城軌齒式聯(lián)軸節(jié)壓裝工藝淺析

李勇

【摘要】本文對(duì)城軌齒式聯(lián)軸節(jié)壓裝工藝進(jìn)行了研究分析。本文主要內(nèi)容分為以下幾部分：壓裝工藝難點(diǎn)分析；壓裝工具工裝分析計(jì)算及選用；聯(lián)軸節(jié)注油壓裝工藝過程的分析介紹。

【關(guān)鍵詞】聯(lián)軸節(jié)；注油壓裝；工具工裝；壓裝工藝

引言

城市軌道車輛轉(zhuǎn)向架傳動(dòng)原理一般為電動(dòng)機(jī)得電，電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)聯(lián)軸節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)，聯(lián)軸節(jié)再帶動(dòng)齒輪箱中的齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，齒輪帶動(dòng)輪對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，從而完成動(dòng)力傳動(dòng)。聯(lián)軸節(jié)作為牽引電機(jī)和齒輪箱之間的連接機(jī)構(gòu)，除了起到連接和傳動(dòng)動(dòng)力的作用外，還有緩沖和減震等作用。

城市軌道車輛轉(zhuǎn)向架聯(lián)軸節(jié)通常組裝在主動(dòng)齒輪軸或電機(jī)軸上，常用齒式聯(lián)軸節(jié)聯(lián)接一般采用無鍵錐面過盈連接方式。

1、壓裝工藝原理及難點(diǎn)分析

1.1聯(lián)軸節(jié)壓裝工藝原理。為了使聯(lián)軸節(jié)壓裝和拆卸更為簡(jiǎn)單方便，在聯(lián)軸節(jié)壓裝和拆卸時(shí)采用注油壓裝、拆卸工藝。注油壓裝時(shí)，使用超高壓油泵把指定高壓油注入軸和轂孔表面之間，形成一層油膜將軸和轂孔表面隔開，使壓裝和拆卸過程在油膜隔開和潤(rùn)滑的條件下進(jìn)行，由于油膜的作用有效的降低了摩擦阻力，從而減小了壓裝時(shí)所需壓裝力，并且能有效的避免擦傷配合表面。壓裝時(shí)，給超高壓油泵注油，油進(jìn)入油槽將聯(lián)軸節(jié)漲開，使得聯(lián)軸節(jié)內(nèi)徑增大，形成油膜，壓力達(dá)到指定要求后，再給軸向施加壓力，低壓油缸將聯(lián)軸節(jié)推入指定位置。

1.2聯(lián)軸節(jié)壓裝工藝難點(diǎn)：1）注油加壓時(shí)，徑向壓裝力的把握。徑向應(yīng)少注油，使聯(lián)軸節(jié)漲開即可，如果觀察到軸向推進(jìn)力突然增大，應(yīng)立即停止向前推進(jìn)；2）半聯(lián)軸節(jié)找正。在交替加壓過程中時(shí)，當(dāng)壓入量為1/3、2/3時(shí)，可以適當(dāng)停止增加軸向推力，高壓、低壓均保壓約1分鐘，以便半聯(lián)軸節(jié)自由找正。3）壓裝后聯(lián)軸節(jié)的保壓。在聯(lián)軸節(jié)壓裝后要進(jìn)行一定時(shí)間的保壓過程，以防止聯(lián)軸節(jié)滑出或彈出。

2、聯(lián)軸節(jié)壓裝工具工裝設(shè)計(jì)計(jì)算及選用

聯(lián)軸節(jié)壓裝所用的工具工裝有高壓泵、軸向液壓缸、手動(dòng)液壓泵、壓裝塊、鎖緊螺母及注油嘴。徑向超高壓泵和軸向液壓泵選用時(shí)，要根據(jù)聯(lián)軸節(jié)和電機(jī)軸或小齒輪軸的規(guī)格參數(shù)來計(jì)算確定所需的壓強(qiáng)范圍，然后根據(jù)計(jì)算出的壓力壓強(qiáng)范圍來確定所需高壓泵和手動(dòng)液壓泵規(guī)格。以某型地鐵聯(lián)軸節(jié)壓裝為例，計(jì)算其所需壓強(qiáng)范圍來確定所需高壓泵和手動(dòng)液壓泵規(guī)格。其牽引電機(jī)額定功率為190kW，最大功率為448kW，額定轉(zhuǎn)矩為1008Nm，最大轉(zhuǎn)矩約為1200N·m，額定轉(zhuǎn)速1800r/min，最大轉(zhuǎn)速3318r/min。該地鐵聯(lián)軸節(jié)是油孔連接口在軸端部（非中心孔）的形式，其大端直徑d小=77.54mm，結(jié)合長(zhǎng)度L=90mm，接合錐度C=1/50。

2.1接合尺寸的計(jì)算。聯(lián)軸節(jié)基本尺寸為：大端直徑d小=77.54mm，結(jié)合長(zhǎng)度L=90mm，接合錐度C=1/50。根據(jù)公式：小端直徑：d大=d小+（L×C）；中間直徑：d中=（d大+d小）/2。將上述數(shù)據(jù)代入公式可得：d大=79.34mm，d中=78.44mm。

2.2聯(lián)軸節(jié)過盈配合接合面壓強(qiáng)計(jì)算

2.3注油壓力的計(jì)算。聯(lián)軸節(jié)和電機(jī)軸或小齒輪軸過盈配合結(jié)合面壓強(qiáng)P=124.26MPa。代入公式得P注=161.5MPa（取最大值）。由此確定聯(lián)軸節(jié)和電機(jī)軸或小齒輪軸過盈配合連接主油壓強(qiáng)約為162MPa。注油時(shí)的壓裝力：，式中μ=0.001～0.008為摩擦因數(shù)（油膜情況下），取中間值0.0045，K為接合錐度K=C=1/50。代入公式計(jì)算得μ=52.07KN。

