《制藥機械(第二版)》第五章制藥設(shè)備連接與支承ppt課件

1、第五章 制藥設(shè)備銜接與支承. 第五章 制藥設(shè)備銜接與支承 學習目的： 經(jīng)過本章的學習，應到達以下三點要求：掌握鍵銜接、螺紋銜接的類型、特點及運用；軸和聯(lián)軸器、軸承在制藥設(shè)備中的運用及維護保養(yǎng)方法。了解各類銜接、支承的根本原理。了解各類銜接件和支承件的資料選用。.在機械設(shè)備中，為了滿足構(gòu)造、制造、安裝及檢修等方面的要求，廣泛運用各種銜接和支承。所謂銜接是指被銜接件與銜接件的有機組合。如箱體與箱蓋、輪圈與輪心、軸與軸上零件的銜接等。銜接件有螺栓、螺母、鍵、銷、鉚釘又稱為用于靜銜接的緊固件及連軸器、離合器又稱為動銜接件等。所謂支承本質(zhì)也是一種銜接，但較多的都屬于動態(tài)銜接，在支承中軸與軸承是最常用的支

2、承件。. 第一節(jié) 鍵、花鍵和銷 一、 鍵銜接 鍵銜接通常用于軸和軸上零件(齒輪、帶輪、鏈輪、凸輪、聯(lián)軸器等)之間的銜接。其銜接方法見圖5-1。圖5-1所示為軸與齒輪的銜接，首先在軸上和齒輪孔壁上分別加工出鍵槽，并將鍵嵌入軸上的鍵槽內(nèi)，再將齒輪上的鍵槽對準軸上的鍵套到軸上，這就構(gòu)成了鍵銜接。 圖5-1鍵銜接 1.軸；2.軸上鍵槽；3.齒輪上鍵槽；4.齒輪；5.鍵. 鍵是規(guī)范銜接件，根據(jù)運用要求的不同常用類型有平鍵、半圓鍵、楔鍵、切向鍵幾大類。 (一)平鍵銜接 普通平鍵用于靜銜接，圖52為普通平鍵銜接的構(gòu)造方式。任務(wù)時，靠鍵同鍵槽側(cè)面的擠壓來傳送扭矩。 按其用途，平鍵分為普通平鍵、導向平鍵和滑鍵三

3、種。 . (a)圓頭(A型) (b)方頭(B型) (c)單圓頭(C型) 圖5-2平鍵銜接1.普通平鍵普通平鍵按端部外形分為圓頭平鍵圖52a、方頭平鍵52b及單圓頭平鍵 圖52c三種。 .2.導向平鍵導向平鍵(圖5-3)是一種較長的平鍵，用螺釘固定在軸上的鍵槽中，為了裝配方便，在鍵的中部設(shè)有起鍵用螺釘孔，軸上的傳動零件可沿鍵作軸向滑動。3.滑鍵當滑動間隔較大時，可采用滑鍵圖5-4。滑鍵和軸上零件固定在一同，任務(wù)時軸上零件帶動鍵一同沿軸上的長鍵槽滑動。圖5-3 導向平鍵銜接 圖5-4 滑鍵銜接.二半圓鍵銜接半圓鍵銜接的鍵和鍵槽均做成半圓形，同樣也是以兩側(cè)面為任務(wù)面來傳送轉(zhuǎn)矩。鍵可以在鍵槽中擺動，因

4、此可以自動順應鍵槽底面的斜度。半圓鍵安裝方便，對中性好，但軸上的鍵槽較深，對軸的強度減弱較大，常用于輕載銜接或輔助銜接。其構(gòu)造如圖5-5所示。圖5-5半圓鍵銜接.三楔鍵銜接如圖5-6所示，楔鍵的任務(wù)面為上下兩面，其上外表和輪轂鍵槽的底面都具有1：100的斜度，裝配時需沿鍵的軸向打緊，楔緊后上下兩面分別與輪轂和軸上鍵槽的底面貼合，并產(chǎn)生很大的預緊力。任務(wù)時，主要依托此預緊力所產(chǎn)生的摩擦力來傳送轉(zhuǎn)矩，并能一方向接受軸向力和軸向固定零件。a圓頭楔鍵 b方頭楔鍵 c鉤頭楔鍵圖5-6 楔鍵銜接. 二、花鍵銜接如圖5-7所示，花鍵銜接是平鍵在數(shù)量上開展和質(zhì)量上改善的一種銜接，它是由周向均布多個縱向鍵齒的軸

