98%的loser玩过的:需要计算的过盈配合
98%的loser玩过的需要计算的过盈配合。废话少说,说,当年,本人还是尚未娶妻,青春年少,意气风发,天天在厂里忙的脚后跟打屁股,被一帮搞管理的吆来喝去,懵懂不知,还自TM我感觉良好。
某一日,厂里老大喊我到其办公室,交给一任务:把一个大环装到一大轴上,过盈配合,形成一大滚碾子,要用来干活。
原来的大滚碾子从德国进口的,老大说TM实在太贵,咱们自己搞。
大轴准备从一重,二重买,大环一开始准备从德国买,后来小日本也挤进来了,分了一杯羹,后来小日本的便宜,干脆全买小日本算了,英国人后来也挤进来了,那是后话。
详细的技术信息不打算披露了,省的麻烦。
这个大滚碾子形状吗如同大齿轮轴一样,大环内孔宽,接近900,然后中间有点收腰,到了外缘,又有900宽左右,内孔接近750,外圈吗,1500,可能还多。
TMD,总而言之,就是TM的大,工况极端特殊,传递的扭矩惊人,受的冲击惊人!
最关键的,过盈连接TM怎么设计呢?
这个工况是非常非常极端的,扭矩吗?峰值百吨米是有的吧!正反转,冲击重载。时不时咣当来那么一下!
老大把任务布置下来之后,就潇洒的拍拍屁股去德国考察了,说是替我去偷德国人的资料去了,这活风险大,弄不好身败名裂,他就替我担了,省的我跑!
我也想身败名裂一把,可惜不够格。
不过那时,对于技术的兴趣压倒了不满,本loser开始琢磨起这个大滚碾子起来。
本loser一开始没有急着计算,本loser一开始就是想想有什么类似的结构,类似的工况。先找一个借鉴的。
天天蹬这个28加肥的凤凰大杠跑图书馆。
最后总结了一下几种形式:
1、环氧树脂粘接,齿轮轴上常用。
2、圆柱过盈面+键连接,平键,切向键都有。
3、锥轴+锥孔,过盈连接+预留液压拆卸槽。
4、圆柱轴+液压锥套+锥孔。
5、圆柱轴+圆柱孔,过盈连接+预留液压拆卸槽。
我大概考虑就这5种形式,其他就没有考虑。
5种形式,我不由得想到广告词:“五种粮食,五粮春”。妈了个逼的,不能喝是本loser的致命弱点,也导致最后灰溜溜走人。
考虑完形式后,本loser再对照工况,实际要求,再反过头筛一遍。
1、环氧树脂,或者AB胶之类,第一个给否了,本loser玩过AB胶,也灌过环氧,感觉这种极端工况,大家伙,还是不行。算都没有算,直接给否了。
2、过盈+键,这个键和键槽很麻烦,键槽破坏过盈面,本身就是应力源。
这种工况条件下,这个键实际不能承受巨大切向力的,正反转+冲击,键加工再精密,也容易被挤垮!
切向键更不靠谱,过盈面破坏完了!
1,2否决了之后,就要重点考虑过盈连接了。
OK,这个过盈的装配面怎么玩呢?当时没感觉,现在回过头想想,自己像个傻子一样把一盆子屎抱在怀里,还一个劲的说,好,能学到东西!别人是TM躲都来不及,我却是迎上去了。
我就去TM机械设计手册查极端大过盈,OK。
但是,首先一个问题:锥面配合,还是柱面配合呢?
从内心的感觉,还是柱面保险,但是柱面装了就没办法拆的,这个轴,还是想重复利用的,即使破坏性拆卸,也很麻烦!得用割刀一点点的劈开。
用锥面吗?这么大的锥面,从来没有玩过,也不知道可行否!原来干过1060的锥,但是那个传动功率,冲击载荷,根本不是一个档次的。
想来想去,操,还有个重要问题没有考虑:
工程师要按要求解决问题啊!但是得利用现有资源,你得考虑能不能加工的出来锥面!
去问机加工的工长,他头摇的跟泼浪鼓一样:”还锥面呢,柱面我都保证不了!你们TM搞来的立车,都TM要散架了!“
那个床子转速一直上不来,搞的大家头很大,采购的人已经被抓了,但是活大家还得干!
