Q616 鼓形滾珠聯(lián)軸器拆裝工藝探討

李阜璋

（白銀恒誠機械制造有限責任公司，甘肅白銀 730900）

0 引言

聯(lián)軸器是機械傳動中的重要部件，在設(shè)備、減速機、電機三者的聯(lián)接中廣泛應用。根據(jù)聯(lián)軸器的結(jié)構(gòu)和使用條件，選擇正確的拆裝工藝，能夠提高設(shè)備聯(lián)接的可靠性，減少設(shè)備運行中的振動，延長聯(lián)軸器的使用壽命。

白銀有色集團第三冶煉廠燒結(jié)車間2 號鏈板運輸機的Q616 鼓形滾珠聯(lián)軸器為技改時引進安裝，與唐山冶金礦山機械廠SVND560-280-Ⅰ型減速機配套使用。該聯(lián)軸器自技改完成后，連續(xù)使用多年未進行更換，本次因減速機損壞需將其拆卸并安裝至新減速機。

行業(yè)內(nèi)對于聯(lián)軸器的拆裝研究較多，如文獻［1］對鼓形聯(lián)軸器在礦用刮板運輸機中的應用和使用建議做了簡要說明；文獻［2］對大過盈量聯(lián)軸器的幾種拆卸方法進行對比及分析；文獻［3］對設(shè)備零部件過盈裝配的方法選擇及要求進行闡述與分析；文獻［4］總結(jié)和提出機械部件裝配前的檢測和定位測量方法；文獻［5］、文獻［6］通過提出過盈裝配的幾種方法，分析不同零部件的最優(yōu)選擇，并給出建議。這些成果對本次Q616 鼓形滾珠聯(lián)軸器的拆卸和裝配具有寶貴的借鑒意義，但對于大直徑、大過盈量、高精度要求，且無技術(shù)資料及圖紙可供查詢及參考的問題，仍需要通過現(xiàn)場的實踐進行探索、總結(jié)。

1 Q616 鼓形滾珠聯(lián)軸器

1.1 結(jié)構(gòu)組成

Q616 鼓形滾珠聯(lián)軸器具有高可靠性、高強度、高壽命的特點，適用于刮板運輸機連續(xù)運行的要求。該聯(lián)軸器由輪轂、鼓形滾珠、外保持架三部分組成，輪轂外徑Φ=680 mm，內(nèi)徑Φ=460 mm。聯(lián)軸器輪轂與減速機低速軸過盈裝配，并隨軸共同轉(zhuǎn)動；鼓形滾珠均勻安裝在輪轂外沿的凹槽中，并通過油脂潤滑，適用于低速、高載荷工況，運行穩(wěn)定。

1.2 拆裝要求

（1）保證原結(jié)構(gòu)不受影響。本次維修需要將Q616鼓形滾珠聯(lián)軸器過盈零件拆卸下來，維修后再按照原結(jié)構(gòu)裝配回去。在維修中必須采用正確的拆卸方法，保證零件不受損害，確保機械的整體性與穩(wěn)定性。

（2）裝配工藝要求：大直徑、大過盈量聯(lián)軸器裝配對維修技術(shù)水平要求比較高，必須根據(jù)過盈配合的要求，按照一定的裝配原則，結(jié)合實際情況選擇正確合理的裝配方法，才能保證機械各零部件的安裝要求，從而提高機械的可靠性和使用性能。

2 Q616 鼓形滾珠聯(lián)軸器拆裝工藝

2.1 聯(lián)軸器拆解

該聯(lián)軸器需要拆卸后重新進行安裝使用，對拆解的質(zhì)量要求較高，尤其對于大直徑、大過盈量聯(lián)軸器，選擇合適的拆卸方法及流程至關(guān)重要。

2.1.1 拆解準備

（1）整體清理及位置標記。清理聯(lián)軸器表面沉積的油垢、腐蝕物及礦粉等，對銹蝕嚴重的螺栓首先進行除銹，再對銹蝕嚴重的螺栓噴涂溶劑（松銹劑），以便于拆卸。在聯(lián)軸器拆卸前，對聯(lián)軸器各部件之間互相配合的位置做標記作，連接螺栓分類進行涂裝標記，避免混淆。

（2）拆卸方法的選擇。設(shè)備大過盈量聯(lián)軸器的拆卸，往往采用火焰加熱、拉馬、壓力機等方式進行。

火焰加熱：其工作原理是利用火焰（氧氣乙炔）對聯(lián)軸器進行加熱，使輪轂受熱膨脹后進行拆卸。由于火焰加熱較為緩慢，聯(lián)軸器被烘烤加熱的同時，對應的軸也會發(fā)生熱變形，聯(lián)軸器的尺寸較大，則主軸與輪轂之間的過盈量不會減少，故無法滿足拆除的要求。