5、與帶有相應的鍵齒槽的軸上零件相配合而成的可拆銜接，鍵齒側(cè)面為任務(wù)面，依托這些齒側(cè)面的相互擠壓傳送轉(zhuǎn)矩。與平鍵銜接相比，花鍵銜接具有承載才干高、對中性好、便于導向、對軸的強度減弱小(齒淺、應力集中小)等優(yōu)點。缺陷是構(gòu)造復雜，本錢較高。適用于載荷較大、定心精度要求較高的靜銜接和動銜接。. 圖 5-7花鍵銜接 三、銷銜接銷銜接是將銷置于兩被銜接件的銷孔中而構(gòu)成的一種可拆銜接，它主要用來固定零件之間的相對位置(圖5-8)，它是組合加工和裝配的重要輔助零件，也用于軸與軸上零件的銜接(圖5-9)或其他零件的銜接，并可傳送不大的載荷；還可作為平安安裝的過載剪斷元件(圖5-10)。.銷可分為圓柱銷、圓錐銷、開

6、口銷等。圓柱銷圖5-11a利用微量過盈固定在鉸制的銷孔中，用以固定零件、傳送動力或作定位元件。 圖5-8定位銷 圖5-9銜接銷圖5-10平安銷.圖5-11圓柱銷和圓錐銷 圖5-12 螺紋圓錐銷圖5-13開尾圓錐銷 圖5-14開口銷. 第二節(jié) 螺紋銜接 一、螺紋的分類根據(jù)牙型，螺紋可分三角形、矩形、梯形和鋸齒形圖5-15，其中三角形螺紋主要用于銜接，矩形、梯形和鋸齒形螺紋主要用于傳動。a三角形螺紋 b矩形螺紋 c梯形螺紋 d鋸齒形螺紋圖5-15螺紋的分類. 二、螺紋銜接的類型螺紋銜接的根本類型有螺栓銜接、雙頭螺柱銜接、螺釘銜接、緊定螺釘銜接。一螺栓銜接螺栓銜接(圖5-16)用一端有螺栓頭另一端制

7、有螺紋的螺栓，穿過被銜接的通孔，旋緊螺母，將被銜接件銜接起來。螺栓銜接分為普通螺栓銜接圖5-16a和鉸制孔用螺栓銜接圖5-16b，前者螺栓桿與孔壁之間留有間隙，螺栓接受拉伸變形；后者螺栓桿與孔壁之間沒有間隙，螺栓接受剪切和擠壓變形。螺栓銜接裝拆方便，本錢低，常用在被銜接不太厚并能從銜接兩邊進展裝配的場所。 .二雙頭螺柱銜接雙頭螺柱銜接(圖5-17)是將雙頭螺柱的一端旋緊在被銜接件之一的螺紋孔中，另一端那么穿過其他被銜接件的通孔，然后擰緊螺母，將被銜接件銜接起來。 (a)普通螺栓銜接 (b)鉸制孔用螺栓銜接圖5-16 螺栓銜接.三螺釘銜接螺釘銜接(圖5-18)是用螺釘穿過較薄的被銜接件的通孔，然

8、后旋入另一被銜接件的螺紋孔中。這種銜接不用螺母，有光整的外露外表。它適用于被銜接件之一太厚、不經(jīng)常裝拆、受力不大的場所。經(jīng)常拆裝會使被銜接件的內(nèi)螺紋孔遭到損壞。圖5-17 雙頭螺柱銜接.四緊定螺釘銜接 螺釘銜接(圖5-19)是利用擰入零件螺紋孔中的螺釘末端頂住另一零件的外表或頂入相應的凹坑中，以固定兩個零件的相互位置。這種銜接多用于軸與軸上零件的銜接，并可傳送不大的載荷。圖5-18 螺釘銜接 圖5-19 緊定螺釘銜接. 三、螺紋銜接件規(guī)范螺紋銜接件有螺栓、雙頭螺柱、螺釘、緊定螺釘、螺母、墊圈等，其構(gòu)造、尺寸在國家規(guī)范中都有規(guī)定，見表5-1。 四、螺紋銜接的預緊與防松螺紋銜接在裝配時要擰緊，稱為

