細(xì)紗機(jī)主軸熱脹問題
2019-12-05 熱脹冷縮是物質(zhì)的基本性質(zhì)，物質(zhì)（物體）的體積和線性尺寸隨著溫度的起伏而發(fā)生微小的變化，是一種基本的自然現(xiàn)象。
機(jī)械工業(yè)中對(duì)這一性質(zhì)有很多巧妙的應(yīng)用，例如，滾動(dòng)軸承和軸之間的過盈配合，采取電磁加熱軸承內(nèi)圈使其孔徑變大利于安裝、一些熱機(jī)上軸承外圈（或者軸瓦）過盈配合安裝在側(cè)壁孔上，需要液氮冷凍外圈以短時(shí)間減小其尺寸等，大多數(shù)成份固定的機(jī)械用途材料，其線脹系數(shù)已經(jīng)測(cè)定，并做為標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)用以設(shè)計(jì)計(jì)算和理論校核。
圖1 一些材料的線脹系數(shù)
紡紗車間的溫度在一天（24h）內(nèi)波動(dòng)可達(dá)10℃以上，這對(duì)紡紗設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，是一個(gè)不利因素。細(xì)紗機(jī)隨著錠數(shù)的增加，長度一直在延伸，當(dāng)?shù)竭_(dá)一定程度，熱脹冷縮帶來的負(fù)面影響，將不再是一個(gè)可以忽略的問題。
在細(xì)紗機(jī)長車和超長車領(lǐng)域，此現(xiàn)象在近幾年引起了一些不良結(jié)果。例如，集落系統(tǒng)中不銹鋼帶在溫度變化時(shí)張緊程度（本質(zhì)上是總長度）隨著變化引起管栓位置變化，線膨脹積累到一定值，抓管器和管栓的同軸度嚴(yán)重下降，造成無法正常插拔紗管。
圖2 線膨脹累積引起配合件錯(cuò)位
不良效果如圖2所示，因此，必須從機(jī)械設(shè)計(jì)上改進(jìn)結(jié)構(gòu)，以便解決問題，例如，分段定位，把膨脹量分段釋放，不在全長度上累加，本文將以主軸為例，淺析這種思想的應(yīng)用。
細(xì)紗機(jī)主軸是分段通過聯(lián)軸器聯(lián)在一起的，圖3是一種比較傳統(tǒng)的聯(lián)接方法。
圖3 軸端聯(lián)接圖
在軸端開鍵槽，通過鍵，柱狀哈夫式聯(lián)軸器把兩根軸聯(lián)為一體，依次串聯(lián)所有主軸，主軸的作用是傳遞周向扭矩，不傳遞軸向載荷，這使得分段釋放線脹量成為可能。
當(dāng)聯(lián)軸器被緊固螺釘鎖緊后，盡管兩軸端之間設(shè)計(jì)有縫隙，但是鎖緊產(chǎn)生的壓力，進(jìn)而產(chǎn)生的靜摩擦力是巨大的，兩根軸之間相當(dāng)于被串在一起成為一根軸，溫升帶來的長度伸長，一直會(huì)累加，可以考慮分段釋放軸的伸長量。
這種聯(lián)接方法，兩根軸的同軸度是靠軸承座通過假軸工裝保證，聯(lián)軸器不應(yīng)該是同軸的保證，聯(lián)軸器的作用是保護(hù)鍵和傳遞周向扭矩，基于此，可以考慮把聯(lián)軸器的內(nèi)孔加工成臺(tái)階狀，較小的內(nèi)孔和軸端緊固，較大的內(nèi)孔和軸之間有較小的徑向間隙，利于釋放線性膨脹量。
圖5 臺(tái)階聯(lián)軸器（示意，未標(biāo)鍵）
d＜D，兩軸端有間隙T，分段釋放主軸長向的熱脹量，是一種非常實(shí)用的想法，其形式有很多種，可以更換聯(lián)軸器的類型，如撓性聯(lián)軸器等，扭矩的傳遞不是需要擔(dān)心的問題，關(guān)鍵在于如何控制成本。
（來源： 文藝紡機(jī)）
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