液壓OK-HB聯(lián)軸節(jié)非常規(guī)拆裝技術(shù)

管世珍，謝廣東

（南水北調(diào)中線管理局河南分局，河南鄭州 45000）

液壓OK-HB聯(lián)軸節(jié)非常規(guī)拆裝技術(shù)

管世珍，謝廣東

（南水北調(diào)中線管理局河南分局，河南鄭州 45000）

OK-HB聯(lián)軸節(jié)在船舶軸系，尤其是CPP系統(tǒng)的軸系結(jié)構(gòu)中廣泛運(yùn)用。其主要部件是精密偶件，拆裝工藝性很強(qiáng)，在長(zhǎng)期修船實(shí)踐中，積累的經(jīng)驗(yàn)，介紹OK-HB聯(lián)軸節(jié)的非常規(guī)拆裝技術(shù)。

OK-HB聯(lián)軸節(jié)；軸系；工藝性；特殊；非常規(guī)

10.16621/j.cnki.issn1001-0599.2017.09.64

0 引言

OK-HB聯(lián)軸節(jié)是瑞典SKF公司專(zhuān)利產(chǎn)品。由于OK-HB聯(lián)軸節(jié)的特殊優(yōu)越性，在船舶工業(yè)中應(yīng)用非常廣泛。OK-HB聯(lián)軸節(jié)改變了以往的法蘭連接方式，既消除了軸系鍛造過(guò)程中法蘭凸緣存在的鍛造缺陷問(wèn)題（不需為殘留應(yīng)力及其如何消除而發(fā)愁），又為后續(xù)的檢修提供了方便。拆裝工作只需要2個(gè)千斤頂和1個(gè)液壓泵專(zhuān)用工具即可，節(jié)省了大量人力物力。由于OK-HB聯(lián)軸節(jié)的可靠性，常常是多個(gè)塢次不需要拆檢，所以會(huì)因長(zhǎng)時(shí)間未拆檢而出現(xiàn)拆裝困難的現(xiàn)象。根據(jù)OK-HB聯(lián)軸節(jié)長(zhǎng)期未拆檢的特殊情況，探討液壓OK-HB聯(lián)軸節(jié)的非常規(guī)拆裝技術(shù)。

1 OK-HB聯(lián)軸節(jié)結(jié)構(gòu)原理

1.1 結(jié)構(gòu)組成

OK-HB聯(lián)軸節(jié)主要由2個(gè)高強(qiáng)度優(yōu)質(zhì)鋼套組成：1個(gè)薄壁的內(nèi)套和1個(gè)厚壁的外套（圖1）。內(nèi)套的外表面有輕微錐度，與外套內(nèi)孔的錐度一致。內(nèi)套的內(nèi)孔直徑比軸直徑稍大，拆裝時(shí)便于軸通過(guò)。在內(nèi)套小端的大螺母及油封和內(nèi)外套組成一個(gè)密封腔室。

圖1 OK-HB聯(lián)軸節(jié)結(jié)構(gòu)

1.2 結(jié)構(gòu)原理

內(nèi)套在中間軸和艉軸軸端，配合間隙一般0.08～0.10 mm，能順利裝配和拆卸。液壓聯(lián)軸器工作時(shí)，密封腔室壓進(jìn)液壓油，內(nèi)套、外套產(chǎn)生相對(duì)位移，使內(nèi)套直徑縮小、外套直徑變大，這樣內(nèi)套與軸、內(nèi)套與外套的配合就產(chǎn)生過(guò)盈。當(dāng)移動(dòng)到規(guī)定位置后，卸掉徑向力（油壓），外套收縮，形成過(guò)盈，將內(nèi)套緊壓在中間軸和艉軸表面，使內(nèi)套與兩軸之間產(chǎn)生軸向與周向摩擦力，傳遞主機(jī)輸出的轉(zhuǎn)矩[1]。在裝配過(guò)程中，為了減少內(nèi)外套相對(duì)移動(dòng)時(shí)的摩擦力，利用高壓油作用到內(nèi)外套的配合錐面上，使配合面產(chǎn)生了一層薄油膜克服摩擦作用，當(dāng)外套直徑達(dá)到正確位置時(shí)，徑向油泵減壓泄油，使得內(nèi)外套之間保持正常的摩擦作用。外套接觸面的錐度在1∶80左右，遠(yuǎn)小于它們之間靜摩擦角，再加上安裝至設(shè)計(jì)位置，內(nèi)套與外套之間、內(nèi)套與軸之間有較大過(guò)盈力作用，在軸系運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的摩擦力足以用來(lái)傳遞扭矩或克服拉力作用，而不產(chǎn)生滑動(dòng)，使聯(lián)軸節(jié)實(shí)現(xiàn)其功能。