既然加工保证不了,那就放弃锥面,就用柱面吧,这也算是把基本形式定了。
好吧,本loser在众人一片“这个顶缸的货”的目光中,去玩这个大过盈了。
圆柱面的名义尺寸好定,根据轴的名义尺寸来,量一量老外的,再反过来核算一下轴的弯曲+扭转强度,基本差不多了。
圆柱面的名义尺寸大概定在700左右。然后开始选这个大过盈了。
一开始查设计手册,什么大的就看什么,u7?v7?z7?后来想想不对,就算逼着机加工的人干到5级精度,700多的名义尺寸,如果直接选用优先标准系列配合,5级精度孔轴的公差累积变动量达到70-80微米应该是有的,这个70-80微米的过盈变动量可能相对于总过盈量比例不大,但是造成后面装配内应力分布范围就大了,这对降低装配内应力不好。
好吧,要用特殊定制大过盈配合了。
当时,本loser遇到难题,不像现在是绕着走,看笑话,而是像黄继光堵机枪眼一样冲上去,是吧?本loser玩的就是定制,极端冲击负载场合,尔等都玩不来,不敢玩的场合,那个一般小过盈,小锤敲敲打打,在本loser眼中那就是个P! 本loser已经脱离这种低级趣味的阶段,本loser就玩“高端”加“极端”。
话说本loser脱离了低级趣味,小打小闹,向“高端”“极端”方向发展,但是本loser意识到,就是卫星上天,还得从地上发射,机加工可能是“大过盈”的瓶颈。
本loser就去找老T去了,就是那个机加工的工长,想知道机加工的精度到底能有多高。
那时也没有什么城府,崇尚“千斤拨四两”,本loser跟你没啥废话,就是要用绝对的实力压服你。
跟老T开门见山,哇啦哇啦一通说了,老T眨巴眨巴眼睛:领导要我干吗?
我就问:两个床子,一个立车,一个卧车,立车干大环,卧车干大轴,精度到底能干到多少?
老T说:领导你要我干多少,我就干多少!
我懒得跟他废话:套内孔尺寸不要求,只要落到范围内就可以,但是圆柱度,0.02以内。然后轴配套车,尺寸0.03以内,圆柱度,0.02。
老T说他申请下岗,他干不了。
我也没多余的话:干好了,一件嘉奖200,我向总工申请。
本loser在厂里虽有“二愣子”的美誉,但个人信用是有的,基本是一个唾沫一个坑,我答应下面班组工段的事,都兑现了,那种不“男人”的事,本loser是开不了口的。
老T立马闭嘴:领导,你就当我刚才放了个P!
我当时思路就是:
干大套的立车太烂了,尺寸不好控制,同时,孔内径大5毫米,小5毫米,基本没有影响,过盈量根据具体尺寸算,轴配车就可以了。
干大轴的床子,是进口的,尽量压榨它的精度吧!
我TM得寸进尺:老T,能不能表面车得毛糙一点。
老T说:我能给你车出花来!这么高精度,我TM能干出来就不错了。
后来又商量了一下,老T答应:最后用砂纸打毛一下。
还有量具,这个肯定不能量了数值去算了,老T建议拿内径千分尺把内孔的尺寸“带”出来,然后用同一把外径千分尺对比的量。务求过盈差值准确。
我想干脆弄6把内外径尺子,在6个对应位置量,相互对比。老T同意了。
后来让老T到公司库房领了6把内径,6把外径千分尺。老T为了这个后来死活要我再加他100,说那个尺,根据公司规定,不满300公斤,不能用汽车来,大热天让下面兄弟骑了三轮车去拉,拉了两趟,路上车胎还放炮了,我TM是一动嘴,他们跑断腿!
