李瓊

(攀鋼冶金材料有限責(zé)任公司攀枝花617000)

【摘要】針對(duì)吊車檢修中機(jī)械傳動(dòng)卷筒聯(lián)軸器拆裝復(fù)雜、耗時(shí)長(zhǎng)等問題，創(chuàng)新地提出了在線更換理念。通過制作簡(jiǎn)易工具，實(shí)現(xiàn)了在線更換，解決了更換效率低的問題。

【關(guān)鍵詞】卷簡(jiǎn)聯(lián)軸器；創(chuàng)新；經(jīng)驗(yàn)

1前言

卷筒聯(lián)軸器在機(jī)械傳動(dòng)中的應(yīng)用比較普遍，尤其在橋式吊車中是必不可少的傳動(dòng)設(shè)備。其優(yōu)點(diǎn)在于機(jī)構(gòu)能承受較大扭矩，具有緩沖、減振和提高軸系動(dòng)態(tài)性能的作用，能有效的保護(hù)和減少卷筒磨損。但其結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜、安裝精度高、部件更換程序多，制約了高效檢修目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。

2存在問題分析

2.1卷筒聯(lián)軸器的位置結(jié)構(gòu)

在機(jī)械傳動(dòng)結(jié)構(gòu)中，卷筒聯(lián)軸器安裝在減速機(jī)的輸出軸上，再通過螺栓與卷筒連接在一起。在常規(guī)的更換作業(yè)程序中需要脫離卷筒、減速機(jī)開箱、將裝有卷筒聯(lián)軸器的輸出軸運(yùn)輸?shù)浇M裝間進(jìn)行拆裝。由于聯(lián)軸器的尺寸比較大，必須采取加熱的方式進(jìn)行組裝,因此需要設(shè)置較大的油鍋,特別 是大型橋式吊車的主卷卷筒聯(lián)軸器(直徑1 m)的拆 裝，需要采用電線纏繞的電加熱方式進(jìn)行,工序更為復(fù)雜，檢修時(shí)間更長(zhǎng)。

2.2檢修存在問題分析

(1)工作量大檢修效率低：需要將減速機(jī)開箱，吊出輸出軸并運(yùn)輸?shù)絺浼M裝間才能進(jìn)行拆裝,需要采用較多的輔助工器具，需要較多的人力和較長(zhǎng)的作業(yè)時(shí)間。

(2)存在安全隱患:卷筒聯(lián)軸器的拆裝采用的油鍋很容易發(fā)生燙傷事故，采用電線纏繞方式也需要采取較多的安全措施且安全風(fēng)險(xiǎn)高。

3  實(shí)現(xiàn)在線更換的方案設(shè)計(jì)

3.1創(chuàng)新檢修思路

為解決檢修效率低下和對(duì)生產(chǎn)的影響大的問題,經(jīng)過技術(shù)人員分析和實(shí)踐,提出了“冷抓法”方案，實(shí)現(xiàn)卷筒聯(lián)軸器的在線更換。

3.2設(shè)計(jì)方案

3.2.1 設(shè)計(jì)凍則

減速機(jī)不開箱，脫離卷筒后,制作一些簡(jiǎn)易工具,用壓機(jī)配合直接拆除和安裝卷筒聯(lián)軸器。

3.2.2 巻筒聯(lián)軸幾的拆除

(1)根據(jù)聯(lián)軸器的壓出力、壓入力公式計(jì)算:

式中：δ=——最大過盈量，根據(jù)圖紙，聯(lián)軸器與軸的配合公差查表；

C_a, C_i——系數(shù)，根據(jù)設(shè)計(jì)手冊(cè)查表；

E_a,C_i——包容件和被包容件的彈性模量，根據(jù)手冊(cè)查表；

d_f——結(jié)合面的基本直徑；

l_f——結(jié)合面的基本長(zhǎng)度；

u——過盈聯(lián)接的摩擦系數(shù)，查表。

（2）設(shè)計(jì)冷抓法門型架：

根據(jù)計(jì)算的壓岀力選擇壓機(jī)，根據(jù)聯(lián)軸器的尺寸、壓機(jī)的尺寸，設(shè)計(jì)門型架的尺寸（圖1所示，該尺寸為橋式吊車主卷卷筒聯(lián)軸器冷抓時(shí)的設(shè)計(jì)尺寸），將其對(duì)稱焊接在聯(lián)軸器上（以輸出軸的軸心線為中心）。