OK-HB聯(lián)軸節(jié)拆卸很簡(jiǎn)單，高壓油注進(jìn)聯(lián)軸節(jié)內(nèi)外套之間，減少摩擦，外套從錐面下滑；而軸向液壓?jiǎn)卧a(chǎn)生的作用力是上面軸向分力的平衡力，通過(guò)控制油腔的放油速度，可控制外套的下滑速度。

一般情況下按照正常程序進(jìn)行拆解即可，施工比較方便。但在一些使用時(shí)間較長(zhǎng)或過(guò)去沒(méi)有按照要求拆裝的情況下，將會(huì)遇到較大麻煩。

2 OK-HB聯(lián)軸節(jié)非常規(guī)拆裝技術(shù)分析

2.1 聯(lián)軸節(jié)存在的問(wèn)題

由于聯(lián)軸節(jié)的錐面配合不好，徑向泵壓時(shí)漏油，壓力越大泄漏越快，為了彌補(bǔ)大泄漏，盡量選用高壓大流量的泵。在拆卸聯(lián)軸節(jié)時(shí)，把2個(gè)200 MPa×0.91 L/min的高壓油泵，分別接在聯(lián)軸節(jié)的2個(gè)徑向輸入孔上，同時(shí)工作，徑向達(dá)190 MPa壓力，超過(guò)說(shuō)明書(shū)建議值20%，仍然沒(méi)有松動(dòng)跡象。

2.2 問(wèn)題分析

針對(duì)上述問(wèn)題，通過(guò)有限元軟件原因分析，建立液壓聯(lián)軸節(jié)分析模型，軸與內(nèi)套同左側(cè)端面約束其軸向位移。應(yīng)用外套位移量和軸向活塞腔中油液壓強(qiáng)同步加載方式，模擬液壓聯(lián)軸節(jié)的安裝和拆卸過(guò)程（圖2），0-1為安裝過(guò)程，1-0為拆卸過(guò)程[2]。

圖2 安裝和拆卸的載荷加載過(guò)程

2.3 應(yīng)對(duì)措施

拆解時(shí)發(fā)現(xiàn)油腔內(nèi)漏油，油壓無(wú)法建立。分析可能因長(zhǎng)期直立，油封有所彎曲，導(dǎo)致密封暫時(shí)失效。當(dāng)然，也不排除在拆解組裝過(guò)程中油封損壞的情況，而油封的安裝、定位也比較困難。受條件所限，沒(méi)有拆松大螺母，采取了一些措施，如：在拆解后立即做安裝前的準(zhǔn)備，做黃油槍與油腔的接頭，提前向油腔內(nèi)注黃油等。

軸向加外力約85 t，徑向泵壓到200 MPa，同時(shí)用葫蘆上提施加了2.5 t力（為借平），并用大錘（24 b）錘擊，多管齊下，終于將其拆松。拆卸時(shí)油腔同樣泄漏嚴(yán)重，軸向壓力難以建立，為此，在油腔內(nèi)加入黃油，然后用油泵不斷向其中加液壓油，以確保拆松時(shí)有緩沖，不會(huì)損傷其本體。

2.4 確定方案

熟悉圖紙及說(shuō)明書(shū)，了解錐形內(nèi)套與外套的安裝距離A3，錐形內(nèi)套與尾軸的安裝距離A2及安裝后的外徑膨脹量Δ值（圖 3）。

圖3 拆裝示意

在錐形內(nèi)套的大端，找出內(nèi)套與外套、內(nèi)套與尾軸的徑向相對(duì)位置，并將其套合好，將整個(gè)聯(lián)軸節(jié)向錐體大端（后）推移，使尾軸前端露出50 mm，便于尾軸與中間軸用平尺找平。

將聯(lián)軸節(jié)吊平，重量不要作用在軸上，用平尺檢查，調(diào)整支架，將尾軸與中間軸處于同心，然后輕松地將聯(lián)軸節(jié)整體滑回規(guī)定的位置，確保A2值的準(zhǔn)確性（圖4）。

