石油鉆井設備設計中公差配合的推薦選用

秦曉峰 (中原石油勘探局鉆井三公司鉆采設備廠,河南蘭考475300)

石油鉆井設備設計中公差配合的選用不能教條式照搬設計手冊,而要根據設計對象的特殊性,從經濟、耐用、便于維護保養和適應現場修理出發,靈活選用。筆者從事石油鉆井設備設計工作多年,在公差配合選用方面積累了一定經驗,現總結出來供同行參考。公差配合的選用并非一成不變,重要的是掌握公差配合的特點,根據設計對象的受力狀況、工作環境等條件決定選取何種配合。

1 與軸的配合公差選用

1)鏈輪、齒輪、皮帶輪、離合器摩擦輪輪轂、離合器連接輪轂、鼓形齒聯軸器、萬向軸連接法蘭孔與軸的配合公差選用。當承受的載荷較大時,與軸的配合要求較嚴格,屬過盈配合,并根據過盈配合量的大小,通常選用公差 H 7/p6、H 7/n6、P6-P8/k6、M 7/k6、H7/s6、P7/h7、S8/k6、H 7/t7、R8/k6。當承受的載荷較小時,屬過渡配合,選用公差H8/k7。粗糙度要求:孔Ra3.2;軸Ra1.6。

2)油封軸套與軸的公差配合的選用。油封軸套在鉆井設備設計中應用較為廣泛,它與油封一起組成了密封系統,屬易損件,起著保護傳動軸軸頸的作用。油封軸套與軸的配合采用過渡配合時,一般選用公差H 7/k6、H 7/js6;油封軸套與軸的配合采用過盈配合時,一般選用公差H 7/n6;油封軸套與軸的配合采用間隙配合時,一般選用公差E8/k6、E8/n6、E8/m6;油封軸套外徑選用公差h6或f6;套類裝油封部位內孔選用公差H 8。

3)滾筒體與軸的配合公差選用。帶鍵端的配合選用公差H 7/r6,不帶鍵端的配合選用公差H 7/p6或帶鍵端和不帶鍵端的配合均選用公差H7/s6。

4)隔套 (或軸套)、輪轂 (或連接盤)、剎把軸孔與軸的配合公差選用。為方便拆裝,隔套 (或軸套)與軸的配合通常采用間隙配合方式,選用公差E8/n6、E8/k6、E8/m6、E8/h6、G7/h6、H 7/g7、H 8/f8、F8/k6、H;剎把軸孔與軸的配合選用公差H 6/js5。

2 軸承的配合公差選用

2.1 滾動軸承的配合公差選用

石油鉆井設備中使用了多種類型的專用軸承,常用的滾動軸承有調心滾子軸承、圓柱滾子軸承、深溝球軸承、圓錐滾子軸承、推力球軸承,使用過程中常見的損壞形式是軸頸磨損、軸承內孔磨損、軸承損壞等。

1)調心滾子軸承的配合公差 調心滾子軸承用于支承軸承時,與孔的配合選用公差G7,與軸的配合選用公差m6、p6、k6;或與孔的配合選用公差H 7,與軸的配合選用公差m6、p6、n6、k6。通常采用與孔的配合選用公差H 7,與軸的配合選用公差k6。調心滾子軸承用于空套旋轉 (全用調心滾子軸承)時,與孔的配合選用公差H 7,與軸的配合選用公差m6、h6、k6。通常采用與孔的配合選用公差H 7,與軸的配合選用公差k6。調心滾子軸承用于空套旋轉 (與圓柱滾子軸承配對使用)時,低速重載場合,如滾筒軸、中間軸、輸入軸,與孔的配合選用公差K 7,與軸的配合選用公差h6;一般場合與孔的配合選用公差H 7,與軸的配合選用公差h6。

2)圓柱滾子軸承的配合公差 圓柱滾子軸承用于支承軸承 (通常用于一個支承點,另一個支點為調心滾子軸承或圓錐滾子軸承)時,與孔的配合選用公差H 7,與軸的配合選用公差k6。圓柱滾子軸承用于空套旋轉 (與調心滾子軸承配對使用)時,低速重載場合與孔的配合選用公差K 7,與軸的配合選用公差h6;一般場合與孔的配合選用公差H 7,與軸的配合選用公差h6。圓柱滾子軸承用于空套旋轉(與深溝球軸承配對使用)時,與孔的配合選用公差H 7,與軸的配合選用公差h6。

3)深溝球軸承的配合公差 一般配合時,與孔的配合選用公差H7,與軸的配合選用公差k6;較松配合時,與孔的配合選用公差H 7,與軸的配合選用公差h6。

4)圓錐滾子軸承的配合公差 與孔的配合選用公差G7,與軸的配合選用公差k6。5)推力球軸承的配合公差 與孔的配合選用公差F8,與軸的配合選用公差h6。6)粗糙度要求 孔Ra3.2,軸Ra0.8。

2.2 滑動軸承的配合公差選用

1)軸瓦與軸的配合公差 軸瓦與軸的配合選用公差H 7/f7、F9/f8,通常選用公差H 7/f7。

2)軸承座 (套)與銅軸瓦的配合公差 軸承座 (套)與銅軸瓦的配合選用公差H7/k6、H 7/u6、H 8/m7。

3)軸承座 (套)與鋼軸瓦的配合公差 軸承座 (套)與鋼軸瓦的配合選用公差H 7/js6。

3 鍵與軸、轂的配合公差選用

3.1 鍵的極限偏差

普通平鍵、導向平鍵寬度尺寸極限偏差h9,高度尺寸極限偏差h11;方鍵寬度及高度尺寸極限偏差h9;普通楔鍵及鉤頭楔鍵寬度尺寸極限偏差h9,高度 (大端)尺寸極限偏差h11;半圓鍵寬度尺寸極限偏差h9,高度尺寸極限偏差h11,直徑極限偏差h11。

3.2 鍵槽的極限偏差

1)普通平鍵、導向平鍵、方鍵鍵槽的極限偏差 較松鍵聯接時,軸H 9,轂D10;一般鍵聯接時,軸N9,轂JS9;較緊鍵聯接時,軸、轂P9。

2)普通楔鍵及鉤頭楔鍵鍵槽,軸、轂的極限偏差 普通楔鍵及鉤頭楔鍵鍵槽,軸、轂的極限偏差均為D10。

3)半圓鍵鍵槽的極限偏差 一般鍵聯接時,軸N9,轂JS9;較緊鍵聯接時,軸、轂P9。

4 其他零部件的配合公差選用

箱體 (或支撐墻板)與支承軸承座 (套)止口的配合選用公差H 7-H 9/f6-f9;剎車輪轂 (或剎車盤)與滾筒體連接止口的配合選用公差H7-H 8/f6-f8;摩擦輪 (或鏈輪)與輪轂 (或連接盤)止口的配合選用公差H 9/f8、H 7/f7、H7/h6,各型號摩擦轂外徑公差選用h11;軸套固定,軸在軸套中須旋轉時,配合選用公差H 9/e9(如立式換檔機構或倒檔機構);與萬向軸連接的法蘭外止口公差選用h7或f6(通常萬向軸內止口公差H7)。