城轨齿式联轴节压装工艺浅析

【摘要】本文对城轨齿式联轴节压装工艺进行了研究分析。本文主要内容分为以下几部分：压装工艺难点分析；压装工具工装分析计算及选用；联轴节注油压装工艺过程的分析介绍。

【关键词】联轴节；注油压装；工具工装；压装工艺

引言

城市轨道车辆转向架传动原理一般为电动机得电，电机转动，带动联轴节转动，联轴节再带动齿轮箱中的齿轮转动，齿轮带动轮对转动，从而完成动力传动。联轴节作为牵引电机和齿轮箱之间的连接机构，除了起到连接和传动动力的作用外，还有缓冲和减震等作用。

城市轨道车辆转向架联轴节通常组装在主动齿轮轴或电机轴上，常用齿式联轴节联接一般采用无键锥面过盈连接方式。

1、压装工艺原理及难点分析

1.1联轴节压装工艺原理。为了使联轴节压装和拆卸更为简单方便，在联轴节压装和拆卸时采用注油压装、拆卸工艺。注油压装时，使用超高压油泵把指定高压油注入轴和毂孔表面之间，形成一层油膜将轴和毂孔表面隔开，使压装和拆卸过程在油膜隔开和的条件下进行，由于油膜的作用有效的降低了摩擦阻力，从而减小了压装时所需压装力，并且能有效的避免擦伤配合表面。压装时，给超高压油泵注油，油进入油槽将联轴节涨开，使得联轴节内径增大，形成油膜，压力达到指定要求后，再给轴向施加压力，低压油缸将联轴节推入指定位置。

1.2联轴节压装工艺难点：1）注油加压时，径向压装力的把握。径向应少注油，使联轴节涨开即可，如果观察到轴向推进力突然增大，应立即停止向前推进；2）半联轴节找正。在交替加压过程中时，当压入量为1/3、2/3时，可以适当停止增加轴向推力，高压、低压均保压约1分钟，以便半联轴节自由找正。3）压装后联轴节的保压。在联轴节压装后要进行一定时间的保压过程，以防止联轴节滑出或弹出。

2、联轴节压装工具工装设计计算及选用

联轴节压装所用的工具工装有高压泵、轴向液压缸、手动液压泵、压装块、锁紧螺母及注油嘴。径向超高压泵和轴向液压泵选用时，要根据联轴节和电机轴或小齿轮轴的规格参数来计算确定所需的压强范围，然后根据计算出的压力压强范围来确定所需高压泵和手动液压泵规格。以某型地铁联轴节压装为例，计算其所需压强范围来确定所需高压泵和手动液压泵规格。其牵引电机额定功率为190kW，最大功率为448kW，额定转矩为1008Nm，最大转矩约为1200N・m，额定转速1800r/min，最大转速3318r/min。该地铁联轴节是油孔连接口在轴端部（非中心孔）的形式，其大端直径d小=77.54mm，结合长度L=90mm，接合锥度C=1/50。

2.1接合尺寸的计算。联轴节基本尺寸为：大端直径d小=77.54mm，结合长度L=90mm，接合锥度C=1/50。根据公式：小端直径：d大=d小+（L×C）；中间直径：d中=（d大+d小）/2。将上述数据代入公式可得：d大=79.34mm，d中=78.44mm。

2.2联轴节过盈配合接合面压强计算

2.3注油压力的计算。联轴节和电机轴或小齿轮轴过盈配合结合面压强P=124.26MPa。代入公式得P注=161.5MPa（取最大值）。由此确定联轴节和电机轴或小齿轮轴过盈配合连接主油压强约为162MPa。注油时的压装力：，式中μ=0.001～0.008为摩擦因数（油膜情况下），取中间值0.0045，K为接合锥度K=C=1/50。代入公式计算得μ=52.07KN。

2.4注油压装空心油缸工作压强计算。选用恩派克中空液压缸RCH202，其有效面积为S=3070mm2，注油压装时中空轴向液压缸所需压强为：P压=F压/S，代入数据计算得：P压=16.96MPa。

2.5径向超高压油泵和轴向低压液压泵的选用。由上述计算得轴向液压缸工作压强约为P压=16.9MPa，注油压强P注=162MPa。所以，手动液压泵选定压力范围为：0～70MPa，压力可调；高压油泵选定压力范围为0～300MPa，压力可调。

3、联轴节压装工艺过程

以上述地铁联轴节为例对其压装工艺进行分析，工艺过程主要如下：

3.1压装工具工装清理清洗。根据联轴节压装要求，将组装联轴节的工装工具准备到位，清洗工装工具各接触面，检查油路各接口是否结实可靠。尤其要注意的是高压泵如果长时间没有使用，要对其安装油（86%浓度甘油）进行清理更新。

3.2电机轴或小齿轮轴上联轴节压装。由于分别安装到电机轴、小齿轮轴的两个半联轴节相同，其与电机轴的配合关系和与小齿轮轴的配合关系也相同，因此，左右两侧半联轴节的安装方法完全一致。3.2.1电机轴或小齿轮轴上安装半联轴节。1）检查并保证电机轴或小齿轮轴的注油孔通畅；使用环塞规分别检查半联轴节的锥孔、电机轴或小齿轮轴的锥形配合面（也可采用工件与工件配合的检测办法），接触面积不得小于80%。2）使用除油清洗剂清洗半联轴节的锥孔、电机轴或小齿轮轴的配合面，并擦拭干净，并检查是否有损伤。3）把半联轴节轻推到电机轴或小齿轮轴上，直到不能推动为止。用深度游标尺测量半联轴节的内齿毂端面到电机轴或小齿轮轴端面的距离S（见图2），如果S不在8.05mm～10.0mm范围内则应更换半联轴节。4）按图1所示，分别把高压油泵、压套工装、手动液压泵、轴向液压缸连接至电机或小齿轮轴端。3.2.2半联轴节压装。1）先不施加径向扩压，使用轴向手动液压泵轻推联轴节，对应压力为0.5-1MPa。然后施加径向扩压，逐步增加压力。注意观察液压甘油从联轴节内齿毂和轴结合面均匀渗出。2）交替增大径向压力和轴向推进力（最大径向扩张力为220MPa），直至半个联轴节的内齿毂端面与小齿轮轴端面平齐为止。（如果观察到轴向推进力突然增大，应立即停止向前推进）。3）逐步减小径向扩张力至零，并保持轴向推进力不变至少30min（设定时间）。4）设定时间过后，逐步减小轴向推进力直至降至为零，然后拆卸高压油泵、轴向液压缸及压套工装。用深度游标尺检查平齐量是否在（0-0.2）mm范围内。5）静置24h后，使用深度游标尺重新测量平齐量是否在（0-0.2）范围内。

4、总结

通过对该地铁联轴节压装的质量报告进行跟踪分析，积累了一定的联轴节压装工艺基础，并对其联轴节压装工艺做出了一些优化改善。在其他形式联轴节压装时，可根据具体联轴节的安装形式及尺寸对压装工具工装进行选用，并根据实际安装要求情况对其联轴节压装工艺进行优化改善，达到具体联轴节压装的要求。

参考文献

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