【机械感悟】为什么很多机械工程师难以接受涨套？

在机械设计中，联轴器、花键、键、胀紧套（简称涨套）、抱紧轴套、锁紧盘等都是常用的传动联接部件，用来联接两个轴使之一起回转并传递扭矩。

胀紧套是一种无键联接装置，其原理和用途是通过高强度拉力螺栓的作用，在内环与轴之间、外环与轮毂之间产生巨大抱紧力，以实现机件与轴的无键联接。当承受负荷时，靠胀紧套与机件、轴的结合压力及相伴产生的摩擦力传递扭矩、轴向力或二者的复合载荷。

但是，笔者在与众多机械工程师交流中发现，很多机械工程师对胀紧套是排斥的，甚至有的机械工程师只要听说客户要使用胀紧套，就认为客户是不专业的，或者认为客户是不好打交道的。那么，为什么会出现这种现象呢？

一、机械工程师对胀紧套的误解

机械工程师对胀紧套的误解，笔者认为主要有如下几个方面：

1. 以为胀紧套安装、拆卸困难

很多机械工程师没有使用过胀紧套，只是听说胀紧套安装、拆卸困难，就主观地认为胀紧套安装、拆卸困难。

实际上，胀紧套的设计原理，就是依靠轴与胀紧套内环、胀紧套外环与轮毂之间的摩擦力来传递扭矩的。所以，胀紧套在传递扭矩的过程中，为了保持联接的可靠性，必然要有一定的预紧力，以保证胀紧套与轴、胀紧套与轮毂之间有足够的摩擦力来传递扭矩。

有预紧力，就意味着胀紧套与轴、胀紧套与轮毂之间的配合为过盈配合。有过盈量，就需要通过一定的方法将胀紧套安装、拆卸到轴上、轮毂上。所以，胀紧套在初次安装时，需要借助安装工具或者热胀冷缩的原理将胀紧套安装、拆卸到轴上、轮毂上。

但是，胀紧套一旦安装好后，胀紧套与轴、胀紧套与轮毂之间的配合就变成了过渡配合，此时胀紧套是可以轻松地沿着轴向在轴、轮毂上滑动的。只有当胀紧套通过拧紧高强度螺栓，将胀紧套顶胀开后，胀紧套与轴、胀紧套与轮毂之间才会再次产生过盈量，才会抱紧轴、轮毂，实现胀紧套与轴、胀紧套与轮毂之间的无键联接。

胀紧套拆卸时，只需要将高强度螺栓拧松，胀紧套与轴、胀紧套与轮毂之间的过盈量就会消失，胀紧套与轴、胀紧套与轮毂之间的配合就会变成过渡配合，胀紧套就可以轻松地沿着轴向从轴、轮毂上滑动了。

所以，说胀紧套安装、拆卸困难的机械工程师，一般是没有使用过胀紧套的机械工程师，或者是对胀紧套使用注意事项不清楚的机械工程师。

2. 以为胀紧套只适用于轻载

在机械设计手册中，胀紧套的承载能力，一般是以胀紧套所传递的扭矩来表示的。但是，在现实的机械传动中，除了扭矩之外，往往还会有径向力、轴向力的存在。所以，很多机械工程师就担心胀紧套不能承受径向力、轴向力，胀紧套只适用于轻载的工况。

实际上，胀紧套除了可以传递扭矩之外，也是可以承受一定的径向力、轴向力的。胀紧套承受径向力的能力，主要取决于胀紧套材料的屈服强度、胀紧套与轴、胀紧套与轮毂之间的摩擦系数。胀紧套承受轴向力的能力，主要取决于胀紧套锥面的斜角、胀紧套材料的屈服强度。

所以，胀紧套也是可以应用于重载工况的，例如风力发电的增速机行星架上，就大量使用了胀紧套。

当然，胀紧套也是有缺点的，例如胀紧套在受到冲击载荷时，比键联接更容易松动。所以，在受到冲击载荷、径向力、轴向力的重载工况，就需要对胀紧套选型、胀紧套安装注意事项等提出更高的要求。