9、預緊。預緊可提高螺紋銜接的嚴密性、緊固性和可靠性。預緊力應適當，預緊力過大，就有能夠破壞螺紋銜接，預緊力過小，又起不到預緊作用。控制預緊力可用測力矩扳手圖5-20圖5-20測力矩扳手. 第三節(jié) 軸和聯(lián)軸器 一、軸軸是機械中的重要零件之一。它的主要功用是支承軸上的回轉(zhuǎn)零件，如齒輪、帶輪、鏈輪、凸輪等，以實現(xiàn)運動和動力的傳送。一軸的分類根據(jù)軸的幾何外形，軸可以分為直軸、曲軸和軟軸。在制藥機械中，直軸運用最為廣泛。本章只討論直軸以下簡稱為軸。根據(jù)軸上所受載荷的不同，軸可以分為以下三類：.1.心軸 只受彎矩而不受扭矩的軸稱為心軸。心軸又分為轉(zhuǎn)動心軸和固定心軸。留意軸隨軸上回轉(zhuǎn)零件一同轉(zhuǎn)動時稱為轉(zhuǎn)動心軸

10、，如火車輪軸，見圖5-21(a)；而固定不轉(zhuǎn)動的心軸稱為固定心軸，如自行車前輪軸圖5-21(b) 2.傳動軸 只接受扭矩而不接受彎矩(或彎矩很小，可以忽略不計)的軸稱為傳動軸，如汽車的主傳動軸等，見圖5-21(c)。3.轉(zhuǎn)軸 既接受彎矩,又接受扭矩的軸稱為轉(zhuǎn)軸，如減速器中的軸，見圖5-19(d)。這是制 .藥機械中最常見的軸。 (a) 轉(zhuǎn)動心軸 (b) 固定心軸(c) 傳動軸 (d) 轉(zhuǎn)軸圖5-21 軸的分類1-火車輪軸; 2-自行車前輪軸; 3-汽車主傳動軸; 4-減速器軸.二軸的資料軸的資料主要采用中碳鋼和合金鋼。碳鋼對應力集中的敏感性較小，價錢較低廉，并能經(jīng)過熱處置改善其綜合機械性能。常

11、用的碳鋼為30、35、40、45、50號鋼，尤其是45號鋼運用較多。合金鋼比碳鋼具有更好的機械性能和熱處置性能，但其價錢較貴，對應力集中較敏感。因此多用于重載、高溫、低溫、要求質(zhì)量和尺寸較小或有腐蝕性介質(zhì)的場所。常用的有40Cr35SiMn、40MnB等調(diào)質(zhì)，1Crl8Ni9Ti淬火，20Cr滲碳淬火等資料，其中1Crl8Ni9Ti主要用于在高、低溫及強腐蝕性條件下任務(wù)的軸。球墨鑄鐵可用于制造外形復雜的曲軸和凸輪軸。球墨鑄鐵具有價廉、應力集中不敏感、吸振性好和容易鑄成復雜的外形等優(yōu)點，但鑄件的質(zhì)量不易控制。.三軸的構(gòu)造軸的構(gòu)造如圖5-22所示。軸上安裝零件的部分稱為軸頭；軸被軸承支承的部分稱為

12、軸頸；銜接軸頭和軸頸的過渡部分稱為軸身。軸上直徑變化所構(gòu)成的臺階稱為軸肩，環(huán)形部分稱為軸環(huán)，用來實現(xiàn)軸上零件的軸向固定。軸向固定的方法還有靠套筒固定，靠圓螺母固定，靠緊定螺釘固定等。普通軸上要開設(shè)鍵槽，經(jīng)過鍵銜接使零件與軸一同旋轉(zhuǎn)，即實現(xiàn)軸上零件的周向固定。周向固定的方法還有過盈配合、銷銜接等。 .圖5-22 軸的構(gòu)造. 二、聯(lián)軸器聯(lián)軸器是用來實現(xiàn)同一軸線上兩根軸的銜接，并傳送回轉(zhuǎn)運動和轉(zhuǎn)矩的機械安裝。按照有無補償軸線偏移才干，可將聯(lián)軸器分為剛性聯(lián)軸器和撓性聯(lián)軸器兩大類型。一剛性聯(lián)軸器剛性聯(lián)軸器沒有補償軸線偏移的才干。這種聯(lián)軸器構(gòu)造簡單，制造方便，承載才干大，本錢低，適用于載荷平穩(wěn)、兩軸對中良

