大型聯(lián)軸器及其拆裝工具臥式裝配方案

■ 沈陽鼓風(fēng)機集團股份有限公司 （遼寧 110869） 周順新

目前，集團所有產(chǎn)品的聯(lián)軸器與主軸之間都是采用液壓方式進行拆裝，使用的裝配工具為聯(lián)軸器液壓拆裝工具。質(zhì)量小的聯(lián)軸器和液壓拆裝工具都是由車間操作者手工搬動進行裝配，勞動強度大，存在安全隱患。隨著集團產(chǎn)品規(guī)格的不斷增大，如H1752、H1714、10萬空分和H2199等重大產(chǎn)品轉(zhuǎn)子聯(lián)軸器及液壓拆裝工具，質(zhì)量較重，已經(jīng)超出手工搬動的極限，需要使用起重機進行吊運，人工輔助進行安裝。但起重機吊運裝聯(lián)軸器及液壓拆裝工具進行高度調(diào)節(jié)及軸心對中調(diào)節(jié)時誤差很大，給裝配過程增添困難，裝配時間長，勞動效率低。

為解決聯(lián)軸器及液壓拆裝工具裝配中的操作者勞動強度大、存在重大安全隱患等一系列問題，設(shè)計滿足大型聯(lián)軸器臥式裝配工具，實現(xiàn)聯(lián)軸器安全、方便、高效及快捷的裝配。

1. 方案選擇

針對上述問題，提出以下兩種方案：

（1）螺桿式通用可調(diào)工具。如圖1a所示，螺桿式聯(lián)軸器裝配工具通過螺紋旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)高度，兩個軸承用于聯(lián)軸器的軸向轉(zhuǎn)動。此結(jié)構(gòu)簡單，但是支撐的穩(wěn)定性效果不好，存在安全隱患；支撐工具不具備自由移動功能，不能自動實現(xiàn)水平方向上的位移，需要通過人工搬動或起重機調(diào)運；調(diào)節(jié)高度時，由于工具承擔(dān)著聯(lián)軸器的質(zhì)量，轉(zhuǎn)動螺桿抬升聯(lián)軸器時，聯(lián)軸器的重力全部承載在螺紋上，旋轉(zhuǎn)螺紋比較困難，增加了操作者的勞動強度。

（2）液壓式調(diào)節(jié)工具，如圖1b所示，液壓式結(jié)構(gòu)可以通過液壓缸來實現(xiàn)其可調(diào)性，手工簡單操作即可?？伤街胃鞣N結(jié)構(gòu)及質(zhì)量的聯(lián)軸器，適用范圍廣闊；可根據(jù)需要調(diào)節(jié)聯(lián)軸器及液壓工具的高度，并且可以實現(xiàn)精確調(diào)節(jié)；推動液壓調(diào)節(jié)工具，可以實現(xiàn)各個方向的自由調(diào)節(jié)，能夠?qū)崿F(xiàn)聯(lián)軸器及液壓工裝工具在水平方向上的位移；聯(lián)軸器及液壓拆裝工具可以自由轉(zhuǎn)動；結(jié)構(gòu)與螺桿式相比稍復(fù)雜。

通過對兩個方案進行分析對比及車間交流后，決定采用液壓式結(jié)構(gòu)實現(xiàn)聯(lián)軸器裝配時水平及垂直方向的自由移動。

圖1 裝配工具

2. 聯(lián)軸器臥式裝配工具設(shè)計

聯(lián)軸器臥式裝配工具需要具備以下幾個功能：可水平支撐各種結(jié)構(gòu)及質(zhì)量的聯(lián)軸器、可根據(jù)需要調(diào)節(jié)聯(lián)軸器及液壓拆裝工具的高度、能夠?qū)崿F(xiàn)聯(lián)軸器及液壓工裝工具在水平方向上的位移、聯(lián)軸器及液壓拆裝工具可以自由轉(zhuǎn)動。綜上需求，設(shè)計液壓式聯(lián)軸器臥式裝配工具，該工具采用組合型式結(jié)構(gòu)，設(shè)計水平自由移動、垂直方向可升降的液壓車，手動操作液壓車，即可實現(xiàn)水平及垂直方向的自由移動；在液壓車基礎(chǔ)上，設(shè)計聯(lián)軸器的支撐胎具，滿足支撐各類復(fù)雜結(jié)構(gòu)形式的聯(lián)軸器；在胎具上設(shè)置轉(zhuǎn)動裝置，使得聯(lián)軸器放在轉(zhuǎn)動裝置上，可以自由轉(zhuǎn)動。綜合以上需求，設(shè)計如圖2所示大型聯(lián)軸器臥式裝配工具。

（1）液壓車的設(shè)計。設(shè)計液壓車，需要滿足幾個特征參數(shù)，根據(jù)轉(zhuǎn)子在轉(zhuǎn)子安裝區(qū)的高度，選擇液壓車的調(diào)節(jié)高度；根據(jù)聯(lián)軸器的質(zhì)量及外形尺寸選擇液壓車的額定載荷及臺面規(guī)格。液壓車在使用時，前輪為定位輪，后輪為萬向輪，方便調(diào)節(jié)液壓車的角度、方向和位置，位置確定后，后輪具備自鎖功能，液壓車通過自鎖后輪固定位置。

