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双孔中心轴双联轴瓦结构设计

项目分类:通用机械零部件 发布时间:2022-01-04 ID:490695
  • 双孔中心轴双联轴瓦结构设计

  在轻载传动、连杆铰接类的机械结构里,这类双孔同轴布置的双联轴瓦是很常见的铰接承载部件,常见于小型自动化设备的连杆机构、轻工机械的传动铰接位、检测设备的摆臂连接点,还有小型输送线的摆杆铰接处,主要用来承载两个平行铰接轴之间的连接载荷,同时通过轴瓦自身的耐磨特性降低铰接转动时的摩擦损耗,避免连杆基体直接和销轴接触产生磨损,延长整套连杆机构的维护周期。

  从实际使用场景来看,这类轴瓦适配的是直径4mm的铰接销轴,两个轴孔的中心距是固定的安装边界,设计时首先要确认的就是两孔中心距的公差,因为这个尺寸直接决定了连杆机构的运动轨迹精度,如果中心距偏差过大,会导致连杆运动卡滞,甚至出现销轴别劲、磨损加剧的问题。轴瓦本体采用的是连体式结构,和分体式的两个独立轴瓦相比,连体结构的安装定位更简单,不需要额外调整两个轴瓦的相对位置,装配时直接将连体轴瓦嵌入连杆基体的安装槽内即可,能有效减少装配工时,同时避免设备运行过程中两个轴瓦出现相对位移,保证铰接点的同轴度稳定。

  轴瓦部分采用的是镶嵌式耐磨衬套结构,衬套材质通常选用自润滑耐磨材料,不需要额外加注润滑脂就能满足长期轻载转动的使用需求,很适合用在不方便定期维护加油的铰接位置,比如封闭设备内部的连杆机构、洁净环境下运行的自动化设备,避免润滑油泄漏污染生产环境。衬套和本体之间采用过盈配合压装,设计时要控制过盈量在合理区间,过盈量太小会导致衬套在转动过程中出现松脱跟转,过盈量太大则会导致衬套内孔收缩变形,销轴装配后转动阻力过大,甚至出现卡滞无法转动的问题。

  从外形结构来看,轴瓦本体的两端是圆形的轴瓦安装座,中间通过连接筋将两个安装座连为一体,连接筋的厚度要根据实际承载载荷来核算,既要保证足够的结构强度,避免设备受冲击载荷时连接筋断裂,又要尽可能控制整体重量,降低连杆运动过程中的惯性力,尤其是在高速往复摆动的机构里,运动部件的重量直接影响驱动元件的负载选型和机构的运行平稳性。两端安装座的外径尺寸要和连杆基体的安装孔尺寸匹配,安装座的厚度要略大于连杆基体的厚度,保证压装衬套后,衬套的两端面能和连杆两侧的压板或者挡片贴合,避免轴瓦在轴向出现窜动。

  设计这类双联轴瓦的时候,首先要结合实际使用的载荷特性确认参数:如果是静载铰接的场景,比如固定支撑架的铰接位,本体材料可以选用普通的工程塑料,降低生产成本;如果是长期往复摆动的动载场景,本体则需要选用强度更高的增强尼龙或者金属材质,保证长期运行不会出现结构变形。衬套的内孔粗糙度要控制在合理范围,太粗糙会增大和销轴之间的摩擦系数,加快磨损速度,太光滑则会降低衬套表面的储油能力,对于需要少量润滑的使用场景反而不利。另外两个轴孔的平行度是设计时必须重点管控的形位公差,如果两孔平行度超差,销轴装入后会出现单边接触的情况,局部压强过大,会大幅缩短轴瓦的使用寿命,严重时还会导致销轴弯曲变形。

  在安装边界方面,这类连体轴瓦的整体外轮廓要和连杆的安装槽完全贴合,安装槽的深度要和轴瓦本体的厚度匹配,保证轴瓦装入后不会高出连杆表面,避免和周边的运动部件产生干涉。轴瓦装入连杆后,两个衬套的内孔要和连杆上的销轴过孔完全同轴,不能出现错位,否则销轴装配时会强行挤压衬套,导致衬套变形损坏。在实际选型替换的时候,除了确认轴孔直径、两孔中心距这两个核心参数,还要确认本体的整体厚度、安装座外径这些尺寸,避免出现买回来的配件装不进原有安装位的情况。

  从维护角度来说,这种带自润滑衬套的双联轴瓦,日常使用不需要频繁维护,只需要在设备定期大修的时候检查衬套的磨损量,如果衬套内孔和销轴之间的间隙超过设计允许值,直接更换衬套或者整个轴瓦组件即可,不需要更换整个连杆部件,能大幅降低设备的后期维护成本。相比直接在连杆上加工轴孔的结构,这种镶嵌轴瓦的结构把磨损集中在可替换的轴瓦部件上,有效保护了连杆基体,延长了整套机构的整体使用寿命,在小载荷多铰接点的自动化设备、轻工机械里应用十分广泛。

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