大型联轴器及其拆装工具卧式装配方案

■ 沈阳鼓风机集团股份有限公司 （辽宁 110869） 周顺新

目前，集团所有产品的联轴器与主轴之间都是采用液压方式进行拆装，使用的装配工具为联轴器液压拆装工具。质量小的联轴器和液压拆装工具都是由车间操作者手工搬动进行装配，劳动强度大，存在安全隐患。随着集团产品规格的不断增大，如H1752、H1714、10万空分和H2199等重大产品转子联轴器及液压拆装工具，质量较重，已经超出手工搬动的极限，需要使用起重机进行吊运，人工辅助进行安装。但起重机吊运装联轴器及液压拆装工具进行高度调节及轴心对中调节时误差很大，给装配过程增添困难，装配时间长，劳动效率低。

为解决联轴器及液压拆装工具装配中的操作者劳动强度大、存在重大安全隐患等一系列问题，设计满足大型联轴器卧式装配工具，实现联轴器安全、方便、高效及快捷的装配。

1. 方案选择

针对上述问题，提出以下两种方案：

（1）螺杆式通用可调工具。如图1a所示，螺杆式联轴器装配工具通过螺纹旋转调节高度，两个轴承用于联轴器的轴向转动。此结构简单，但是支撑的稳定性效果不好，存在安全隐患；支撑工具不具备自由移动功能，不能自动实现水平方向上的位移，需要通过人工搬动或起重机调运；调节高度时，由于工具承担着联轴器的质量，转动螺杆抬升联轴器时，联轴器的重力全部承载在螺纹上，旋转螺纹比较困难，增加了操作者的劳动强度。

（2）液压式调节工具，如图1b所示，液压式结构可以通过液压缸来实现其可调性，手工简单操作即可。可水平支撑各种结构及质量的联轴器，适用范围广阔；可根据需要调节联轴器及液压工具的高度，并且可以实现精确调节；推动液压调节工具，可以实现各个方向的自由调节，能够实现联轴器及液压工装工具在水平方向上的位移；联轴器及液压拆装工具可以自由转动；结构与螺杆式相比稍复杂。

通过对两个方案进行分析对比及车间交流后，决定采用液压式结构实现联轴器装配时水平及垂直方向的自由移动。

图1 装配工具

2. 联轴器卧式装配工具设计

联轴器卧式装配工具需要具备以下几个功能：可水平支撑各种结构及质量的联轴器、可根据需要调节联轴器及液压拆装工具的高度、能够实现联轴器及液压工装工具在水平方向上的位移、联轴器及液压拆装工具可以自由转动。综上需求，设计液压式联轴器卧式装配工具，该工具采用组合型式结构，设计水平自由移动、垂直方向可升降的液压车，手动操作液压车，即可实现水平及垂直方向的自由移动；在液压车基础上，设计联轴器的支撑胎具，满足支撑各类复杂结构形式的联轴器；在胎具上设置转动装置，使得联轴器放在转动装置上，可以自由转动。综合以上需求，设计如图2所示大型联轴器卧式装配工具。

（1）液压车的设计。设计液压车，需要满足几个特征参数，根据转子在转子安装区的高度，选择液压车的调节高度；根据联轴器的质量及外形尺寸选择液压车的额定载荷及台面规格。液压车在使用时，前轮为定位轮，后轮为万向轮，方便调节液压车的角度、方向和位置，位置确定后，后轮具备自锁功能，液压车通过自锁后轮固定位置。

图2 大型联轴器卧式装配工具

图3 液压车

图4 支撑胎

图5 支撑轴

液压车可调高度的确定。目前，集团产品中转子叶轮的最大直径为1 600mm，联轴器中心与装配平台高度差为800mm，所以液压车的最大可调高度大于800mm。液压车的最低调节高度根据车间现场使用情况，最低高度选择300mm即可。

液压车额定载荷的确定。H2199联轴器最大质量为250kg，液压车的额定载荷需要大于250kg。考虑到支撑胎具及转动工具的质量，确定液压车的额定载荷质量为300kg。

液压车台面尺寸的确定。液压车的台面用于放置支撑联轴器的支撑胎，结合联轴器的外形、尺寸及后续支撑胎的尺寸，确定液压车台面规格为10mm×815mm×500mm。

设计完成的液压车如图3所示，此液压车可以实现水平方向移动及垂直方向升降，手动控制液压车的升降。综上所述，液压车参数如下：①额定载重300kg。②台面尺寸10mm×815mm×500mm。③台面最低高度280mm。④台面最高高度900mm。⑤颜色：水溶性Y07中黄色面漆。

（2）支撑胎具设计。支撑胎具结构如图4所示，每个转动轴上设计6个放置转动轴的深槽，包括3件支撑胎具，两侧胎固定在液压车上，中间放置1件可自由移动的支撑胎具，支撑胎采用2件和3件配合使用，满足不同形状、尺寸的联轴器的装配。

支撑胎采用MC901尼龙材料，同样规格尺寸胎具，此种材料质量更轻，可以极大地降低胎具自重，并且此种材料材质较软，加工强度较低，节约加工成本。

（3）转动装置设计。转动轴由两部分组成，包括轴及滚动轴承。根据联轴器的质量，选择满足载荷要求的滚动轴承，采用滚动轴承6211及6203型号；在设计轴上的结构时，轴上设计轴肩，轴与轴承采用过盈装配，利用轴肩固定轴承位置，如图5所示，每个支撑胎具上设计4件转动轴，转动轴与支撑胎具之间采用镶入式，不把和结构。转动轴装入支撑胎具上，轴承可以自由滑动。装配联轴器时，联轴器及液压拆装工具可以在滑动轴承上自由滑动，极大地提高了联轴器与轴装配时对中效果。当联轴器结构不同时，可以根据联轴器结构，对支撑轴进行选择性安装。

大型联轴器卧式装配工具在车间进行现场使用，此工具可以实现联轴器及打压工具的水平及垂直方向调节，打压工具可以在其上自由转动，实现了工具的设计目的，如图6所示。

在未使用该工具前，大型联轴器安装都是靠2、3个工人合力抬起后装配到主轴上。长期从事该工作后，劳动者得职业病的几率增大，并且时有安全事故发生。该工具的使用，使大型联轴器装配工作更加方便、快捷和安全。

图6 工具现场使用图

3. 结语

（1）液压式结构设计卧式装配工具，手动简单操作，实现联轴器装配时水平及垂直两个方向的调节，联轴器及打压工具水平放置在工具上，并且可以自由转动。

（2）大型联轴器卧式装配工具，降低了工人的劳动强度，消除了操作过程中的不安全因素。该工具提高了大型联轴器的装配效率，降低装配强度，间接提高了转子的装配技术水平，使大型联轴器装配工作更加方便、快捷及安全 。

（3）在满足通用调节工具载荷的前提下，扩展此工具的使用范围，使其能应用在其他零部件的装配，如平衡盘、大螺母等需要卧式装配的零件。

参考文献：

[1] 李杨，陈子蕾，王可．一种新型安全联轴器的设计[J]．机械设计与制造，2010（3）：53-54．