PUMA 澆注機螺紋套聯軸器裝配工具及裝配工藝研究

（濰柴動力（濰坊）鑄鍛有限公司，山東 濰坊 261100）

我國是鑄造業(yè)大國，鑄造業(yè)的發(fā)展日新月異。隨著鑄造行業(yè)所使用的澆注機的快速發(fā)展，各鑄造廠逐漸由人工或機械化澆注向全自動澆注轉化。PUMA 澆注機由瑞士SLS 公司生產，為當前世界上較先進的全自動澆注機，澆注機由X、Y、Z 軸驅動實現澆注機水平和垂直運動，A 軸驅動實現澆注機的重心傾轉從而實現鐵水澆注，IX 軸驅動實現隨流孕育功能。PUMA 澆注機的集成化程度高、結構緊湊，尤其是A 軸部分，減速機與傳動軸采用螺紋套聯軸器連接，且A 軸裝配的零件多而緊密，A 軸的聯軸器維修裝配問題一度成為維修難題。本文通過對PUMA 澆注機A 軸的研究，摸索出了PUMA 澆注機A 軸減速機螺紋套聯軸器的快速裝配工藝，解決了螺紋套聯軸器的維修裝配問題，為進口設備的消化吸收提供了有益的借鑒。

1 PUMA 澆注機A 軸結構

PUMA 澆注機A 軸的結構如圖1 所示，主要由伺服電機、LHYXS 減速機、螺紋套聯軸器、鍵、軸承、傳動軸、澆包連接板（以下簡稱三角板）、承重傳感器（帶支架）、限位開關、手動回正裝置和鎖緊螺母等組成。

正常工況下，手動回正裝置14 不工作，只在設備停電需要手動操作時起作用。在正常工況下，當澆注機需要傾轉進行澆注作業(yè)時，A 軸由伺服電機1 和LHYXS 減速機2 驅動，通過螺紋套聯軸器3 帶動傳動軸6 轉動，三角板10 與傳動軸6 利用螺栓連接，傳動軸6 的轉動帶動三角板10 的轉動，澆包掛接在三角板的稱重傳感器支架上，從而實現了澆包的傾轉澆注功能。

2 澆注機A 軸機械故障點分析

澆注機A 軸可以分為三大部分，驅動部分、傳動軸部分和三角板，其中傳動軸6 的一端與驅動部分的減速機2 利用螺紋套聯軸器3 連接，另一端與三角板10 利用螺栓連接。在正常工況下，減速機、螺紋套聯軸器和軸承均為受力件，容易發(fā)生機械故障。

當減速機發(fā)生故障時，需要對減速機進行拆檢，減速機與傳動軸通過螺紋套聯軸器連接，因此首先需要對螺紋套聯軸器進行拆除。當傳動軸的軸承損壞需要維修時，由于鎖緊螺母15，仍然必須將螺紋套聯軸器和減速機拆下，才能進一步將傳動軸和軸承拆除，如圖2 所示。螺紋套聯軸器發(fā)生故障時更需對其進行拆檢維修，因此當A 軸發(fā)生機械故障時，螺紋套聯軸器的拆裝問題將成為關鍵一環(huán)。

3 螺紋套聯軸器裝配工藝研究

3.1 螺紋套聯軸器的結構研究

圖2 傳動軸鎖緊螺母處結構圖

PUMA 澆注機A 軸采用了LHYXS 減速機，其輸出端的空心軸為帶波紋軸孔，相應的配套了螺紋套聯軸器，螺紋套聯軸器結構如圖3 所示。螺紋套聯軸器由螺紋套1 和擋圈2 組成，螺紋套1 的一端設計了帶螺紋孔的法蘭，用于在螺紋套聯軸器裝配好之后，通過螺栓擰緊頂在擋圈2 上，螺栓擰緊力矩為Ma=250 N·m，通過螺栓擰緊形成軸向脹緊力，以避免進行傾轉澆注時產生軸向運動。螺紋套1 的另一端設計了螺紋和鍵槽，實現減速機與傳動軸的連接。螺紋套聯軸器、減速機、傳動軸的裝配圖如圖4 所示。

3.2 螺紋套聯軸器裝配工藝研究

圖3 螺紋套聯軸器結構圖

圖4 減速機、螺紋套聯軸器、傳動軸裝配圖

表1 螺紋套聯軸器裝配工藝對比分析

由于螺紋套聯軸器上帶有螺紋，因此無法通過直接拉壓的方式進行裝配，必須通過旋轉進行裝配。經研究后，螺紋套聯軸器的裝配工藝有兩種，第一種是固定驅動端法，第二種是固定三角板法。表1對兩種裝配工藝進行了比較分析。

固定驅動端法：將減速機通過電機的剎車使之固定不發(fā)生旋轉，將三角板拆除，手動旋轉螺紋套聯軸器和傳動軸，實現螺紋套聯軸器的裝配。

固定三角板法：將三角板固定使傳動軸不發(fā)生旋轉，通過旋轉減速機的輸入軸，使減速機輸出端的空心軸轉動，利用螺紋和鍵的導向作用實現螺紋套聯軸器的裝配。

3.3 帶鍵旋具頭設計

通過表1 中螺紋套聯軸器兩種裝配工藝的對比分析可以看出，固定三角板法比較適用于維修時的裝配，但固定三角板法需要考慮減速機傳動比，PUMA 澆注機所使用的LHYXS 減速機傳動比約為1：950，傳動比較高，單靠手動旋轉減速機輸入端很難實現螺紋套聯軸器的裝配，為解決這一問題，設計了專用的裝配工具——帶鍵旋具頭，其結構如圖5 所示。

圖5 帶鍵旋具頭結構圖

帶鍵旋具頭的有鍵端與減速機輸入端帶有鍵槽的軸孔相配合，無鍵端的四方孔與氣動扳手的四方頭配合，利用氣動扳手的快速旋轉代替電機帶動減速機輸出端旋轉，從而實現螺紋套聯軸器的快速裝配。

4 結論

本文通過對PUMA 澆注機A 軸整體結構的深入剖析，凸顯出螺紋套聯軸器在對A 軸進行維修裝配時的重要性。通過深入研究減速機螺紋套聯軸器的結構，提出了兩種針對螺紋套聯軸器的裝配工藝并對這兩種裝配工藝進行了對比分析，最終結合目前常用的氣動扳手和四方孔套筒工具，設計了一種專用的帶鍵旋具頭裝配工具，摸索出了PUMA 澆注機A 軸減速機螺紋套聯軸器在維修時的快速裝配工藝，解決了螺紋套聯軸器的維修裝配問題。

進口設備的國產化吸收及應用應當遵循深入研究、積極探索、領會實質、吃透原理的順序，最終可以徹底擺脫束縛、打破國外的技術壁壘，為我所用并實現國產化推廣。