2.4注油壓裝空心油缸工作壓強(qiáng)計(jì)算。選用恩派克中空液壓缸R(shí)CH202，其有效面積為S=3070mm2，注油壓裝時(shí)中空軸向液壓缸所需壓強(qiáng)為：P壓=F壓/S，代入數(shù)據(jù)計(jì)算得：P壓=16.96MPa。

2.5徑向超高壓油泵和軸向低壓液壓泵的選用。由上述計(jì)算得軸向液壓缸工作壓強(qiáng)約為P壓=16.9MPa，注油壓強(qiáng)P注=162MPa。所以，手動(dòng)液壓泵選定壓力范圍為：0～70MPa，壓力可調(diào)；高壓油泵選定壓力范圍為0～300MPa，壓力可調(diào)。

3、聯(lián)軸節(jié)壓裝工藝過程

以上述地鐵聯(lián)軸節(jié)為例對(duì)其壓裝工藝進(jìn)行分析，工藝過程主要如下：

3.1壓裝工具工裝清理清洗。根據(jù)聯(lián)軸節(jié)壓裝要求，將組裝聯(lián)軸節(jié)的工裝工具準(zhǔn)備到位，清洗工裝工具各接觸面，檢查油路各接口是否結(jié)實(shí)可靠。尤其要注意的是高壓泵如果長(zhǎng)時(shí)間沒有使用，要對(duì)其安裝油（86%濃度甘油）進(jìn)行清理更新。

3.2電機(jī)軸或小齒輪軸上聯(lián)軸節(jié)壓裝。由于分別安裝到電機(jī)軸、小齒輪軸的兩個(gè)半聯(lián)軸節(jié)相同，其與電機(jī)軸的配合關(guān)系和與小齒輪軸的配合關(guān)系也相同，因此，左右兩側(cè)半聯(lián)軸節(jié)的安裝方法完全一致。3.2.1電機(jī)軸或小齒輪軸上安裝半聯(lián)軸節(jié)。1）檢查并保證電機(jī)軸或小齒輪軸的注油孔通暢；使用環(huán)塞規(guī)分別檢查半聯(lián)軸節(jié)的錐孔、電機(jī)軸或小齒輪軸的錐形配合面（也可采用工件與工件配合的檢測(cè)辦法），接觸面積不得小于80%。2）使用除油清洗劑清洗半聯(lián)軸節(jié)的錐孔、電機(jī)軸或小齒輪軸的配合面，并擦拭干凈，并檢查是否有損傷。3）把半聯(lián)軸節(jié)輕推到電機(jī)軸或小齒輪軸上，直到不能推動(dòng)為止。用深度游標(biāo)尺測(cè)量半聯(lián)軸節(jié)的內(nèi)齒轂端面到電機(jī)軸或小齒輪軸端面的距離S（見圖2），如果S不在8.05mm～10.0mm范圍內(nèi)則應(yīng)更換半聯(lián)軸節(jié)。4）按圖1所示，分別把高壓油泵、壓套工裝、手動(dòng)液壓泵、軸向液壓缸連接至電機(jī)或小齒輪軸端。3.2.2半聯(lián)軸節(jié)壓裝。1）先不施加徑向擴(kuò)壓，使用軸向手動(dòng)液壓泵輕推聯(lián)軸節(jié)，對(duì)應(yīng)壓力為0.5-1MPa。然后施加徑向擴(kuò)壓，逐步增加壓力。注意觀察液壓甘油從聯(lián)軸節(jié)內(nèi)齒轂和軸結(jié)合面均勻滲出。2）交替增大徑向壓力和軸向推進(jìn)力（最大徑向擴(kuò)張力為220MPa），直至半個(gè)聯(lián)軸節(jié)的內(nèi)齒轂端面與小齒輪軸端面平齊為止。（如果觀察到軸向推進(jìn)力突然增大，應(yīng)立即停止向前推進(jìn)）。3）逐步減小徑向擴(kuò)張力至零，并保持軸向推進(jìn)力不變至少30min（設(shè)定時(shí)間）。4）設(shè)定時(shí)間過后，逐步減小軸向推進(jìn)力直至降至為零，然后拆卸高壓油泵、軸向液壓缸及壓套工裝。用深度游標(biāo)尺檢查平齊量是否在（0-0.2）mm范圍內(nèi)。5）靜置24h后，使用深度游標(biāo)尺重新測(cè)量平齊量是否在（0-0.2）范圍內(nèi)。

4、總結(jié)

通過對(duì)該地鐵聯(lián)軸節(jié)壓裝的質(zhì)量報(bào)告進(jìn)行跟蹤分析，積累了一定的聯(lián)軸節(jié)壓裝工藝基礎(chǔ)，并對(duì)其聯(lián)軸節(jié)壓裝工藝做出了一些優(yōu)化改善。在其他形式聯(lián)軸節(jié)壓裝時(shí)，可根據(jù)具體聯(lián)軸節(jié)的安裝形式及尺寸對(duì)壓裝工具工裝進(jìn)行選用，并根據(jù)實(shí)際安裝要求情況對(duì)其聯(lián)軸節(jié)壓裝工藝進(jìn)行優(yōu)化改善，達(dá)到具體聯(lián)軸節(jié)壓裝的要求。

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