李瓊

(攀鋼冶金材料有限責任公司攀枝花617000)

【摘要】針對吊車檢修中機械傳動卷筒聯軸器拆裝復雜、耗時長等問題，創新地提出了在線更換理念。通過制作簡易工具，實現了在線更換，解決了更換效率低的問題。

【關鍵詞】卷簡聯軸器；創新；經驗

1前言

卷筒聯軸器在機械傳動中的應用比較普遍，尤其在橋式吊車中是必不可少的傳動設備。其優點在于機構能承受較大扭矩，具有緩沖、減振和提高軸系動態性能的作用，能有效的保護和減少卷筒磨損。但其結構較為復雜、安裝精度高、部件更換程序多，制約了高效檢修目標的實現。

2存在問題分析

2.1卷筒聯軸器的位置結構

在機械傳動結構中，卷筒聯軸器安裝在減速機的輸出軸上，再通過螺栓與卷筒連接在一起。在常規的更換作業程序中需要脫離卷筒、減速機開箱、將裝有卷筒聯軸器的輸出軸運輸到組裝間進行拆裝。由于聯軸器的尺寸比較大，必須采取加熱的方式進行組裝,因此需要設置較大的油鍋,特別 是大型橋式吊車的主卷卷筒聯軸器(直徑1 m)的拆 裝，需要采用電線纏繞的電加熱方式進行,工序更為復雜，檢修時間更長。

2.2檢修存在問題分析

(1)工作量大檢修效率低：需要將減速機開箱，吊出輸出軸并運輸到備件組裝間才能進行拆裝,需要采用較多的輔助工器具，需要較多的人力和較長的作業時間。

(2)存在安全隱患:卷筒聯軸器的拆裝采用的油鍋很容易發生燙傷事故，采用電線纏繞方式也需要采取較多的安全措施且安全風險高。

3  實現在線更換的方案設計

3.1創新檢修思路

為解決檢修效率低下和對生產的影響大的問題,經過技術人員分析和實踐,提出了“冷抓法”方案，實現卷筒聯軸器的在線更換。

3.2設計方案

3.2.1 設計凍則

減速機不開箱，脫離卷筒后,制作一些簡易工具,用壓機配合直接拆除和安裝卷筒聯軸器。

3.2.2 巻筒聯軸幾的拆除

(1)根據聯軸器的壓出力、壓入力公式計算:

式中：δ=——最大過盈量，根據圖紙，聯軸器與軸的配合公差查表；

C_a, C_i——系數，根據設計手冊查表；

E_a,C_i——包容件和被包容件的彈性模量，根據手冊查表；

d_f——結合面的基本直徑；

l_f——結合面的基本長度；

u——過盈聯接的摩擦系數，查表。

（2）設計冷抓法門型架：

根據計算的壓岀力選擇壓機，根據聯軸器的尺寸、壓機的尺寸，設計門型架的尺寸（圖1所示，該尺寸為橋式吊車主卷卷筒聯軸器冷抓時的設計尺寸），將其對稱焊接在聯軸器上（以輸出軸的軸心線為中心）。

門型架的強度和焊接強度，是冷抓法成功實施的關鍵，因此必須進行強度核算。根據材料力學和電焊工相關公式計算。

（3） 門型架（見圖1）立柱校核：

式中：N ——截面受到的拉力,圖中f₁=f₂ = 1/2F =1/2 P_xa（通過前面的計算，該圖例中為 33.21 kN）；

A——危險截面截面積；

[σ]——材料拉伸許用應力,A3鋼為160MPa。

所以強度足夠。

（4）門型架橫梁校核：根據受到彎曲應力計算，梁的中間（頂壓機部位）受到的彎曲應力最大（圖2）,屬于危險截面。截面積為30mm x 100mm。

根據梁的正應力強度條件公式：

式中σ_max—最大應力；

M——危險截面的彎矩；

W——危險截面的抗彎截面模量；

[σ] ——A3鋼的許用應力為160 MPa

由圖2計算。

M = P_xa× 410/2

= 33.21 kN x 410/2 mm

= 6808.05N·m

危險截面為矩形面，根據查表可知

式中：W_y——以y軸為對稱軸的截面彎矩；

h ——以y軸為對稱軸的高度,本題為30；

b ——以y軸為對稱軸的寬度,本題為100。

所以設計門型框架梁的彎曲強度足夠。

（5）門型架的焊接:此方案的實施的關鍵要保證焊接質量，因此要計算其焊接強度，門型架的立柱與卷筒聯軸器進行焊接,采用雙面打坡口 （等腰形狀，∠5×45°）焊接，見圖3所示。

焊縫厚度計算：

根據等腰角焊縫計算厚度公式

式中:K一坡口直角邊長,K=5

焊接強度計算：

門型立柱承受拉力作用

式中：F —接頭受到的拉力=1/2P_xa；

L—縫長度,L=70mm；

δ₁——接頭中較薄板的厚度,5=30mm;

[σ]——焊縫受拉時的許用應力。A3鋼的焊縫許用拉應力為167MPa。

遠遠小于許用應力，符合要求。

將壓機設置于輸出軸軸端與門型架之間，調節好位置后，操作壓機，就可以將卷筒聯軸器頂出來了。

3.2.3 悲筒朕軸彖的姿裝

安裝與拆除是一個相反的程序，因此在制作 的簡易工具上不同，如圖4所示。設計了一個“T” 型結構件。其工作原理是:將拉桿焊接在卷筒聯軸器的軸上(盡量在中心位置)，再將卷筒聯軸器吊裝到軸端，擰好背帽5；將2臺壓機置于兩者中間，找正找平聯軸器后讓壓機受力；兩臺壓機同時工作，緩慢將聯軸器頂裝到位(相關的計算與前面類似，不再贅述)。

4  結語

通過設計計算與改造，成功地實現了卷筒聯軸器的在線更換。

(1) 冷抓法拆除卷筒聯軸器,不需要減速機開箱和恢復,施工流程簡單，為同類設備提供了借鑒的經驗。

(2) 利用“門”字型支架和壓機實現聯軸器與傳動軸的拆卸，施工安全、快速、質量可靠。

(3)利用“T”字型支架和壓機實現聯軸器與傳動軸的安裝，施工安全、快速、質量可靠。

(4)減少了設備拆除、安裝工作量，工序簡單, 施工周期短，節約了人力、物力，為生產提供了支撐，取得了良好的經濟效益。

參考文獻

[1]  機械工程師手冊編委會.機械工程師手冊.3版[M].北京：機械工業出版社,2007.

[2]  程嘉佩.材料力學[M].北京：高等教育出版社,1991.

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[4]  機電工業考評技師復習從書.電焊工[S].北京：機械工業出版社.1995.