大型聯軸器及其拆裝工具臥式裝配方案

■ 沈陽鼓風機集團股份有限公司 （遼寧 110869） 周順新

目前，集團所有產品的聯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軸器液壓拆裝工具。質量小的聯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。隨著集團產品規格的不斷增大，如H1752、H1714、10萬空分和H2199等重大產品轉子聯軸器及液壓拆裝工具，質量較重，已經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。但起重機吊運裝聯軸器及液壓拆裝工具進行高度調節及軸心對中調節時誤差很大，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，設計滿足大型聯軸器臥式裝配工具，實現聯軸器安全、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）螺桿式通用可調工具。如圖1a所示，螺桿式聯軸器裝配工具通過螺紋旋轉調節高度，兩個軸承用于聯軸器的軸向轉動。此結構簡單，但是支撐的穩定性效果不好，存在安全隱患；支撐工具不具備自由移動功能，不能自動實現水平方向上的位移，需要通過人工搬動或起重機調運；調節高度時，由于工具承擔著聯軸器的質量，轉動螺桿抬升聯軸器時，聯軸器的重力全部承載在螺紋上，旋轉螺紋比較困難，增加了操作者的勞動強度。

（2）液壓式調節工具，如圖1b所示，液壓式結構可以通過液壓缸來實現其可調性，手工簡單操作即可。可水平支撐各種結構及質量的聯軸器，適用范圍廣闊；可根據需要調節聯軸器及液壓工具的高度，并且可以實現精確調節；推動液壓調節工具，可以實現各個方向的自由調節，能夠實現聯軸器及液壓工裝工具在水平方向上的位移；聯軸器及液壓拆裝工具可以自由轉動；結構與螺桿式相比稍復雜。

通過對兩個方案進行分析對比及車間交流后，決定采用液壓式結構實現聯軸器裝配時水平及垂直方向的自由移動。

圖1 裝配工具

2. 聯軸器臥式裝配工具設計

聯軸器臥式裝配工具需要具備以下幾個功能：可水平支撐各種結構及質量的聯軸器、可根據需要調節聯軸器及液壓拆裝工具的高度、能夠實現聯軸器及液壓工裝工具在水平方向上的位移、聯軸器及液壓拆裝工具可以自由轉動。綜上需求，設計液壓式聯軸器臥式裝配工具，該工具采用組合型式結構，設計水平自由移動、垂直方向可升降的液壓車，手動操作液壓車，即可實現水平及垂直方向的自由移動；在液壓車基礎上，設計聯軸器的支撐胎具，滿足支撐各類復雜結構形式的聯軸器；在胎具上設置轉動裝置，使得聯軸器放在轉動裝置上，可以自由轉動。綜合以上需求，設計如圖2所示大型聯軸器臥式裝配工具。

（1）液壓車的設計。設計液壓車，需要滿足幾個特征參數，根據轉子在轉子安裝區的高度，選擇液壓車的調節高度；根據聯軸器的質量及外形尺寸選擇液壓車的額定載荷及臺面規格。液壓車在使用時，前輪為定位輪，后輪為萬向輪，方便調節液壓車的角度、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

液壓車可調高度的確定。目前，集團產品中轉子葉輪的最大直徑為1 600mm，聯軸器中心與裝配平臺高度差為800mm，所以液壓車的最大可調高度大于800mm。液壓車的最低調節高度根據車間現場使用情況，最低高度選擇300mm即可。

液壓車額定載荷的確定。H2199聯軸器最大質量為250kg，液壓車的額定載荷需要大于250kg。考慮到支撐胎具及轉動工具的質量，確定液壓車的額定載荷質量為300kg。

液壓車臺面尺寸的確定。液壓車的臺面用于放置支撐聯軸器的支撐胎，結合聯軸器的外形、尺寸及后續支撐胎的尺寸，確定液壓車臺面規格為10mm×815mm×500mm。

設計完成的液壓車如圖3所示，此液壓車可以實現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）支撐胎具設計。支撐胎具結構如圖4所示，每個轉動軸上設計6個放置轉動軸的深槽，包括3件支撐胎具，兩側胎固定在液壓車上，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、尺寸的聯軸器的裝配。

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

（3）轉動裝置設計。轉動軸由兩部分組成，包括軸及滾動軸承。根據聯軸器的質量，選擇滿足載荷要求的滾動軸承，采用滾動軸承6211及6203型號；在設計軸上的結構時，軸上設計軸肩，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，每個支撐胎具上設計4件轉動軸，轉動軸與支撐胎具之間采用鑲入式，不把和結構。轉動軸裝入支撐胎具上，軸承可以自由滑動。裝配聯軸器時，聯軸器及液壓拆裝工具可以在滑動軸承上自由滑動，極大地提高了聯軸器與軸裝配時對中效果。當聯軸器結構不同時，可以根據聯軸器結構，對支撐軸進行選擇性安裝。

大型聯軸器臥式裝配工具在車間進行現場使用，此工具可以實現聯軸器及打壓工具的水平及垂直方向調節，打壓工具可以在其上自由轉動，實現了工具的設計目的，如圖6所示。

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

圖6 工具現場使用圖

3. 結語

（1）液壓式結構設計臥式裝配工具，手動簡單操作，實現聯軸器裝配時水平及垂直兩個方向的調節，聯軸器及打壓工具水平放置在工具上，并且可以自由轉動。

（2）大型聯軸器臥式裝配工具，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軸器的裝配效率，降低裝配強度，間接提高了轉子的裝配技術水平，使大型聯軸器裝配工作更加方便、快捷及安全 。

（3）在滿足通用調節工具載荷的前提下，擴展此工具的使用范圍，使其能應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．一種新型安全聯軸器的設計[J]．機械設計與制造，2010（3）：53-54．