三缸单作用往复式活塞泵三拐曲轴部装装配工艺的改进及专用工装治具的设计

来源:真空技术网(www.chvacuum.com)中国有色(沈阳)泵业有限公司 作者:李文明

  本文对三缸单作用往复式活塞泵三拐曲轴部装装配工艺的研究,及设计出专用工装治具,使曲拐轴的装配工艺更加科学合理,因而工作的效率得以大大提高。

  往复式活塞泵是用于氧化铝工业、矿石输送、煤化工及长距离管道输送等领域的核心设备。其工作原理为,电动机通过减速机驱动曲轴、连杆、十字头,使旋转运动转化为直线运动,带动活塞进行往复运动。活塞运动时,致使容积发生变化,从而使被输送介质按确定的流量排出。

  三拐曲轴部装作为三缸单作用往复式活塞泵的核心部件,其装配一直作为瓶颈,制约其整体的装配效率。真空技术网(http://www.chvacuum.com/)发布此文主要是通过对其装配工艺的改进,以及专用工装治具的设计。进而实现三拐曲轴部装装配的科学化、简单化,更重要的是装配的效率得到了提升。

1、专用工装治具的设计

  三拐曲轴部装由三拐曲轴、连杆、轴承等部件组成。轴的整体结构为“三拐四支撑”,每个曲拐互成120°夹角。一直以来,因其结构的特殊性,导致在装配连杆及轴承时,需要不断的转动曲轴来实现调整曲拐的位置。以往,用两个“V形架”来支撑曲轴的两端,调整曲拐的位置时,只能通过天车来转动曲轴。操作起来即费时,又费力,而且起吊的尺度不容易掌握,更重要的是一组三拐曲轴部装的重量约10t重,即使利用天车来转动曲轴,工作时的危险性及复杂性也很大。因此,在装配的过程中这个问题必须解决。图1是为装配三拐曲轴部装专门设计的工装治具——托辊。

三缸单作用往复式活塞泵三拐曲轴部装装配工艺的改进及专用工装治具的设计

  1.1、托辊的功能简述

  (1)可轻松实现曲拐角度的调整。将一对“托辊”分别支撑在三拐曲轴的两端下。在曲轴轴端面上拧入六根长螺栓(如图一所示)。用长撬棍或钢管插入螺栓之间,人工压动撬棍即可轻松转动三拐曲轴,进而实现调整曲拐的角度,达到装配所需的位置要求。

  (2)实现托辊高低位置的调整。每个托辊底座上设有4件M30的顶丝,只需调整顶丝即可实现托辊高低位置的调整。并且顶丝与地面接触时,还能起到锁紧稳定整个系统的作用。

  (3)托辊水平位置的调整。在托辊的下方前后各有一个滚筒和滚筒轴,滚筒轴与滚筒之间有1.5mm的间隙,调整顶丝的位置,使滚筒着地,前后推动托辊,即能使滚筒和滚筒轴实现相对滑动,实现托辊的水平移动。

  1.2、托辊轴承的选择

  试选轴承代号6416,d=80mm,Cr=163kN,Dw=38.1mm,Z=7,Cor=125kN,径向载荷Fr=80000N,轴向载荷Fa=2000N。托辊轴承偶尔缓慢转动。轴承额定静载荷:Por=0.6Fr+0.5Fa=0.6×80000+0.5×2000=49000N因为Por<Fr,取Por=Fr=80000N,取S0=1,C0=S0Por=80000,C0<Cor故轴承6416满足设计的要求。

2、装配工艺的改进

  轴承与三拐曲轴为过盈配合。以往轴承的加热方法,是将轴承放入加热的机油内,通过油温来加热轴承。对于三拐曲轴的轴承,油温加热有以下缺点:(1)加热机油生成的油烟对人体有害,且污染环境。(2)油温不容易控制。(3)油温加热的效率太低。

  2.1、轴承加热方式的改变

  与特种电器设备公司交流,设计专门的“轴承涡流加热器”。涡流加热器与以往油热相比,有以下优点:(1)温度可控,加热的温度精准。(2)安全、环保。(3)加热速度快,效率高。

  2.2、曲轴轴承热装温度的定型

  通过在热装曲轴轴承的过程中的摸索和总结,得出当装入轴承的间隙为曲轴配合直径的万分之八时,即能实现曲轴轴承的装配。

  根据热装公式

三缸单作用往复式活塞泵三拐曲轴部装装配工艺的改进及专用工装治具的设计

  T为加热到的温度,℃;δ为实际过盈量,mm;Δ为需要装入的间隙,mm;α为材料线性膨胀系数,10-6mm;t0为环境温度,℃;d为配合直径,mm。

  以我公司95T动力端曲轴为例,δ=0.05mm,Δ=0.5mm,α≈12.5×10-6/℃,t0=20℃,d=600mm

三缸单作用往复式活塞泵三拐曲轴部装装配工艺的改进及专用工装治具的设计

  当曲轴轴承加热到93.5℃~100℃之间时,即能满足热装的条件,应该注意的是热装轴承时一般不要超过100℃。

3、结语

  通过三拐曲轴部装专用工装的设计,以及对轴承热装工艺的定型。进而提高了三拐曲轴部装装配的效率。使装配的瓶颈问题得以解决。

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