三角拉馬或四角拉馬：其工作原理是通過對聯(lián)軸器施加軸向力，克服兩者摩擦力來進行拆除，適用過盈量小、尺寸小、摩擦力小的情況，故無法滿足該聯(lián)軸器的拆卸。

壓力機：拆解減速機，將軸與輪轂整體取出，再將其固定在壓力機上，通過在軸上施加軸向力，將兩者進行分離。該方法效率低、工作量大，需要對減速機進行拆卸及安裝，現(xiàn)場檢修一般不采用該方式。

（3）拆卸工裝制作。結(jié)合現(xiàn)場實際情況，通過分析計算，設(shè)計制作一套輪轂拉拔工裝，結(jié)合使用200 t 液壓千斤頂進行拆卸。該工裝一端可卡在聯(lián)軸器輪轂上，另一端作為支撐，通過液壓千斤頂作用在軸上的力，可以將軸與輪轂分離，減少拆除減速機的繁重工作，且該工裝使用便捷、拆裝簡單、效率高。輪轂拉拔工裝如圖1 所示。

圖1 聯(lián)軸器輪轂拉拔工裝

2.1.2 外保持架拆除、檢查

拆除聯(lián)軸器連接螺栓，將外保持架與輪轂進行分離后拆除。保持架拆除后，部分鼓形滾珠與輪轂脫離，需派專人進行收集、清洗、保存。利用千分尺檢查、測量鼓形滾珠磨損情況，更換磨損嚴重的滾珠。

2.1.3 輪轂拆卸

聯(lián)軸器拆卸過程中，最困難的是從軸上拆下輪轂。設(shè)計、制作的拆卸工裝與輪轂的外形尺寸相配，受力時避免產(chǎn)生滑脫現(xiàn)象。

（1）工裝吊裝、調(diào)整。利用天車將工裝吊運至聯(lián)軸器輪轂位置，通過調(diào)整工裝使前端壓板與輪轂充分接觸。為保證輪轂受力均衡，避免拆卸工裝變形，需保證工裝處于水平狀態(tài)，并在下方焊接支腿將工裝進行固定。

（2）施加作用力。工裝固定就位后，將液壓千斤頂?shù)踔凉ぱb內(nèi)部，調(diào)整液壓缸、軸的中心保持在同一直線上，然后均勻、緩慢施加軸向作用力，使得輪轂與軸緩慢分離。聯(lián)軸器輪轂拆卸示意見圖2。

圖2 聯(lián)軸器輪轂拆卸示意

（3）拆除工裝。將輪轂從軸上分離后，移除液壓千斤頂及拆卸工裝，清理、檢查低速軸及輪轂是否損傷，拆卸工作完成，隨即開始裝配前的準備工作。

2.2 聯(lián)軸器裝配

聯(lián)軸器拆卸完成后對零部件進行測量、修配，測量聯(lián)軸器與新裝軸的過盈量，并結(jié)合現(xiàn)場實際情況對比、選擇最適宜的裝配方式，保證裝配工作順利進行。

2.2.1 裝配準備

（1）部件清洗、清點。聯(lián)軸器與軸屬于緊密配合件，因此安裝前必須保證孔內(nèi)及軸表面清潔，無細小顆粒等雜物及毛刺。復裝之前對配套零部件進行清點（螺栓、鼓形滾珠、密封等），檢查無誤后進行清洗，清洗后的零部件需將洗油擦拭干凈。

（2）輪轂與軸尺寸測量。為避免出現(xiàn)測量誤差，使用前對量具進行校核。測量內(nèi)、外徑時，為規(guī)避毛刺和變形帶來的影響，需避開邊緣部位，并進行多次測量。

（3）鍵槽與鍵配合檢查。裝配前，采用涂色法對鍵槽與鍵的配合情況進行檢查，鍵的兩側(cè)面與鍵槽的壁嚴密貼合，兩者的配合情況滿足裝配要求。

（4）打磨、去毛刺。檢查輪轂外邊緣、滾珠凹槽、減速機軸表面、鍵槽及鍵等部位，采用銼刀或細砂紙對毛刺、翻邊進行打磨處理，避免裝配時出現(xiàn)卡滯現(xiàn)象，并在結(jié)合面涂抹適量潤滑油。

2.2.2 裝配方法選擇

鼓形聯(lián)軸器的聯(lián)軸節(jié)與軸的聯(lián)接通常是過盈配合，過盈聯(lián)接件常用的裝配方法有：靜力壓入法、動力壓入法、溫差裝配法及液壓裝配法。

（1）靜力壓入法：通過夾鉗、千斤頂或壓力機進行，一般適用于錐形軸孔。同時，受到壓力機械限制，在過盈較大時，施加力比較困難，且壓入時會切去聯(lián)軸器與軸之間配合面上不平的凸峰，使配合面受到損壞，因此，這種方法一般應用不多。