3. 以为胀紧套只能应用于轴与轮毂的联接

在机械设计手册中，胀紧套主要应用于轴与轮毂的联接。所以，很多机械工程师就以为胀紧套只能应用于轴与轮毂的联接。

实际上，除了轴与轮毂的联接之外，胀紧套还可以应用于轴与轴之间的联接、轴与轴承座的联接、轴与皮带轮的联接等一切需要传递扭矩、轴向力、径向力的回转体联接。

例如，在电机轴与负载轴不对中的工况，就可以使用胀紧套联轴器来实现电机轴与负载轴之间的联接，实现电机轴与负载轴之间的扭矩传递、径向位移补偿、角向位移补偿。

4. 以为胀紧套只能应用于实心轴

在机械设计手册中，胀紧套主要应用于实心轴。所以，很多机械工程师就以为胀紧套只能应用于实心轴。

实际上，除了实心轴之外，胀紧套还可以应用于空心轴、阶梯轴、锥形轴等。

5. 以为胀紧套价格高

在机械设计中，很多机械工程师习惯使用键联接。当遇到需要使用胀紧套的工况时，很多机械工程师由于没有使用过胀紧套，就会想当然地认为胀紧套价格很高。

实际上，胀紧套的价格与键联接的价格是相当的。胀紧套与键联接相比，胀紧套具有对中精度高、安装拆卸方便、承载能力高、轴上零件轴向位置固定方便、适应恶劣工况等优点。

二、机械工程师对胀紧套选型不清楚

在机械设计中，很多机械工程师虽然知道胀紧套，但是由于对胀紧套的选型不清楚，担心选型错误，导致胀紧套不能正常工作，所以就不敢使用胀紧套。

胀紧套选型，需要从如下几个方面来考虑：

1. 胀紧套类型选择

胀紧套按结构形式，可以分为Z1、Z2、Z3、Z4、Z5、Z6等多种类型。其中，Z1、Z2、Z3是最常用的类型。

Z1型胀紧套为双锥面、无螺纹结构，具有结构简单、安装方便的优点，适用于传递中小扭矩的场合。

Z2型胀紧套为单锥面、有螺纹结构，具有承载能力高、对中精度高的优点，适用于传递较大扭矩和需要精确对中的场合。

Z3型胀紧套为双锥面、有螺纹结构，具有承载能力高、可以承受较大轴向力的优点，适用于重载、有轴向力、需要精确对中的场合。

2. 胀紧套尺寸选择

胀紧套是靠摩擦力来传递扭矩的，所以胀紧套的尺寸（内径、外径、长度）需要根据所传递的扭矩大小、轴向力大小、径向力大小、轴的材质、轮毂的材质、是否受到冲击载荷等因素综合考虑。

如果胀紧套选型过小，就不能满足传递扭矩的要求，会导致胀紧套、轴、轮毂磨损严重，甚至会导致胀紧套、轴、轮毂损坏。

如果胀紧套选型过大，虽然可以满足传递扭矩的要求，但是会造成成本增加、轴向安装空间增加、拆卸困难等问题。

3. 胀紧套配合公差选择

胀紧套与轴、胀紧套与轮毂之间的配合公差，需要根据胀紧套的选型、轴的材质、轮毂的材质、胀紧套的安装拆卸次数、是否受到冲击载荷等因素综合考虑。

如果配合公差选择过小，虽然可以增加胀紧套与轴、胀紧套与轮毂之间的摩擦力，但是会导致胀紧套安装、拆卸困难，甚至会导致胀紧套、轴、轮毂损坏。

如果配合公差选择过大，虽然可以方便胀紧套的安装、拆卸，但是会导致胀紧套与轴、胀紧套与轮毂之间的摩擦力不足，不能满足传递扭矩的要求。

4. 胀紧套螺栓选择

胀紧套的螺栓，需要使用高强度螺栓，并且需要按照胀紧套厂家推荐的拧紧力矩拧紧。

如果螺栓强度不足，或者拧紧力矩不足，就会导致胀紧套不能可靠地联接轴、轮毂，不能满足传递扭矩的要求。

如果拧紧力矩过大，就会导致胀紧套、轴、轮毂变形，甚至会导致胀紧套、轴、轮毂损坏。

三、机械工程师对胀紧套使用注意事项不清楚

在机械设计中，很多机械工程师虽然知道胀紧套，并且也给客户推荐使用了胀紧套，但是由于对胀紧套的使用注意事项不清楚，导致客户在使用过程中出现了很多问题，所以就不敢再给客户推荐使用胀紧套。

胀紧套安装前，需要清洗轴、轮毂的安装表面，去除油污、锈迹等杂质

胀紧套安装前，如果轴、轮毂的安装表面有油污、锈迹等杂质，就会导致胀紧套与轴、胀紧套与轮毂之间的摩擦力不足，不能满足传递扭矩的要求。

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文案来源：时光

排版编辑：时光

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