段博峰

（陕西理工大学机械工程训练中心，陕西 汉中 723003）

谷物加工行业中的大型面粉厂采用的工业化磨粉机经常处于连续工作状态，为了满足拆机维护要求，磨辊轴与皮带轮连接位置多采用无缝连接的胀套结构。为了适应大多数行业使用性能，已是国标的胀套具有通用性，对安装过程和工人技术有着一定的要求，但谷类磨粉厂家存在专业技术人员有限，维护工人技术偏低的现状。针对此问题，可将Z型胀套结构进行改进，依然采用锥面楔紧原理，使连接结构更简单，装拆更便捷，符合面粉加工行业实际情况。

相关学者已经研究了国标胀套的力学模型，强度、刚度等性能，并且进行了有限元分析[1-5]，为本文的设计提供了思路和方法。本文将对改进后的胀套结构进行力学性能分析，在ANSYS Workbench中进行静力学强度和刚度分析，验证其结构设计的合理性，为非标胀套设计提供设计理论和方法。

1 胀套结构设计

1.1 工作原理

胀套连接是利用两个圆环零件的锥角结合面受到轴向外载荷挤压后，使其径向发生膨胀，形成外圈直径变大、内圈直径变小的微量变化，促使连接件的配合面形成过盈配合，利用两者产生的摩擦作用传递扭矩。相对比常规的键连接，胀套连接属于无键连接，具有同心好、冲击应力小、承载能力强及装拆方便的优点[6]，是一种比较先进的连接方式。

1.2 胀套结构

胀套主要由外圈、内圈、加紧件及定位件等组成部件，具有多个配合型面，工作载荷突变容易引起零件挤压变形和磨损，装拆技术难度较大，对于专业人员紧缺的面粉加工厂家，频繁的日常维护保养工作很难保证质量。……