(颜色用光了,下转43楼) 本帖最后由 一两酒 于 2013-7-15 22:58 编辑
其实机加工还是挺复杂的,尤其接近800的加工面,一刀走过去,“推拔”度是肯定有的,(就是因刀具磨损造成的锥面)那是老T操心的事了,我就不管了。
下面我就精心设计那个“大过瘾”了。
首先吗,要对大环进行应力校核了,轴我根本就不考虑,要坏,也是环先坏,用环的许用应力扣掉环件残留的应力,工作载荷产生的应力。大概就知道热装造成的应力值的范围。这个估算很快的,许用应力的范围出来了。
用许用应力的范围倒推过盈量,我操,过盈巨大无比,跟自己想像的根本不是一回事。按照这个过盈量,加热到800度,都TM装不进去!(不说800度膨胀量不够轴大,因为热转也要有最小装配间隙的)
800度,都TM回火了,那大环还能用吗?
或者是老外玩的是冷装+热装,来个冰火两重天?
后来回过神来,骂自己是蠢猪,许用应力值是一回事,传递要求扭矩,装配表面所需应力值是TM另一回事!还有个弹性极限问题!
好吧,再来估算,传递要求扭矩,加上安全系数,反推装配表面所需的应力值。
然后,不考虑残留应力和工作载荷的应力,就用装配表面所需的应力值再反推热装过盈量,我操,出奇的小?
不是大就小,本人头有点大。
当时头有点晕,就出去走走,心里想,妈了个逼的,这老大,能从德国偷资料回来吗?偷回来就省事了。
看看手上几个数:
环件许用应力,环件残留的应力,工作载荷的应力,传递要求扭矩所需表面应力值,大过盈产生的应力值,小过盈产生的应力值。
忙了一整天,就搞了几个数,没啥进展。本loser 心中充满沮丧。
本loser心高气傲,给敲了一棒子,也冷静下来分析一下。
环件许用应力是厂家提供的,数值也最大,数字应该可靠。
残余应力,数值不小,即使相对于许用应力也不是小值,是最大的危险源。
工作载荷的应力,不大,但是这个货呢,有个局部载荷集中问题,最高值也不小,但和前两者比,也是毛毛雨了。
传递要求扭矩所需表面应力值,这个不大,但是,它是多变的,其他几个值要么比较确定,要么能测量,这个值,不好把握,想了半天,按瞬时冲击来算吧,还TM去电气要电机的电流速度图去。
大过盈产生的应力值,小过盈产生的应力值。也就给了个范围,意义不大。
应力怎么整合呢?本来想,加到一起得了,因为其他值相对于残余应力值不大,想了想,本loser吗,还是要显示出压倒性的实力来,省的有人有P话!
实际应用的时候,德国的滚碾子,有崩断的,有大块掉肉的,崩断按第一强度理论校核,崩断就按第三强度理论校核吧,对不对不管,先唬住人再说。
冷静下来,又TM把《理论力学》书翻开,算工作载荷的应力时候,TM的,又去电气要最大输出扭矩,最大瞬时角加速度,再算了一遍。
算完了之后,本loser对过盈量的范围有个谱了,确实不小,但也没有到极端变态的地步,算是常态的边缘吧。
不过呢,本loser对计算结果一般是只当参考,具体取值,本loser是要根据经验调整的,这也是本loser牛逼所在。 对计算结果一般是只当参考,这是本loser的一贯态度。
计算让本Loser大致心中有个底,应该说,还是有很大的余量的,传递大扭矩所需的过盈量,实际引起的应力增加值不多。
但是有两个因素我没有考虑。
一是大轴由于工作载荷会有挠曲,会造成大环的两边应力值增加。
二是大环可能有弹性变形。
第一个问题,我是考虑了,但是就是随便估计一个可能增加值,叠加上去。
第二个问题,我就压根没有考虑。
估计了范围之后,就是取值了,本loser当然不能随便就取一个中间值,面对现在这个问题,本loser考虑了半天,终于做了个决定:
德国的环,残余应力大,取整个范围的0.382,日本的环,残余应力小,取整个范围的0.618。
定完之后,本loser不仅为自己的足智多谋而沾沾自喜! loser一枚坐等下文。。 占座学习, loser表示,计算过盈量需要扭矩 大侠回首过往,颇有愤青的模样。:lol 坐等。 只靠过盈连接么?传递扭矩很大,这样可靠么? 旁观学习 围观,学习 进来听课。