随着现代社会对石油需求的日益增加，石油钻机绞车种类和需求量不断剧增，它能否安全稳定地运行直接关系着整个石油机械系统的安全。目前，石油钻机绞车滚筒轴与滚筒体之间一般采用平键联接方式。键联接具有结构简单、对中性好、拆装方便等优点，是一种应用较广泛的联接方式。然而，平键联接不能承受轴向力且传递扭矩受到较大限制，尤其是应用于滚筒轴毅的联接上，当所受载荷超过键的承受载荷时，可能会将滚筒体轮毅毁坏或键压溃，导致滚筒无法修复，造成巨大的经济损失。胀套联接不仅可以承受较大的轴向载荷和传递较大的扭矩，而且具有过载保护等优点，是目前轴毅联接发展的新趋势。因此，在选择石油机械绞车滚筒轴与滚筒体联接方式时，考虑了传统平键联接和胀套联接两种方式，并对这两种联接方式做了强度分析。
      近年来，胀套联接作为一种先进的轴毅联接方式，已广泛应用于纺织、冶金、机床和通用机械等领域。尤其是在美国、德国、日本等国家，把胀套联接应用于重负载下的机械联接中，取得了良好的效果。目前，我国已有5种胀套类型建立了国家标准。其中，Z2型胀套主要由一个开口的双锥内环、一个开口的双锥外环和两个压紧环等组成。Z型胀套的结构如图所示，压紧时，预紧螺栓产生轴向压力，通过两个压环将力传递到胀套的双锥内外环上，两环相互压紧，此时内环受压，其内径减小紧紧抱住轴，外环受压，内径增大膨胀轮毅，形成过盈配合，并通过胀套与机件间的正压力产生的摩擦力来传递扭矩和轴向载荷。该胀套采用内六角螺钉压紧胀套的开口双锥内外环和中间压环，且半锥角约为140°，这样保证了中间压环在压紧时没有产生相对于轴毅的轴向移动。
      某型钻机绞车主要参数为：传递最大扭矩为8.8kN.m，滚筒轴体联接部分的尺寸为小190x250。根据钻机绞车的结构特点，滚筒轴与滚筒体之间的联接选用Z型胀套。参考国家标准胀套选用手册，选择胀套z2-190x250。这种胀套中间弹性圈的连接螺栓数量为28个，螺栓直径14mm，可以承受的轴向力为490kN，额定扭矩为46.5kN.m。采用平键联接时，平键长度为220mm，键宽度为45mm，键高度为25mm，可以传递的最大扭矩为37.62kN.m。平键联接时，轴的安全系数n=5。胀套联接时，轴的安全系数n=8。

                                                                                  专业从事机械产品设计│有限元分析│强度分析│结构优化│技术服务与解决方案
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