軌道交通齒輪箱翻轉工裝研制

范 帥 劉 升 陳 寧

(中車戚墅堰機車車輛工藝研究所有限公司 江蘇 常州 213011)

軌道交通齒輪箱在組裝過程中需要多次翻轉，從豎直狀態翻轉為水平狀態進行合箱，再從水平狀態翻轉至豎直狀態調整大軸承游隙。測完游隙還要再翻轉到水平狀態，然后吊裝至試驗臺上進行例行試驗。整個過程產生了多次翻轉，如果用天車在地上翻轉，一方面需要兩塊翻轉區、一個合箱工作臺和一個大軸承游隙調整工作臺，占用了大量空間；另一方面，翻轉效率低下，降低了生產線的節拍，且地面翻轉容易沾染灰塵等雜物；此外，地面翻轉占用天車資源較多，如果廠房高度有限，那么吊起車軸再升到一定高度以放入支撐圓筒的這一過程就變得難以實現。為解決翻轉問題，本文設計了一種齒輪箱翻轉工裝，可在此工裝上完成合箱以及大軸承游隙調整工序工作，且具備翻轉功能，使齒輪箱游隙調整過程規范化、簡便化，具有易操作性，同時解決了場地資源浪費及廠房高度問題。

1 地面翻轉

齒輪箱翻轉的常規做法是使用天車吊在車軸端面在地面橡膠皮上翻轉，需要設置專門的翻轉區，占用了場地資源，同時占用較多的天車資源。

2 翻轉工裝

2.1 翻轉工裝結構

為了解決齒輪箱翻轉過程占用場地資源、廠房高度不足無法進行地面翻轉等問題，設計了一種齒輪箱翻轉設備，實現了齒輪箱的翻轉，同時可在此設備上實現合箱和大軸承游隙調整兩個工序的作業，實現了工序的有效整合，也減少了工序間的搬運浪費，節約了天車資源。

本文設計的一種齒輪箱翻轉設備，如圖1～圖3所示，包括底座，底座上依次固定有立柱，具有2個相對設置的豎梁組件以及橫梁；其中，立柱上端設有第一內螺紋孔，第一內螺紋孔中旋入有用于調節支撐高度的調節螺桿，調節螺桿上端設有第二內螺紋孔，上支撐座通過螺栓與第二內螺紋孔配合，固定在調節螺桿上并可以拆卸。

1—立柱；2—調節螺桿；3—吊裝孔；4—鎖板；5—鎖板銷孔；6—支撐座；7—底座；8—支撐滾輪；9—豎梁；10—橫梁；11—銅套；12—溝槽。

1—卡槽；2—定位板；3—旋轉軸。

1—軸套；2—下支撐座；3—上支撐座。

豎梁組件上設有旋轉機構，旋轉機構包括可相對豎梁旋轉的旋轉軸，旋轉軸貫穿于2個豎梁之間，旋轉軸的左端軸向定位在其中一個豎梁上，右端穿過另一個豎梁，并固定連接有用于支撐齒輪箱上的吊桿孔的支撐座；旋轉軸的左端開設有卡槽，卡槽內卡接有定位板，定位板固定在豎梁上，以實現旋轉軸的軸向定位。2個豎梁上分別打孔，并分別在其中嵌入銅套，旋轉軸穿入銅套內，以實現旋轉軸相對豎梁的旋轉。旋轉軸上靠近支撐座的一端焊接有鎖板，鎖板上設有鎖板銷孔，豎梁上設有與鎖板銷孔對應的分別分布在豎直位置和水平位置的豎直銷孔和水平銷孔，鎖板銷孔與豎直銷孔和水平銷孔之間通過定位銷連接定位鎖板和豎梁，以實現齒輪箱翻轉前后2個位置的固定。豎梁組件上設有用于潤滑旋轉軸的注油孔。豎梁組件和立柱之間的底座上開設有溝槽，溝槽內放置有用于頂起車軸進行調整游隙的千斤頂。旋轉機構還包括一對對稱設置的上支撐座和下支撐座，下支撐座通過螺釘固定安裝在旋轉軸上；旋轉軸上的下支撐座的兩邊分別設置軸套，用于軸向定位下支撐座。下支撐座通過螺桿與上支撐座連接，并可旋轉，上支撐座連接在調節螺桿上，可拆卸，上支撐座上還設有吊裝孔。橫梁上設有用于支撐齒輪箱車軸的支撐滾輪；車軸的軸頸處設有吊裝工裝。吊裝工裝孔中穿有第二吊繩，而第一吊繩則通過吊裝孔吊住車軸的軸頸。