圖4 軸系吊裝

從資料上可知，大螺母縮進(jìn)外套的距離是68 mm，實(shí)際測(cè)量值是56 mm，估計(jì)可能還有部分軸向間隙，于是做了專(zhuān)用工具，把螺母盡量往前壓，使油封盡可能壓平、立直，起到密封作用。

在安裝前，準(zhǔn)備了幾個(gè)油泵，以備大量泄油時(shí)補(bǔ)充壓力。安裝時(shí)先用徑向泵注油清洗配合面，接著用了一個(gè)大流量電動(dòng)泵作為軸向泵，開(kāi)始時(shí)壓螺母的工具沒(méi)有拆，待壓力達(dá)數(shù)兆帕?xí)r才拆除。由于準(zhǔn)備充分，施工結(jié)果好于預(yù)期，漏泄量很少，軸向壓力達(dá)到26 MPa、徑向壓力達(dá)到140 MPa后聯(lián)軸節(jié)即到位，安裝十分順利。

另外還準(zhǔn)備了一套備選方案，但這一方案的代價(jià)很大。方案思路：軸向推力面積約1000 cm2，如果壓力為26 MPa，則推力為260 t，即油封失效后必須外加如此大的力才能安裝，因此需要新做一套能承擔(dān)260 t力的自鎖封閉加外力機(jī)構(gòu)。該方案在國(guó)內(nèi)曾經(jīng)被采用過(guò)。

運(yùn)用上述兩種方案，基本上課保證聯(lián)軸節(jié)的順利拆裝。

3 常規(guī)提示

液壓OK-HB聯(lián)軸節(jié)拆裝為高壓工況，一定要考慮安全問(wèn)題，因此在施工中必須注意5點(diǎn)。

（1）拆裝前應(yīng)檢查、確認(rèn)液壓配套工具的完好狀態(tài)和負(fù)載能力的匹配。

（2）有關(guān)液壓油管或泄油管連接之后，應(yīng)用繩子做適當(dāng)保險(xiǎn)措施，防止意外情況油管爆出傷人。

（3）泄放的油用容器盛接，注意保護(hù)環(huán)境。

（4）液壓泵工作前無(wú)關(guān)人員撤離現(xiàn)場(chǎng)，工作人員各就各位，注意安全。油泵開(kāi)始工作時(shí)必須注意觀察。

（5）防止高壓油傷人，防止拆松時(shí)外套下滑傷人。

修理OK-HB聯(lián)軸節(jié)時(shí)應(yīng)遵循6個(gè)原則。

（1）保持整潔的環(huán)境。

（2）拆前做好規(guī)范的標(biāo)記、軸要借平衡。

（3）拆時(shí)軸向油腔要充滿(mǎn)油，以防止受沖擊。

（4）拆出后要注意配件的固定和保護(hù)。

（5）組裝時(shí)兩軸和聯(lián)軸節(jié)應(yīng)調(diào)整好位置，注意位置和標(biāo)記。

（6）壓到位，應(yīng)該仔細(xì)檢查確認(rèn)完全復(fù)位后，先撤除徑向壓力，觀察無(wú)變化后（一般10 min左右）再撤除軸向壓力，并將原來(lái)的悶頭復(fù)位。

4 結(jié)語(yǔ)

總體來(lái)講，OK-HB聯(lián)軸節(jié)在結(jié)構(gòu)（使軸結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化，成本降低）和修理方面有一定優(yōu)勢(shì)，今后有取代取代其他聯(lián)軸節(jié)的趨勢(shì)，因此普及其修理知識(shí)十分重要。

基于液壓OK-HB聯(lián)軸節(jié)的應(yīng)用前景可觀，掌握其拆裝技術(shù)非常有必要，尤其在特殊情況下的非常規(guī)拆裝技術(shù)工藝，在船舶修理行業(yè)有較大推廣價(jià)值。

［1］熊志堅(jiān)，楊勝?gòu)?qiáng).船用軸系套筒式液壓聯(lián)軸器檢修技術(shù)［J］.中國(guó)修船，2016，29（1）：42-45.

［2］柴鎮(zhèn)江，趙振宇.某船液壓聯(lián)軸節(jié)拉傷故障有限元分析［J］.機(jī)電設(shè)備，2014，31（2）：37-40.

TK414.4

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〔編輯 吳建卿〕