13、好的場所。常用的剛性聯(lián)軸器有套筒聯(lián)軸器、凸緣聯(lián)軸器。套筒聯(lián)軸器是用鍵或銷釘將套筒與兩軸銜接起來，以傳送轉(zhuǎn)矩,如圖5-23所示。當軸徑較小時，套筒普通用35或45號鋼制造，軸徑較大時可用HT200制造。這種聯(lián)軸器構(gòu)造簡單，徑向尺寸小，適用于兩軸直徑較小、同心度較高和任務(wù)平穩(wěn)的場所。.凸緣聯(lián)軸器如圖5-24所示，由兩個帶有凸緣的半聯(lián)軸器分別用鍵與兩軸相銜接，然后用螺栓銜接，從而將兩軸銜接在一同。凸緣聯(lián)軸器有兩種對中方法：一種是用一個半聯(lián)軸器上的凸肩與另一個半聯(lián)軸器上的凹槽相配合而對中見圖5-24(a)；另一種那么是共同與剖分環(huán)相配合而對中見圖5-24(b)。前者對中精度高，但裝拆時軸必需作軸向挪動

14、；后者無此缺陷，但對中不準確。銜接螺栓可以采用普通螺栓，此時轉(zhuǎn)矩靠擰緊螺栓在兩個半聯(lián)軸器接合間產(chǎn)生的摩擦力矩來傳送見圖5-24(b)；也可采用鉸制孔螺栓，此時螺桿與螺孔為過渡配合，靠螺栓桿受剪切和擠壓來傳送轉(zhuǎn)矩見圖5-24(a)。圖5-23套筒聯(lián)軸器.凸緣聯(lián)軸器普通用35或45鋼制造，轉(zhuǎn)速不高時可用HT200制造。凸緣聯(lián)軸器構(gòu)造簡單、運用維護方便、對中性和剛性好、傳送轉(zhuǎn)矩大，適用于載荷平穩(wěn)、轉(zhuǎn)速不高、無沖擊、軸的剛性大和對中性好的場所。 (a) (b)圖5-24凸緣聯(lián)軸器.二撓性聯(lián)軸器撓性聯(lián)軸器分為無彈性元件和有彈性元件兩種。無彈性元件的撓性聯(lián)軸器只具備補償軸線偏移的才干，不具備緩沖吸振的才干

15、?；瑝K聯(lián)軸器(圖5-25)就是無彈性元件的撓性聯(lián)軸器，它是由兩個帶有一字凹槽的半聯(lián)軸器1、2和帶有十字凸榫的中間滑塊3組成，利用凸榫與凹槽相互嵌合并做相對挪動補償軸線偏移。圖5-25滑塊聯(lián)軸器.另一種常見的無彈性元件的撓性聯(lián)軸器為萬向聯(lián)軸器，如圖5-26所示。萬向聯(lián)軸器由兩個叉形零件1、3用一個中間銜接件2和軸銷4、5(包括銷套及鉚釘)相銜接而構(gòu)成，軸銷4與5相互垂直配置，并分別把兩個叉形接頭與中間零件2銜接起來，從而成為一個可動的銜接。圖5-26萬向聯(lián)軸器.萬向聯(lián)軸器各零件的資料，除鉚釘用20號鋼外，其他用合金鋼，以得到較小的構(gòu)造尺寸和較高的耐磨性。因這種聯(lián)軸器構(gòu)造緊湊，運用維護方便，運轉(zhuǎn)靈

