李琼

(攀钢冶金材料有限责任公司攀枝花617000)

【摘要】针对吊车检修中机械传动卷筒联轴器拆装复杂、耗时长等问题，创新地提出了在线更换理念。通过制作简易工具，实现了在线更换，解决了更换效率低的问题。

【关键词】卷简联轴器；创新；经验

1前言

卷筒联轴器在机械传动中的应用比较普遍，尤其在桥式吊车中是必不可少的传动设备。其优点在于机构能承受较大扭矩，具有缓冲、减振和提高轴系动态性能的作用，能有效的保护和减少卷筒磨损。但其结构较为复杂、安装精度高、部件更换程序多，制约了高效检修目标的实现。

2存在问题分析

2.1卷筒联轴器的位置结构

在机械传动结构中，卷筒联轴器安装在减速机的输出轴上，再通过螺栓与卷筒连接在一起。在常规的更换作业程序中需要脱离卷筒、减速机开箱、将装有卷筒联轴器的输出轴运输到组装间进行拆装。由于联轴器的尺寸比较大，必须采取加热的方式进行组装,因此需要设置较大的油锅,特别 是大型桥式吊车的主卷卷筒联轴器(直径1 m)的拆 装，需要采用电线缠绕的电加热方式进行,工序更为复杂，检修时间更长。

2.2检修存在问题分析

(1)工作量大检修效率低：需要将减速机开箱，吊出输出轴并运输到备件组装间才能进行拆装,需要采用较多的辅助工器具，需要较多的人力和较长的作业时间。

(2)存在安全隐患:卷筒联轴器的拆装采用的油锅很容易发生烫伤事故，采用电线缠绕方式也需要采取较多的安全措施且安全风险高。

3  实现在线更换的方案设计

3.1创新检修思路

为解决检修效率低下和对生产的影响大的问题,经过技术人员分析和实践,提出了“冷抓法”方案，实现卷筒联轴器的在线更换。

3.2设计方案

3.2.1 设计凍则

减速机不开箱，脱离卷筒后,制作一些简易工具,用压机配合直接拆除和安装卷筒联轴器。

3.2.2 巻筒联轴幾的拆除

(1)根据联轴器的压出力、压入力公式计算:

式中：δ=——最大过盈量，根据图纸，联轴器与轴的配合公差查表；

C_a, C_i——系数，根据设计手册查表；

E_a,C_i——包容件和被包容件的弹性模量，根据手册查表；

d_f——结合面的基本直径；

l_f——结合面的基本长度；

u——过盈联接的摩擦系数，查表。

（2）设计冷抓法门型架：

根据计算的压岀力选择压机，根据联轴器的尺寸、压机的尺寸，设计门型架的尺寸（图1所示，该尺寸为桥式吊车主卷卷筒联轴器冷抓时的设计尺寸），将其对称焊接在联轴器上（以输出轴的轴心线为中心）。

门型架的强度和焊接强度，是冷抓法成功实施的关键，因此必须进行强度核算。根据材料力学和电焊工相关公式计算。

（3） 门型架（见图1）立柱校核：

式中：N ——截面受到的拉力,图中f₁=f₂ = 1/2F =1/2 P_xa（通过前面的计算，该图例中为 33.21 kN）；

A——危险截面截面积；

[σ]——材料拉伸许用应力,A3钢为160MPa。

所以强度足够。

（4）门型架横梁校核：根据受到弯曲应力计算，梁的中间（顶压机部位）受到的弯曲应力最大（图2）,属于危险截面。截面积为30mm x 100mm。

根据梁的正应力强度条件公式：

式中σ_max—最大应力；

M——危险截面的弯矩；

W——危险截面的抗弯截面模量；

[σ] ——A3钢的许用应力为160 MPa

由图2计算。

M = P_xa× 410/2

= 33.21 kN x 410/2 mm

= 6808.05N·m

危险截面为矩形面，根据查表可知

式中：W_y——以y轴为对称轴的截面弯矩；

h ——以y轴为对称轴的高度,本题为30；

b ——以y轴为对称轴的宽度,本题为100。

所以设计门型框架梁的弯曲强度足够。

（5）门型架的焊接:此方案的实施的关键要保证焊接质量，因此要计算其焊接强度，门型架的立柱与卷筒联轴器进行焊接,采用双面打坡口 （等腰形状，∠5×45°）焊接，见图3所示。

焊缝厚度计算：

根据等腰角焊缝计算厚度公式

式中:K一坡口直角边长,K=5

焊接强度计算：

门型立柱承受拉力作用

式中：F —接头受到的拉力=1/2P_xa；

L—缝长度,L=70mm；

δ₁——接头中较薄板的厚度,5=30mm;

[σ]——焊缝受拉时的许用应力。A3钢的焊缝许用拉应力为167MPa。

远远小于许用应力，符合要求。

将压机设置于输出轴轴端与门型架之间，调节好位置后，操作压机，就可以将卷筒联轴器顶出来了。

3.2.3 悲筒朕轴彖的姿装

安装与拆除是一个相反的程序，因此在制作 的简易工具上不同，如图4所示。设计了一个“T” 型结构件。其工作原理是:将拉杆焊接在卷筒联轴器的轴上(尽量在中心位置)，再将卷筒联轴器吊装到轴端，拧好背帽5；将2台压机置于两者中间，找正找平联轴器后让压机受力；两台压机同时工作，缓慢将联轴器顶装到位(相关的计算与前面类似，不再赘述)。

4  结语

通过设计计算与改造，成功地实现了卷筒联轴器的在线更换。

(1) 冷抓法拆除卷筒联轴器,不需要减速机开箱和恢复,施工流程简单，为同类设备提供了借鉴的经验。

(2) 利用“门”字型支架和压机实现联轴器与传动轴的拆卸，施工安全、快速、质量可靠。

(3)利用“T”字型支架和压机实现联轴器与传动轴的安装，施工安全、快速、质量可靠。

(4)减少了设备拆除、安装工作量，工序简单, 施工周期短，节约了人力、物力，为生产提供了支撑，取得了良好的经济效益。

参考文献

[1]  机械工程师手册编委会.机械工程师手册.3版[M].北京：机械工业出版社,2007.

[2]  程嘉佩.材料力学[M].北京：高等教育出版社,1991.

 [3]  中国知识出版社编委会.现代冶金机械安装与检修技术手册[S].北京：中国知识出版社.

[4]  机电工业考评技师复习从书.电焊工[S].北京：机械工业出版社.1995.