(shí)，檢查軸套的內(nèi)表面、軸外表面是否存在油（或脂）。如發(fā)現(xiàn)有油脂，必須清除油漬。清除油漬時(shí)，須用易揮發(fā)性的有機(jī)溶液清洗（如汽油或丙酮）。清洗完畢，再用烘槍烘干表面。

（3）螺絲擰緊時(shí)的方法。示例：公司輥壓機(jī)脹套擰緊螺絲M27共32個(gè)，脹套外圓最大820mm。為了使脹套受力均勻，將32根螺絲分成8組，每組4個(gè)，進(jìn)行編號(hào)，擰緊的方法是按等腰三角形順序依次擰緊，首次按240Nm擰緊一圈，然后增加150Nm扭矩?cái)Q緊第二圈。之后每圈增加100Nm，擰緊螺絲時(shí)不再分組，而是依次擰緊，直至擰緊力矩達(dá)到900Nm，擰緊900Nm必須重復(fù)擰緊三圈。在擰緊螺絲擰緊過程中，必須保持兩只鎖緊盤的距離在整個(gè)圓周上的一致性，如有差異，應(yīng)通過擰緊螺絲調(diào)整其一致性。

（4）維修工程師現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo)，并進(jìn)行維修過程的OK單確認(rèn)。

5　改進(jìn)效果

從2011年4月至今，我公司多次對(duì)輥壓機(jī)、HXTD800斗式提升機(jī)進(jìn)行維修，拆卸脹套時(shí)，只要擰緊螺絲松開，軸與軸套就能輕松分離，既給設(shè)備維修帶來了便利，又節(jié)約了維修成本。

TH131.7文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

1001-6171（2015）01-0057-02

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2014-05-18；編輯：趙蓮