16、敏，因此廣泛用于制藥機機械的傳動系統(tǒng)中。圖5-27為萬向聯(lián)軸器在三維混合機中的運用。圖5-27萬向聯(lián)軸器在三維混合機中的運用. 第四節(jié) 軸承軸承是支承軸的重要部件，其功用有兩方面：一是支承軸及軸上零、部件，并堅持軸的旋轉(zhuǎn)精度；二是接受負荷，并減少相對回轉(zhuǎn)零件之間的摩擦與磨損。根據(jù)任務(wù)時摩擦性質(zhì)的不同，軸承可分為滑動軸承和滾動軸承兩大類。滾動軸承是規(guī)范組件，它摩擦損失小，順應轉(zhuǎn)速范圍寬，對起動沒特殊要求，任務(wù)時的維護要求不高，故在普通機械中廣泛運用。對于滾動軸承不能完全滿足運用要求的某些場所，如高速、重載荷、高回轉(zhuǎn)精度、低速且有較大沖擊，特別是構(gòu)造上需求剖分等場所，就需求采用滑動軸承，如汽輪機、

17、內(nèi)燃機、破碎機及水泥攪拌機等機械中多有運用。. 一、滑動軸承一滑動軸承的分類和構(gòu)造 1.整體式向心滑動軸承圖5-29所示為整體式滑動軸承，它是由軸承座、整體軸瓦(也稱軸套)組合而成，依托螺栓固定在機架上。整體式滑動軸承構(gòu)造簡單，本錢低廉，但當軸瓦與軸頸磨損后所產(chǎn)生的間隙難以調(diào)整時，只能改換軸瓦，而且在裝拆時，軸承或軸必需進展軸向挪動，呵斥裝拆困難，故整體式滑動軸承只適用于低速、輕載及不經(jīng)常裝拆的場所。.2.剖分式向心滑動軸承圖5-30為剖分式滑動軸承，它是由軸承蓋、軸承座、剖分式軸瓦及銜接螺栓組成。為便于軸承蓋與座的定位，將剖分面做成凹凸形。這種軸承任務(wù)外表磨損后產(chǎn)生的間隙可以調(diào)整補償，軸瓦的

18、運用壽命因此延伸；由于構(gòu)造上可以剖分，這種軸承裝拆時軸不用做軸向挪動，裝拆性能較好。剖分式滑動軸承在消費中運用廣泛。圖5-29整體式向心滑動軸承1-軸承座 ；2-軸瓦.圖5-30剖分式向心滑動軸承1-軸承蓋；2-銜接螺栓；3-剖分式軸瓦 ；4-軸承座二滑動軸承的常用資料滑動軸承中直接與軸摩擦的部分是軸瓦。為了節(jié)省貴重金屬，常在軸瓦內(nèi)壁上澆鑄一層減摩資料，稱作軸承襯?；瑒虞S承資料主要是指是軸瓦或軸承襯的資料，對軸瓦后軸承襯資料的主要要求是：具有良好的耐磨性、磨合性、耐腐蝕性、抗膠合性和導熱性。 .常用的軸瓦(或軸承襯)資料有三大類：1.金屬資料軸承合金是軸承襯的常用資料，它分為錫基和鉛基軸承合金

19、兩大類(如ZSnSbllCu6、ZPbSbl6Snl6Cu2等)，前者以錫后者以鉛作基體。軸承合金具有良好的耐磨性、抗膠合才干、導熱性、跑合性、對光滑油的親和性及塑性都好，但機械強度較低、價錢貴，普通只將它澆鑄在低碳鋼、鑄鐵或青銅軸瓦的內(nèi)外表上，作為軸承襯來運用。 軸承青銅是常用的軸瓦資料。通常青銅分為錫青銅和鉛青銅兩大類。錫青銅的機械強度高，減摩性和耐磨性均好，故獲得廣泛的運用；鉛青銅具有良好的抗膠合性能，光滑性能好，鉛青銅的機械強度及沖擊韌性較高，可以接受較大的沖擊和變載荷。.2.非金屬資料包括塑料、橡膠及硬木等，而以塑料運用最多。塑料軸瓦具有很好的耐腐蝕性、耐摩性、跑合性、自潤性和吸振作