2.2 翻轉工裝操作過程

步驟1：將下支撐座旋轉至豎直位置，此時鎖板上的鎖板銷孔與水平銷孔重合，插上定位銷。

步驟2：打開上支撐座，將齒輪箱吊起放置到齒輪箱翻轉設備上，齒輪箱一端的車軸由支撐滾輪支撐，另一端由下支撐座支撐，合上上支撐座，擰緊上支撐座與下支撐座之間的螺栓，同時緊固支撐座和齒輪箱吊桿孔之間的螺栓，防止翻轉過程中齒輪箱繞車軸轉動。

步驟3：拔下鎖板上的定位銷，將第一吊繩吊住上支撐座上的吊裝孔，第二吊繩通過吊裝工裝吊住車軸的軸頸，使用天車通過第一吊繩和第二吊繩吊起齒輪箱開始翻轉，通過合理設置第一吊繩和第二吊繩的長度，使得翻轉的前一階段齒輪箱的重量由第二吊繩支撐，后一階段齒輪箱的重量由第一吊繩支撐，平穩地完成齒輪箱重心的過渡。

步驟4：翻轉完成后，此時鎖板上的鎖板銷孔與豎直銷孔重合，插上定位銷，擰緊連接上支撐座與調節螺桿的螺栓，拆下支撐座和齒輪箱吊桿孔之間的螺栓。

步驟5：在底座的溝槽內放入千斤頂，頂起車軸的端面來調整游隙。

步驟6：游隙調整結束后，拔下鎖板上的定位銷，拆下連接上支撐座與調節螺桿的螺栓，緊固支撐座和齒輪箱吊桿孔之間的螺栓，將齒輪箱翻轉回水平位置，此時鎖板上的鎖板銷孔與水平銷孔重合，插上定位銷。

步驟7：拆下支撐座和齒輪箱吊桿孔之間的螺栓，將齒輪箱吊走，完成游隙調整工序。

至此，該工位結束，使用這樣一臺齒輪箱翻轉設備，完成了齒輪箱的翻轉、合箱、大軸承游隙調整等過程，無須再進行天車多次搬運，場地利用效率高，也節約了天車資源。

翻轉工裝實物制作完成后如圖4所示，翻轉過程中存在重心轉移的過程，通過2根吊繩輪流受力，使得翻轉過程平穩過渡，避免了翻轉過程中重心轉移時帶來的沖擊。齒輪箱吊掛處與工裝固定為一體，避免了齒輪箱沿車軸的旋轉。

圖4 齒輪箱翻轉工裝

3 結束語

本文設計的一種齒輪箱翻轉工裝，通過設置旋轉機構，實現了在同一臺位上完成齒輪箱的翻轉及游隙調整工序，同時可以提供水平及豎直兩種工作狀態的臺位；通過在旋轉軸上設置支撐座以支撐齒輪箱的吊桿孔，避免了齒輪箱在翻轉過程中自身繞車軸的轉動；通過設置第一吊繩和第二吊繩的雙吊繩結構，實現了在翻轉過程中兩個吊繩輪流受力，使齒輪箱重心偏移時能平穩過渡，不會因出現沖擊而對齒輪箱帶來損害。翻轉工裝結構簡單，安全可靠，使齒輪箱游隙調整過程規范化、簡便化，具有易操作性，節省了資源，提高了組裝速度?！?/p>