實(shí)體保持架動(dòng)平衡卡具的設(shè)計(jì)

隋善勇

(哈爾濱市城鄉(xiāng)建設(shè)委員會(huì)，哈爾濱 150070)

發(fā)動(dòng)機(jī)軸承用低孔率酚醛膠木實(shí)體保持架采用車(chē)、鉆削工藝加工，這種實(shí)體保持架在軸承的運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，尤其是在高速工況條件下，由于保持架的質(zhì)心與旋轉(zhuǎn)中心不重合，將引起保持架局部的不均衡磨損；伴隨著軸承的使用，不均衡磨損會(huì)越來(lái)越嚴(yán)重，軸承的振動(dòng)和噪聲也隨之增強(qiáng)；當(dāng)這種局部磨損達(dá)到保持架的磨損極限，將直接導(dǎo)致保持架失效，造成軸承的過(guò)早報(bào)廢。雖然偏心磨損不可避免，但可以通過(guò)對(duì)保持架進(jìn)行動(dòng)平衡校準(zhǔn)，達(dá)到減小偏心磨損，延長(zhǎng)軸承使用壽命的目的。

1 軸套式動(dòng)平衡卡具存在的問(wèn)題

大多數(shù)實(shí)體保持架的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)為直徑較大，壁厚較薄，腔體中空。由于其沒(méi)有可以直接放置到動(dòng)平衡檢測(cè)機(jī)上的軸結(jié)構(gòu)，所以，需要設(shè)計(jì)卡具來(lái)搭載保持架在平衡機(jī)上進(jìn)行檢測(cè)。

以往的保持架工裝卡具，是根據(jù)將保持架直接套在卡具上的簡(jiǎn)單思路進(jìn)行的設(shè)計(jì)，如軸套式動(dòng)平衡卡具，分為內(nèi)鎖點(diǎn)和外鎖點(diǎn)兩種結(jié)構(gòu)，如圖1所示。

這種卡具無(wú)論在動(dòng)平衡測(cè)量還是在庫(kù)房管理上都存在諸多問(wèn)題。

(1)保持架的定位面與卡具定位面存在較大的尺寸差異，定位面存在合理的制造公差，而卡具定位面公差確定且唯一，因此，在測(cè)量時(shí)，往往需要使用塞膠紙(間隙配合)或者將保持架壓入(過(guò)盈配合)，這樣可能會(huì)引起保持架變形，對(duì)保持架的動(dòng)平衡測(cè)量精度產(chǎn)生較大影響。

圖1 軸套式內(nèi)鎖點(diǎn)、外鎖點(diǎn)卡具結(jié)構(gòu)示意圖

(2)卡具本身的自平衡方法較原始，系采用貼橡皮泥的方法平衡卡具。平衡后的卡具穩(wěn)定性差，間隔一段時(shí)期不用、卡具使用過(guò)程中發(fā)生橡皮泥脫落等，都需要對(duì)卡具進(jìn)行重新平衡。

(3)卡具種類(lèi)繁多。內(nèi)鎖點(diǎn)與外鎖點(diǎn)保持架的平衡卡具不能通用，不同型號(hào)保持架間平衡卡具的互換性差，甚至尺寸相同公差不同的保持架卡具都不可互相通用，導(dǎo)致卡具種類(lèi)繁多，保存、管理工作量大，存儲(chǔ)占用空間大。

(4)卡具重而保持架相對(duì)較輕，這種搭載方式導(dǎo)致動(dòng)平衡精度受限，保持架的修磨精度也不會(huì)太高。

(5)工作效率低，安裝、拆卸保持架的時(shí)間長(zhǎng)，且安裝依賴(lài)于操作者經(jīng)驗(yàn)，對(duì)保持架平衡精度的影響重大。

2 新型夾具的設(shè)計(jì)

對(duì)保持架工藝和不平衡機(jī)理進(jìn)行研究，在確保保持架內(nèi)徑與倒角加工基準(zhǔn)統(tǒng)一，卡具與保持架內(nèi)徑倒角基準(zhǔn)統(tǒng)一，保持架和卡具的旋轉(zhuǎn)中心同心的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)的新型卡具如圖2所示。

圖2 新型卡具結(jié)構(gòu)示意圖

新型卡具依靠卡具兩端的錐形圓盤(pán)對(duì)保持架進(jìn)行定位夾持，模擬保持架在工作過(guò)程中的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，卡具本身則依靠錐形盤(pán)雙側(cè)的平衡塊進(jìn)行自我平衡。錐形盤(pán)結(jié)構(gòu)如圖3所示?？ň叩陌惭b過(guò)程如圖4所示。

圖3 錐形盤(pán)結(jié)構(gòu)示意圖

圖4 新型卡具裝配結(jié)構(gòu)示意圖

3 卡具的特點(diǎn)

(1)高結(jié)構(gòu)通配性?？ň咤F形盤(pán)只夾持保持架的倒角，保持架鎖點(diǎn)不產(chǎn)生影響；錐形面有一定的尺寸范圍，兩片錐形盤(pán)有一定調(diào)節(jié)距離，因此，在一定內(nèi)徑尺寸范圍內(nèi)所有保持架結(jié)構(gòu)均可以使用，對(duì)不同型號(hào)保持架的通配性好。

(2)高尺寸通配性。錐形盤(pán)采用斜坡設(shè)計(jì)，通常為45°倒角斜坡，通過(guò)調(diào)整兩片錐形盤(pán)的距離，可以使保持架牢固地固定在錐形盤(pán)斜坡面上，消除了制造公差對(duì)個(gè)體的影響。

(3)卡具自平衡方法合理。錐形盤(pán)采用4組12個(gè)平衡塊進(jìn)行平衡，調(diào)整簡(jiǎn)單，平衡塊穩(wěn)定性高，不容易發(fā)生脫落或變形，更換產(chǎn)品型號(hào)，只要在卡具尺寸調(diào)節(jié)范圍內(nèi)不需要重新平衡卡具。

(4)卡具夾持結(jié)構(gòu)合理。設(shè)計(jì)模擬了保持架實(shí)際工作運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，保持架質(zhì)心與旋轉(zhuǎn)軸同心，保持架修整時(shí)不會(huì)對(duì)夾持結(jié)構(gòu)有任何影響。隨著不平衡級(jí)別的降低，保持架精度提高。安裝檢測(cè)時(shí)工作效率高，安裝、拆卸平均時(shí)間短，人工經(jīng)驗(yàn)對(duì)平衡的品質(zhì)影響小。

(5)卡具存儲(chǔ)、管理方便。對(duì)比原軸套式卡具，新型卡具種類(lèi)少，庫(kù)房管理簡(jiǎn)化，要求存儲(chǔ)空間小。