锁紧盘在地面缆车驱动设备中的应用及计算

Abstract：The driving wheel is one of the most important parts in the drives of funicular railway.Application of thelocking disc makes it simple and reliable to connect the driving shaft with the shaft wheel(wheel hub).The paper de-scribes application of the locking disc in drives of funiCular railway from certain aspects such as principle.selection。calcu-lation selection of shaft sleeve material，instalation and dismantling，etc。

Keywords：locking disc；funieular railway；drive1 锁紧盘工作原理锁紧盘是-种轴和轴套之间的摩擦无键联接装置，这种装置可以从外部对轴套施加紧力，轴与轴套之间形成机械压缩配合，锁紧盘本身不传递任何力矩或轴向载荷。

锁紧盘固定到轴套 (毂)的合适位置，按给定的鹏力矩鹏螺栓，两侧锥形的内圈向轴套施加径向力，这种强制摩擦连接可安全地传递大扭矩和轴向载荷。

锁紧盘配合并夹紧后，各配合表面压力很大，达到完全密封，避免了配合面锈蚀。锁紧盘拆卸时，拧松螺栓，配合面自动放松，轴、轴套和锁紧盘内圈自动回到原始尺寸和原始间隙，拆卸和安装同样容易。

2 锁紧盘的选用在地面缆车驱动设备中-般采用 SP1型 (单锥)锁紧盘 (俗称两件套)或者 sP2型 (双锥)锁紧 (俗称三件套)，优先选用SP2型锁紧盘。

SP1型锁紧盘具有锥度长、锥角小的特点，具有较高的平衡性和对心精度，安装容易，适用于低速至超高速设备，轴径范围 24-520 mm。SP2型锁紧盘用于中低速传递扭矩，使用轴径范围为24-660 mm。因配合尺寸相同，SP1型与SP2型- 1 04 - 可完全互换。

锁紧盘的选用顺序：1)当轴的直径为设计第-要求，按设计选定的轴径 d 在产品目录中选择锁紧盘，并校核其对应的最大传递扭矩 是否能满足扭矩的需要。

反之，如果扭矩是第-要求，则从产品 目录中根据合适的型号选择所需扭矩 ，然后再找出对应的轴径 d 。

轴套的外径 d与锁紧盘的内径相-致。轴套最嗅断面可以安全地传递所规定的扭矩。

3)产品目录中所列的额定扭矩 .与额定轴向载荷 P 值是按照锁紧盘所能传递的最大值列出的，不含安全系数，校核时，应考虑起动和冲击载荷。

4)传递扭矩值 与轴径d 之间的关系为线性函数关系，型号 目录表中未列出所有对应轴径的额定扭矩，但可以用内插法求出某-轴径可传递的扭矩。

当锁紧盘同时传递扭矩和承受轴向载荷时的计算 ：目录中的传递扭矩 为各锁紧盘轴向力 P0时的最大传递扭矩值，是根据配合最大间隙和轴与轴套之间的摩擦因数及轴的直径决定的。实《起重运输机械》 2013(2)践证明，产品 目录规定的配合锁紧盘联接和拆卸都比较容易。轴与轴套之间的配合间隙不得随意加大，以免引起轴套塑性变形。

轴向载荷 P 目录 中的 P 是锁 紧盘 当扭矩M.：0时承受的最大值。

最大轴向载荷可根据下式计算P 2M /d扭矩 和轴向力 P 的叠加，在许多情况下，扭矩与轴向载荷必须同时承受，锁紧盘联接传递扭矩将减小到 M：，可用下式计算，、 -f )5)配合间隙配合间隙影响额定扭矩值，当轴径 ≤150 mm，选用 H7/h6；当轴径≥160 mm，选用 H7/g6。

8)锁紧盘-般使用 10.9级螺栓。为了保证传递扭矩和轴向力，全部螺栓必须按规定达到拧紧力矩值 。由于锁紧盘和螺栓只是静态受力，不必担心螺栓松驰。

锁紧盘应用在缆车设备中的图例见图 1。利用锁紧盘将轮毂和轴之间的配合面压紧，从而能产生足够的摩擦力来传递扭矩。通常情况下，以轴的直径为第-设计要求来选择锁紧盘的型号，锁紧盘的最大传递扭矩-般至少具有5倍以上的安全系数，和原来的键传递扭矩相比，安全系数大大提高。