圖2 大型聯(lián)軸器臥式裝配工具

圖3 液壓車

圖4 支撐胎

圖5 支撐軸

液壓車可調(diào)高度的確定。目前，集團產(chǎn)品中轉(zhuǎn)子葉輪的最大直徑為1 600mm，聯(lián)軸器中心與裝配平臺高度差為800mm，所以液壓車的最大可調(diào)高度大于800mm。液壓車的最低調(diào)節(jié)高度根據(jù)車間現(xiàn)場使用情況，最低高度選擇300mm即可。

液壓車額定載荷的確定。H2199聯(lián)軸器最大質(zhì)量為250kg，液壓車的額定載荷需要大于250kg?？紤]到支撐胎具及轉(zhuǎn)動工具的質(zhì)量，確定液壓車的額定載荷質(zhì)量為300kg。

液壓車臺面尺寸的確定。液壓車的臺面用于放置支撐聯(lián)軸器的支撐胎，結(jié)合聯(lián)軸器的外形、尺寸及后續(xù)支撐胎的尺寸，確定液壓車臺面規(guī)格為10mm×815mm×500mm。

設(shè)計完成的液壓車如圖3所示，此液壓車可以實現(xiàn)水平方向移動及垂直方向升降，手動控制液壓車的升降。綜上所述，液壓車參數(shù)如下：①額定載重300kg。②臺面尺寸10mm×815mm×500mm。③臺面最低高度280mm。④臺面最高高度900mm。⑤顏色：水溶性Y07中黃色面漆。

（2）支撐胎具設(shè)計。支撐胎具結(jié)構(gòu)如圖4所示，每個轉(zhuǎn)動軸上設(shè)計6個放置轉(zhuǎn)動軸的深槽，包括3件支撐胎具，兩側(cè)胎固定在液壓車上，中間放置1件可自由移動的支撐胎具，支撐胎采用2件和3件配合使用，滿足不同形狀、尺寸的聯(lián)軸器的裝配。

支撐胎采用MC901尼龍材料，同樣規(guī)格尺寸胎具，此種材料質(zhì)量更輕，可以極大地降低胎具自重，并且此種材料材質(zhì)較軟，加工強度較低，節(jié)約加工成本。

（3）轉(zhuǎn)動裝置設(shè)計。轉(zhuǎn)動軸由兩部分組成，包括軸及滾動軸承。根據(jù)聯(lián)軸器的質(zhì)量，選擇滿足載荷要求的滾動軸承，采用滾動軸承6211及6203型號；在設(shè)計軸上的結(jié)構(gòu)時，軸上設(shè)計軸肩，軸與軸承采用過盈裝配，利用軸肩固定軸承位置，如圖5所示，每個支撐胎具上設(shè)計4件轉(zhuǎn)動軸，轉(zhuǎn)動軸與支撐胎具之間采用鑲?cè)胧?，不把和結(jié)構(gòu)。轉(zhuǎn)動軸裝入支撐胎具上，軸承可以自由滑動。裝配聯(lián)軸器時，聯(lián)軸器及液壓拆裝工具可以在滑動軸承上自由滑動，極大地提高了聯(lián)軸器與軸裝配時對中效果。當聯(lián)軸器結(jié)構(gòu)不同時，可以根據(jù)聯(lián)軸器結(jié)構(gòu)，對支撐軸進行選擇性安裝。

大型聯(lián)軸器臥式裝配工具在車間進行現(xiàn)場使用，此工具可以實現(xiàn)聯(lián)軸器及打壓工具的水平及垂直方向調(diào)節(jié)，打壓工具可以在其上自由轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)了工具的設(shè)計目的，如圖6所示。

在未使用該工具前，大型聯(lián)軸器安裝都是靠2、3個工人合力抬起后裝配到主軸上。長期從事該工作后，勞動者得職業(yè)病的幾率增大，并且時有安全事故發(fā)生。該工具的使用，使大型聯(lián)軸器裝配工作更加方便、快捷和安全。

圖6 工具現(xiàn)場使用圖

3. 結(jié)語

（1）液壓式結(jié)構(gòu)設(shè)計臥式裝配工具，手動簡單操作，實現(xiàn)聯(lián)軸器裝配時水平及垂直兩個方向的調(diào)節(jié)，聯(lián)軸器及打壓工具水平放置在工具上，并且可以自由轉(zhuǎn)動。

（2）大型聯(lián)軸器臥式裝配工具，降低了工人的勞動強度，消除了操作過程中的不安全因素。該工具提高了大型聯(lián)軸器的裝配效率，降低裝配強度，間接提高了轉(zhuǎn)子的裝配技術(shù)水平，使大型聯(lián)軸器裝配工作更加方便、快捷及安全 。

（3）在滿足通用調(diào)節(jié)工具載荷的前提下，擴展此工具的使用范圍，使其能應(yīng)用在其他零部件的裝配，如平衡盤、大螺母等需要臥式裝配的零件。

參考文獻：

[1] 李楊，陳子蕾，王可．一種新型安全聯(lián)軸器的設(shè)計[J]．機械設(shè)計與制造，2010（3）：53-54．