（2）動力壓入法：采用沖擊工具或機械來完成裝配，一般用于聯(lián)軸器與軸過盈不大的場合，通常用手錘敲打，在聯(lián)軸器表面墊放木塊，鉛塊或其他軟質(zhì)材料做緩沖，該方法同樣會損傷配合表面，適用低速和小型聯(lián)軸器的裝配。動力壓入法同樣會對鑄鐵、淬火的鋼制聯(lián)軸器局部造成損傷，不宜采用。

（3）溫差裝配法。一般用液氮等作為冷源，對被包容件（軸）進行冷縮，需要有一定的絕熱容器，只有具備條件時才采用。加熱裝配法是加熱包容件（孔），使其直徑膨脹超過過盈配合值，從而使得孔的內(nèi)徑略大于軸的外徑，不需要施加很大的力，就可以將聯(lián)軸器裝到軸上。實踐中，加熱膨脹值必須比過盈大，才能保證順利將軸裝入孔中，避免安裝中孔冷卻收縮，發(fā)生軸與孔卡住的事故。

加熱裝配法的熱源選擇很多，如用烤爐或加熱器進行加熱，但裝配現(xiàn)場一般采用油浴加熱或焊槍烘烤。普通的火焰加熱法類似于不規(guī)范的熱處理，但受熱不均勻，部分區(qū)域溫度過高，材料的性能、強度受到影響，反復的加熱將會導致聯(lián)軸器的實際壽命低于理論壽命[2]。油浴加熱能達到的溫度取決于油的閃點，一般在200 ℃以下，采用其他方法加熱時，溫度會高于200 ℃，但從金相及熱處理的角度考慮，加熱溫度不能任意提高，鋼的再結(jié)晶溫度為430 ℃，超溫會引起鋼材內(nèi)部組織的變化。

通過對上述幾種方法進行對比分析，針對Q616 鼓形滾珠聯(lián)軸器直徑大、過盈大的特點，結(jié)合廠家要求（聯(lián)軸器的拆卸和裝配過程中，不得影響聯(lián)軸器的材料性能，不對聯(lián)軸器造成損傷），最終考慮選擇采用高閃點油浴加熱法進行裝配。

2.2.3 裝配流程

（1）油浴加熱輪轂。為避免聯(lián)軸器高溫再結(jié)晶引起結(jié)構(gòu)變化，將加熱溫度控制在400 ℃以下。天車通過卡爪將輪轂吊入油浴槽并保持懸空狀態(tài)，輪轂禁止與油槽底接處，隨后向槽內(nèi)加注齒輪油?；鹧婕訜猃X輪油對輪轂進行煮沸，保持慢速、均勻升溫，否則會影響聯(lián)軸器溫度均勻性。

為使熱裝操作方便而有把握，加熱聯(lián)軸器使其內(nèi)徑的膨脹量達到兩者實測過盈量的2～3 倍（常采用3 倍）。采用紅外測溫儀持續(xù)測溫，當溫度加熱至要求值后，每10 min 用千分尺測量一次輪轂膨脹后的內(nèi)徑，待加熱膨脹的內(nèi)徑數(shù)值大于軸外徑0.17 mm 以上時，輪轂的熱膨脹即達到裝配要求，可進行下一步的裝配工作。

（2）聯(lián)軸器裝配。安裝前在軸上涂抹機油進行潤滑，便于聯(lián)軸器的內(nèi)孔更容易進入減速機的軸端。安裝前要調(diào)整好位置及角度，裝配過程中要迅速，避免出現(xiàn)內(nèi)孔冷卻收縮而與軸卡死。安裝到位后使用冷水對軸內(nèi)側(cè)進行冷卻，防止軸急劇升溫傳到減速機導致密封或內(nèi)部部件損壞，保障減速機的整體功能。待聯(lián)軸器冷卻后，安裝鼓形滾珠及外保持架，并加裝潤滑油。

（3）裝配后檢查。聯(lián)軸器在安裝完成后進行盤車，用扳手轉(zhuǎn)動減速機高速軸，檢查轉(zhuǎn)動情況是否良好，是否有異響及振動。

3 結(jié)束語

Q616 鼓形滾珠聯(lián)軸器直徑大、與軸過盈大、拆裝要求特殊，將理論與現(xiàn)場實際相結(jié)合，提出科學、經(jīng)濟的解決方案，順利完成了該設(shè)備的檢修任務(wù)，為后期大直徑聯(lián)軸器的拆裝總結(jié)了寶貴的經(jīng)驗。此外，鼓形聯(lián)軸器的使用壽命除了對安裝精度的要求外，還可通過定期對聯(lián)軸器的連接螺栓進行緊固、加注潤滑油、加強狀態(tài)監(jiān)測等一系列措施，將故障隱患消除在萌芽狀態(tài)，延長其使用壽命。