3 轴套材料的选择和计算1)轴套材料锁紧盘联接要求轴套材料最低屈服极限应至少大于轴套所受的多向应力的合应力。因为地面缆车的驱动轮体-般为焊接结构，除了考虑材料的强度外还要考虑其焊接性，所以轴套材料-般选用低合金结构钢。如果轴套为铸造或机加工而成，还可以采用高质量的铸钢、球磨铸铁、合金结构钢，在-些弯矩较猩忽略的诚，还可使《起重运输机械》 2013(2)1.鹏螺栓 2.锁紧盘 3.轮毂 4.轴5.非润滑面 6.涂油 MoS图 1 锁紧盘在驱动设备上的应用局部视图用灰铸铁。

2)轴套结构设计锁紧盘在特定的区域挤压轴套 (轮毂)，故须精确确定锁紧盘在轴套 (轮毂)上的位置∩通过在轴套外端设计定位环，也可设计成光轴，安装时对正。在锁紧盘安装内端的轴套上应设计减应力槽。轴与轴套间的配合长度不能超过 1.1L(为锁紧盘内环长度)，以避免锈蚀造成锁紧盘装卸困难。

3)轴套应力计算锁紧盘上紧时，轴套上会产生多向应力 (见图2)。其切向及径向应力可使用下列厚壁管公式计算 (轴向应力 可忽 略)，最 大应力发 生在 内径上。

P (1Q )-2P- - - Q：了dw6 -P16M xd ×10(d4-d4)式中：Mt为传递的扭矩，Nm；d为轴套的外径，mm；d 为轴套的内径，mm。

合成应力为 6；-6 x6 3合成应力必须小于轴套材料 的屈服强度极限60. 2。

压力P 和P 由下式计算：D - 2M --7c X/.t X 1 0-。×a -wX L.Adw x E[1-( PaPw- - 式中：E为弹性模量，MPa；Ad 为轴与轴套配合间隙，mm。

图2 轴套上多向应力图4 锁紧盘的安装与拆卸4.1 安装顺序1)锁紧盘在出厂前已做好安装准备，所以首次安装前不必再拆开。

3)取任意 3个锁紧螺栓形成-个等腰三角形，并将它们轻轻鹏，直至内圈仍可转动为止，用力过猛鹏会导致内圈产生塑性变形。

4)让锁紧盘在轴套上滑动，轴套外圈可加脂润滑，轴装进轴套之前切记不要鹏螺栓。

7)使用扭矩搬手鹏全部锁紧螺栓，鹏. . . - - 106 .---的方法是按顺序逐渐鹏，每次只拧到额定力矩的 1/4。用扭矩 搬手检查 拧 紧力 矩 是非 常重要的。

4.2 拆卸顺序1)逐渐拧松全部锁紧螺栓，每个循环各螺栓拧松额定力矩的 1/4，切勿完全拆除紧螺栓。

3)拆卸的锁紧盘不必完全分解，重装前也不需润滑，只有很脏的锁紧盘才需擦洗和润滑，锥形面选用二硫化钼 (MoS )润滑剂，锁紧螺栓用含钼润滑脂。损坏的 0形环必须更换。

- 般来说，-旦锁紧盘安装好 ，使用过程中很少拆卸，只需定期检查鹏螺栓 的鹏力矩即可。

5 总结锁紧盘应用在地面缆车的驱动设备 中相对于传统的键联接有以下优点：1)传递扭矩的能力大大提高。

2)驱动轴、驱动轮毂结构相对简单，减少了轴肩、键槽等结构，从而避免了由于疲劳载荷产生的应力集中，增加了联接的可靠性。

3)由于锁紧盘整体外露于设备表面，使维护和检查变得简单。

目前，已经在多个客运地面缆车项 目的驱动设备中成功应用了 SP2型锁紧盘，效果 比较好。

以后还应扩大其应用范围 (如往复式客运索道的驱动设备中)，代替过去的键传递扭矩，从而改善设备的可靠性，提高设备寿命。