門型架的強(qiáng)度和焊接強(qiáng)度，是冷抓法成功實(shí)施的關(guān)鍵，因此必須進(jìn)行強(qiáng)度核算。根據(jù)材料力學(xué)和電焊工相關(guān)公式計(jì)算。

（3） 門型架（見圖1）立柱校核：

式中：N ——截面受到的拉力,圖中f₁=f₂ = 1/2F =1/2 P_xa（通過前面的計(jì)算，該圖例中為 33.21 kN）；

A——危險(xiǎn)截面截面積；

[σ]——材料拉伸許用應(yīng)力,A3鋼為160MPa。

所以強(qiáng)度足夠。

（4）門型架橫梁校核：根據(jù)受到彎曲應(yīng)力計(jì)算，梁的中間（頂壓機(jī)部位）受到的彎曲應(yīng)力最大（圖2）,屬于危險(xiǎn)截面。截面積為30mm x 100mm。

根據(jù)梁的正應(yīng)力強(qiáng)度條件公式：

式中σ_max—最大應(yīng)力；

M——危險(xiǎn)截面的彎矩；

W——危險(xiǎn)截面的抗彎截面模量；

[σ] ——A3鋼的許用應(yīng)力為160 MPa

由圖2計(jì)算。

M = P_xa× 410/2

= 33.21 kN x 410/2 mm

= 6808.05N·m

危險(xiǎn)截面為矩形面，根據(jù)查表可知

式中：W_y——以y軸為對(duì)稱軸的截面彎矩；

h ——以y軸為對(duì)稱軸的高度,本題為30；

b ——以y軸為對(duì)稱軸的寬度,本題為100。

所以設(shè)計(jì)門型框架梁的彎曲強(qiáng)度足夠。

（5）門型架的焊接:此方案的實(shí)施的關(guān)鍵要保證焊接質(zhì)量，因此要計(jì)算其焊接強(qiáng)度，門型架的立柱與卷筒聯(lián)軸器進(jìn)行焊接,采用雙面打坡口 （等腰形狀，∠5×45°）焊接，見圖3所示。

焊縫厚度計(jì)算：

根據(jù)等腰角焊縫計(jì)算厚度公式

式中:K一坡口直角邊長(zhǎng),K=5

焊接強(qiáng)度計(jì)算：

門型立柱承受拉力作用

式中：F —接頭受到的拉力=1/2P_xa；

L—縫長(zhǎng)度,L=70mm；

δ₁——接頭中較薄板的厚度,5=30mm;

[σ]——焊縫受拉時(shí)的許用應(yīng)力。A3鋼的焊縫許用拉應(yīng)力為167MPa。

遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于許用應(yīng)力，符合要求。

將壓機(jī)設(shè)置于輸出軸軸端與門型架之間，調(diào)節(jié)好位置后，操作壓機(jī)，就可以將卷筒聯(lián)軸器頂出來了。

3.2.3 悲筒朕軸彖的姿裝

安裝與拆除是一個(gè)相反的程序，因此在制作 的簡(jiǎn)易工具上不同，如圖4所示。設(shè)計(jì)了一個(gè)“T” 型結(jié)構(gòu)件。其工作原理是:將拉桿焊接在卷筒聯(lián)軸器的軸上(盡量在中心位置)，再將卷筒聯(lián)軸器吊裝到軸端，擰好背帽5；將2臺(tái)壓機(jī)置于兩者中間，找正找平聯(lián)軸器后讓壓機(jī)受力；兩臺(tái)壓機(jī)同時(shí)工作，緩慢將聯(lián)軸器頂裝到位(相關(guān)的計(jì)算與前面類似，不再贅述)。

4  結(jié)語

通過設(shè)計(jì)計(jì)算與改造，成功地實(shí)現(xiàn)了卷筒聯(lián)軸器的在線更換。

(1) 冷抓法拆除卷筒聯(lián)軸器,不需要減速機(jī)開箱和恢復(fù),施工流程簡(jiǎn)單，為同類設(shè)備提供了借鑒的經(jīng)驗(yàn)。

(2) 利用“門”字型支架和壓機(jī)實(shí)現(xiàn)聯(lián)軸器與傳動(dòng)軸的拆卸，施工安全、快速、質(zhì)量可靠。

(3)利用“T”字型支架和壓機(jī)實(shí)現(xiàn)聯(lián)軸器與傳動(dòng)軸的安裝，施工安全、快速、質(zhì)量可靠。

(4)減少了設(shè)備拆除、安裝工作量，工序簡(jiǎn)單, 施工周期短，節(jié)約了人力、物力，為生產(chǎn)提供了支撐，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。

參考文獻(xiàn)

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