浅谈过盈配合在电锤电镐中的应用

2018-04-26陈军响王俊豪

电动工具 2018年2期

关键词：过盈过盈量机壳

陈军响，王俊豪

( 1.浙江大宇电器有限公司，浙江武义 321200,2.永康市石柱电器厂，浙江永康 321301 )

0 引言

过盈配合指具有过盈（包括最小过盈为零）的配合。此时，孔的公差带在轴的公差带之下。孔的各方向尺寸减去相配合的轴的各方向尺寸所得代数差，差为负时即为过盈配合。本文以电锤、电镐为例，就电动工具产品关键零部件的配合关系进行简单分析。

1 概述

过盈配合属于紧配合，相配对的轴径大于孔径，必须采用特殊工具挤压。过盈配合结构简单，同轴性好，能承受较大的轴向力、扭矩及动载荷，但也存在配合面加工精度高、装拆不便等现象。

2 特性

1）防止定转子铁心相擦

电机的定转子之间气隙较小，定子与机壳、中间盖与机壳等部位应实现紧密配合。以电锤、电镐为例，工具在作业场所的实际使用中产生振动，即使采用螺钉固定，定子与机壳、中间盖与机壳之间仍存在摩擦现象。摩擦引发磨损，两者间隙增加，致使定转子相檫。所以，针对采用塑料定子座与铝机壳相配结构的电镐，必须采用过盈配合。

2）防止传动部件失效

偏心轴与齿轮的连结通过一个或者多个平键或半圆键实现。如齿轮与偏心轴不采用过盈配合，随着电锤、电镐作业时对工件冲击后产生的反弹力作用于偏心轴齿轮，偏心轴与齿轮之间存在相对运动，从而在齿轮与偏心轴之间产生了与冲击性作用力相反的剪切力，该作用力可剪切齿轮与偏心轴之间的键（包括平键或半圆键），久而久之可导致传动失效。如采用过盈配合，偏心轴与齿轮之间不存在相对运动，避免产生冲击性剪切力。

3）防止漏油

气缸及传动部件存在润滑油脂是保证电锤、电镐正常使用的前提。此处必须严格密封，防止油脂渗漏。除增加密封圈等措施外，某些无法安装密封圈的部位必须采用过盈配合，如中间盖、轴承与中间盖、轴承与转子轴等处都应采用过盈配合，可有效防止漏油。

3 实际应用

1）定子铁心与塑料机壳以及塑料机壳与铝机壳配合

电动工具通常要求定子铁心与塑料机壳必须紧密紧配，某些大功率电镐上的常见结构如下：铝机壳与定子铁心之间设置塑料定子套，装配时先将定子安装到位，再将定子壳连同定子安装至铝机壳中，该工序要求定子壳与铝机壳必须紧配安装。建议公差配合等级选择为H7/x8，大功率电镐塑料件与铝机壳之间过盈量应为0.15 mm～0.25 mm。图1所示为定子壳压入铝机壳示意。

图1 定子壳压入铝机壳示意

2）中间盖与机壳配合

电锤、电镐在中间盖止口与机壳止口的配合均应采用过盈配合。如图2所示某大功率电镐，虽然中间盖与机壳均为铝件，但二者之间的配合也必须采用过盈配合，经手压机或气压机垂直压入。建议公差配合等级选择值为H7/r7。小功率电镐、电锤机壳通常采用塑料件，中间盖为铝件，二者之间的过盈量应更大一些，建议配合公差等级选择值为H7/y8。

图2 大功率电镐中间盖与机壳

3）转子轴与轴承配合

在电锤、电镐产品的电机轴与中间盖上的轴承应采用过盈配合，特别是带有定子座设计的大功率电镐更应采用过盈配合。从电机风扇结构来看，该电机必须反转（电镐的电机均为反转），且转子齿右旋，见图3。

图3 转子轴与轴承

工具作业时产生电机轴向向下的作用力，若转子轴与轴承之间无法实现紧配，该作用力因缺失轴承的阻拦而直接作用于塑料机壳底部，或可将塑料机壳（定子座）顶穿。该部位实现紧配，也可预防轴承室内润滑脂通过轴承与转子轴之间的缝隙向电机方向漏油等不良现象。建议转子轴的外径公差等级为m5，再与轴承配合。

4）偏心轴与轴承及齿轮配合

偏心轴与轴承的配合必须实现紧配，一方面具有防漏油作用，另一方面可防止轴承内圈与偏心轴相对运动发生。轴承“走内圆”，致使轴承内圈与偏心轴的间隙增大，导致相关零部件损坏。另外，偏心轴与齿轮必须实现紧配。通常，电锤采用的过盈量相对较小，选用气压机的压力即可压入，而电镐则必须通过液压机压力压入，见图4。建议偏心轴的轴承档公差值等级为k6级，偏心轴与齿轮的配合公差为H6/x6。

5）轴承与铝件配合

轴承与铝件的配合必须实现紧配，与偏心轴与轴承紧配相同。具备防漏油作用的同时，防止轴承外圈与铝件之间有相对运动。轴承“走外圈”原因为一些轴承不设压盖，致使轴承与铝件的间隙增大，导致相关零部件失效。建议铝件轴承室的公差等级为M7。

图4 偏心轴与齿轮

4 注意事项

1）过盈量

过盈量是非常敏感和关键的问题。在偏心轴、转子轴与轴承之间，过盈量太大导致轴承内圈变形，轴承间隙减少导致轴承发热，甚至卡死失效。过盈量太小则无法起到相应作用。同样的问题存在于中间盖与铝机壳之间，配合的过盈量太大导致无法压入，导致中间盖止口发生断裂或铝机壳爆裂。过盈量太小，最终导致擦铁等不良现象发生。另外，定子铁心与塑料机壳之间过盈量过大时，装配期间其机壳塑料部分易被铁心切除，致使定子铁心与机壳的中心线同心度偏差。过盈量过小甚至是存在间隙时，定转子擦铁现象产生，从而导致电机烧毁。轴承与铝件之间过盈量过大时，压装轴承时铝件易被切除，造成轴承与轴承室同心度偏差，致使轴承在轴承室内歪斜。

2）装配工艺

鉴于多部件之间存在紧配关系，在装配时必须确保充足的装配夹具来实现。装配时，与轴承内圈配合，外力仅作用于轴承内圈；与轴承外圈配合，外力仅作用于轴承外圈。各零件压装时均应垂直压入，切忌用锤敲打。

3）不可采用过盈配合的部位

除上述部位配合必须采用过盈配合外，其他部位一般可采用间隙或过度配合，特别是无内套滚针轴承与轴类的配合一般采用间隙配合，轴外径公差值一般取h5～h6。气缸与其内部的铝活塞配合必须采用间隙配合，考虑到材料发热膨胀因素，其间隙应为0.15 mm及以上，确保二者之间不会卡死。气缸内孔的公差一般取H6～H7级，铝活塞的公差值应为b8级或更大，以确保铝活塞工作膨胀后不在气缸内发生卡死现象。