三缸單作用往復(fù)式活塞泵三拐曲軸部裝裝配工藝的改進(jìn)及專用工裝治具的設(shè)計(jì)

2013-10-24 李文明 中國(guó)有色(沈陽(yáng))泵業(yè)有限公司

  本文對(duì)三缸單作用往復(fù)式活塞泵三拐曲軸部裝裝配工藝的研究,及設(shè)計(jì)出專用工裝治具,使曲拐軸的裝配工藝更加科學(xué)合理,因而工作的效率得以大大提高。

  往復(fù)式活塞泵是用于氧化鋁工業(yè)、礦石輸送、煤化工及長(zhǎng)距離管道輸送等領(lǐng)域的核心設(shè)備。其工作原理為,電動(dòng)機(jī)通過減速機(jī)驅(qū)動(dòng)曲軸、連桿、十字頭,使旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為直線運(yùn)動(dòng),帶動(dòng)活塞進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng);钊\(yùn)動(dòng)時(shí),致使容積發(fā)生變化,從而使被輸送介質(zhì)按確定的流量排出。

  三拐曲軸部裝作為三缸單作用往復(fù)式活塞泵的核心部件,其裝配一直作為瓶頸,制約其整體的裝配效率。真空技術(shù)網(wǎng)(http://www.lalazzu.cn/)發(fā)布此文主要是通過對(duì)其裝配工藝的改進(jìn),以及專用工裝治具的設(shè)計(jì)。進(jìn)而實(shí)現(xiàn)三拐曲軸部裝裝配的科學(xué)化、簡(jiǎn)單化,更重要的是裝配的效率得到了提升。

1、專用工裝治具的設(shè)計(jì)

  三拐曲軸部裝由三拐曲軸、連桿、軸承等部件組成。軸的整體結(jié)構(gòu)為“三拐四支撐”,每個(gè)曲拐互成120°夾角。一直以來,因其結(jié)構(gòu)的特殊性,導(dǎo)致在裝配連桿及軸承時(shí),需要不斷的轉(zhuǎn)動(dòng)曲軸來實(shí)現(xiàn)調(diào)整曲拐的位置。以往,用兩個(gè)“V形架”來支撐曲軸的兩端,調(diào)整曲拐的位置時(shí),只能通過天車來轉(zhuǎn)動(dòng)曲軸。操作起來即費(fèi)時(shí),又費(fèi)力,而且起吊的尺度不容易掌握,更重要的是一組三拐曲軸部裝的重量約10t重,即使利用天車來轉(zhuǎn)動(dòng)曲軸,工作時(shí)的危險(xiǎn)性及復(fù)雜性也很大。因此,在裝配的過程中這個(gè)問題必須解決。圖1是為裝配三拐曲軸部裝專門設(shè)計(jì)的工裝治具——托輥。

三缸單作用往復(fù)式活塞泵三拐曲軸部裝裝配工藝的改進(jìn)及專用工裝治具的設(shè)計(jì)

  1.1、托輥的功能簡(jiǎn)述

  (1)可輕松實(shí)現(xiàn)曲拐角度的調(diào)整。將一對(duì)“托輥”分別支撐在三拐曲軸的兩端下。在曲軸軸端面上擰入六根長(zhǎng)螺栓(如圖一所示)。用長(zhǎng)撬棍或鋼管插入螺栓之間,人工壓動(dòng)撬棍即可輕松轉(zhuǎn)動(dòng)三拐曲軸,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)調(diào)整曲拐的角度,達(dá)到裝配所需的位置要求。

  (2)實(shí)現(xiàn)托輥高低位置的調(diào)整。每個(gè)托輥底座上設(shè)有4件M30的頂絲,只需調(diào)整頂絲即可實(shí)現(xiàn)托輥高低位置的調(diào)整。并且頂絲與地面接觸時(shí),還能起到鎖緊穩(wěn)定整個(gè)系統(tǒng)的作用。

  (3)托輥水平位置的調(diào)整。在托輥的下方前后各有一個(gè)滾筒和滾筒軸,滾筒軸與滾筒之間有1.5mm的間隙,調(diào)整頂絲的位置,使?jié)L筒著地,前后推動(dòng)托輥,即能使?jié)L筒和滾筒軸實(shí)現(xiàn)相對(duì)滑動(dòng),實(shí)現(xiàn)托輥的水平移動(dòng)。

  1.2、托輥軸承的選擇

  試選軸承代號(hào)6416,d=80mm,Cr=163kN,Dw=38.1mm,Z=7,Cor=125kN,徑向載荷Fr=80000N,軸向載荷Fa=2000N。托輥軸承偶爾緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)。軸承額定靜載荷:Por=0.6Fr+0.5Fa=0.6×80000+0.5×2000=49000N因?yàn)镻or<Fr,取Por=Fr=80000N,取S0=1,C0=S0Por=80000,C0<Cor故軸承6416滿足設(shè)計(jì)的要求。

2、裝配工藝的改進(jìn)

  軸承與三拐曲軸為過盈配合。以往軸承的加熱方法,是將軸承放入加熱的機(jī)油內(nèi),通過油溫來加熱軸承。對(duì)于三拐曲軸的軸承,油溫加熱有以下缺點(diǎn):(1)加熱機(jī)油生成的油煙對(duì)人體有害,且污染環(huán)境。(2)油溫不容易控制。(3)油溫加熱的效率太低。

  2.1、軸承加熱方式的改變

  與特種電器設(shè)備公司交流,設(shè)計(jì)專門的“軸承渦流加熱器”。渦流加熱器與以往油熱相比,有以下優(yōu)點(diǎn):(1)溫度可控,加熱的溫度精準(zhǔn)。(2)安全、環(huán)保。(3)加熱速度快,效率高。

  2.2、曲軸軸承熱裝溫度的定型

  通過在熱裝曲軸軸承的過程中的摸索和總結(jié),得出當(dāng)裝入軸承的間隙為曲軸配合直徑的萬(wàn)分之八時(shí),即能實(shí)現(xiàn)曲軸軸承的裝配。

  根據(jù)熱裝公式

三缸單作用往復(fù)式活塞泵三拐曲軸部裝裝配工藝的改進(jìn)及專用工裝治具的設(shè)計(jì)

  T為加熱到的溫度,℃;δ為實(shí)際過盈量,mm;Δ為需要裝入的間隙,mm;α為材料線性膨脹系數(shù),10-6mm;t0為環(huán)境溫度,℃;d為配合直徑,mm。

  以我公司95T動(dòng)力端曲軸為例,δ=0.05mm,Δ=0.5mm,α≈12.5×10-6/℃,t0=20℃,d=600mm

三缸單作用往復(fù)式活塞泵三拐曲軸部裝裝配工藝的改進(jìn)及專用工裝治具的設(shè)計(jì)

  當(dāng)曲軸軸承加熱到93.5℃~100℃之間時(shí),即能滿足熱裝的條件,應(yīng)該注意的是熱裝軸承時(shí)一般不要超過100℃。

3、結(jié)語(yǔ)

  通過三拐曲軸部裝專用工裝的設(shè)計(jì),以及對(duì)軸承熱裝工藝的定型。進(jìn)而提高了三拐曲軸部裝裝配的效率。使裝配的瓶頸問題得以解決。