20、用。缺陷是承載才干低、耐熱性及導熱性差。它們適用于輕載、低速及任務(wù)溫度不高的場所。3.金屬陶瓷金屬陶瓷是用不同金屬粉末與石墨混合，經(jīng)過壓制燒結(jié)整形而成軸瓦，有鐵石墨和青銅石墨兩種，通常稱為含油軸承。這種軸承長時間內(nèi)不用加光滑油仍能很好地任務(wù)。這種資料制造簡單、本錢低廉、耐磨性好，但強度較低、韌性差，普通用于中、低速，載荷平穩(wěn)及不易光滑的場所。.三滑動軸承的光滑1.光滑劑 最常用的光滑劑有光滑油、光滑脂和固體光滑劑。光滑油包括礦物油、植物油和動物油三種。其中礦物光滑油資源豐富、價錢廉價、流動性好、適用范圍廣且不易蛻變，故運用廣泛。光滑油是滑動軸承中運用最廣的一種光滑劑。光滑脂俗稱黃干油，它的流動

21、性小，不易流失，因此軸承的密封簡單，光滑脂不需經(jīng)常補充。與光滑油相比，光滑脂粘度大，機械效率較低，不宜用于高速軸承。常用的固體光滑劑有石墨、聚四氟乙烯和二硫化鉬，常以粉劑添加于光滑油或光滑脂中，以改良光滑性能。.2.光滑安裝 滑動軸承的光滑方式按光滑劑的不同可分為油光滑和脂光滑，常用的油光滑方式有滴油光滑、油環(huán)光滑、壓力循環(huán)光滑。針閥式注油油杯是常見的滴油光滑安裝，如圖5-31所示，將手柄置于程度位置，針閥被壓下，閥門口封鎖，停頓供油：反之，將手柄直立，針閥上提，開場供油。經(jīng)過調(diào)理螺母改動閥門口開啟的大小來調(diào)理供油量，用于要求供油可靠的光滑點上。油杯供油量較少，主要用于低速輕載的軸承上。.油環(huán)

22、光滑如圖5-32所示，油環(huán)隨軸轉(zhuǎn)動，將光滑油帶到任務(wù)外表上進展光滑。油環(huán)光滑只適用于延續(xù)、穩(wěn)定運轉(zhuǎn)并程度放置的軸承上。圖5-31 針閥式注油油杯.壓力循環(huán)光滑是利用油泵將光滑油經(jīng)過輸油管路送到各軸承中去進展光滑。壓力循環(huán)光滑光滑效果好，但安裝復雜、本錢高。壓力循環(huán)光滑適用于高速、重載或變載的重要軸承上。例如，用于片劑消費的高速壓片機上大多采用壓力循環(huán)光滑。脂光滑的常用安裝是旋蓋式油脂杯，如圖5-33所示。將光滑脂參與杯體2內(nèi)，當旋緊杯蓋1時，杯中的光滑脂便可擠到軸承中去。圖5-32 油環(huán)光滑.圖5-33旋蓋式油脂杯.二、 滾動軸承滾動軸承是根據(jù)滾動摩擦原理任務(wù)的，因此它具有摩擦阻力小，啟動靈敏

23、，運動性能好，效率高，且能在較廣泛的負荷、速度和精度范圍內(nèi)任務(wù)等一系列優(yōu)點，因此在制藥機械中得到廣泛的運用。其缺陷是抗沖擊才干較差，高速運轉(zhuǎn)時易產(chǎn)生噪聲，徑向尺寸較大，運用壽命也較低。滾動軸承根本上已規(guī)范化，便于運用者選用及改換。一滾動軸承的構(gòu)造滾動軸承的種類較多，但其構(gòu)造大體類似。如圖5-34所示分別為深溝球軸承和圓柱滾子軸承。滾動軸承普通由內(nèi)圈、外圈、滾動體和堅持架所組成，通常滾動軸承的外圈安裝在機座 .孔中固定不動，內(nèi)圈那么裝在軸上與軸一同轉(zhuǎn)動，而滾動體那么在內(nèi)、外圈的滾道之間滾動，構(gòu)成滾動摩擦。滾道普通用以限制滾動體的軸向挪動，能使軸承接受一定的軸向載荷。堅持架的作用是將滾動體相互隔開使沿圓周均勻分布，防止?jié)L動體直接接觸產(chǎn)生過大的摩擦與磨損。 (a)深溝球軸承