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隔膜泵曲軸部裝裝配治具設計

2017-2-16 來源：中國有色（沈陽）泵業有限公司作者：楊（yáng）立業

摘要：本（běn）文重點介紹了隔膜泵曲軸部裝裝配治具的結構設計要點，通過對曲軸（zhóu）部裝治具：液壓升降支撐裝置、結構件的定（dìng）位（wèi）支撐裝置、滑（huá）輪平衡裝置的結構優化設計，為高質、高效、高安全性的曲軸部裝提供了技（jì）術保障，滿足了快節奏高效率的曲軸部裝需要，是（shì）極具使用價值和推廣價值的一種曲軸（zhóu）部（bù）裝裝配治具。

關鍵詞：曲軸；隔膜（mó）泵；部裝；治具；裝置

１.概述

隔膜泵是當今世界高腐蝕、高濃度、高壓力、高溫度固－液兩相介質長距離管道化輸送的關鍵備，廣泛應用（yòng）於大型石化和煤化工等（děng）領域（yù）。隔膜泵（bèng）主體由：傳（chuán）動係統、動力（lì）端、液力端、液壓輔助係統、電氣控製係統等部分組成，其中動力端是隔（gé）膜泵的重（chóng）要組成部分，它由（yóu）動力端箱體、偏心曲軸（zhóu）、連杆、軸承、十字頭及導板、介杆等組成一個小的曲軸部裝，是隔（gé）膜泵整體結構中的（de）一個重要的部裝傳動結構。工作原理為：傳動係統的電動機通過傳動係統帶動小齒輪、大（dà）齒輪、曲拐總成（chéng）、連杆、十字頭，使（shǐ）旋轉（zhuǎn）運動轉變為直線運動，帶動活塞進行往複運動；曲軸的作用是把動力傳動係統（tǒng）提供的旋轉（zhuǎn）運動轉化為直線（xiàn）往複運動。

偏心曲軸部裝結構做為（wéi）動力端的（de）重要傳（chuán）動部件之一，承擔著隔（gé）膜泵整個轉動的最大負荷和全部傳動功率的轉化，承受著來致不同偏心曲軸、不同曲軸對應裝配的連（lián）杆、介杆等強度、方向不斷變化的彎矩、扭矩及長時（shí）間高速運轉（zhuǎn）的聯動作用，因此，曲軸各（gè）部件裝配（pèi）精度及（jí）裝配質量的好壞，直接影響著曲軸部裝運轉聯動作用發揮的效果，直接影響著設備的（de）使用壽命。

以往曲軸部（bù）裝采用V 型托輥支撐橫裝方法，將曲軸（zhóu）橫放在V 型托輥上，用吊車將曲軸前端吊起，將三連杆套入曲軸上，雖然（rán）連杆可以平行裝入，但是需要利用V 型鐵支撐曲軸，每裝入一個連杆轉動１２０° ，連杆受自身重力影（yǐng）響，裝配後三個（gè）連杆在不同角度與地麵接觸，加之（zhī）由於曲（qǔ）軸重量大，與V 型托（tuō）輥接觸時（shí）連（lián）杆沒轉１２０° ，需要克服很大的摩擦力，也就是（shì）說，無法手動轉動，隻能通過天車的拉力才可（kě）以完成曲軸三個互成１２０°連杆的裝（zhuāng）配。這樣，裝配的效率大大下降了，而且由於摩擦力的作用（yòng）導致曲軸的加工表麵有劃痕，嚴重的（de）影響產品質量。圖１為采（cǎi）用V 型托輥進行曲軸部（bù）裝的結構示意圖：

圖１　采用V 型托輥進行曲軸部裝的結構示意圖

目前泵業公司加工的隔膜泵曲軸多為（wéi）三拐曲軸，由於隔膜泵三拐曲（qǔ）軸長（zhǎng）達（３０００～５０００） mm ，重量重達１０餘噸，且有（yǒu）三個偏心（xīn），豎直安裝時由於重心分布不均，極易導致傾斜偏移（yí），而曲軸部裝相關件：連杆（三個，各成１２０°）、半套、軸承等其相互（hù）配（pèi）合及裝配精度要求很（hěn）高（gāo），受（shòu）場地條件限製，這種曲軸與之裝（zhuāng）配件間的調試困難，裝配精度和工作效率極低，如何設計專（zhuān）用裝配治具，提高曲軸部裝裝配質量、裝配效率，是（shì）解（jiě）決曲軸部裝瓶頸問題（tí）的關鍵。

２.曲軸部裝裝配治具關鍵技術

２.１液壓升降支撐裝置的設計

圖２為液（yè）壓升降裝置（zhì）結構示（shì）意（yì）圖。

圖２　液壓升降裝置結構示意（yì）圖

它主要由底座Ⅰ 、底座Ⅱ 、主液壓升降機構、左右機械平衡機構（gòu）組（zǔ）成，主液壓升降（jiàng）機構它主要由定位套、油缸、活塞杆、油缸蓋、密封圈等組成，采用形式為普通液壓升降油缸，液壓油通過底座Ⅰ 的進（jìn）油（yóu）口進入油缸，在壓（yā）力（lì）的作用下，活塞杆被頂起（qǐ）向上（shàng）運動，同時帶動整個液壓升降支撐裝（zhuāng）置舉升，當達到需要高度（dù）後，利用液壓站的自鎖功能，油缸停留固定在需要位置；降落時，利用缸體本身的（de）進油口，將液壓油泄壓，活塞杆開始（shǐ）降（jiàng）落，直至缸體底部，從而實現（xiàn）了液（yè）壓舉升（shēng）及（jí）降落的整個過程（chéng）。

由於在舉升及降落的過程中，定位安裝套及（jí）曲軸重量及直徑過大（dà），考慮到（dào）曲軸部（bù）裝時間過長，液壓升降裝置的自動泄壓問題，同時為保證（zhèng）曲軸舉升及降落（luò）過程的平穩性，避免（miǎn）因左右傾斜導致裝配質量及安全（quán）性問題，設計開發了左、右機械平（píng）衡機構，他代（dài）替了以往沒有平（píng）衡支撐機構或采用左右單缸液（yè）壓升降機構的設計模式（shì），通過機械鎖緊的（de）平衡機構的設計，降低了設計成（chéng）本及繁（fán）瑣的液壓（yā）係統，而且通過液壓、機械雙鎖緊的方（fāng）式（shì），實現升降（jiàng）平麵的平穩，避免了兩側不平衡現象的發生及曲軸升降過（guò）程（chéng）的傾斜（xié），確（què）保了新型液壓升降裝置（zhì）升降過程的平穩。

該液壓升降支撐裝置（zhì）主要由軸（zhóu）套、軸、銅套、卡（kǎ）箍等組成，結構形式為：將機械鎖緊平衡機構分別固定在底座兩側，通過焊接將其與（yǔ）底座形成（chéng）一體，軸套與軸（zhóu）之間采用間隙配合的方式實現軸的上下自由移動，為避免軸與軸套間的剛性摩擦及相對穩定，在軸與軸套之間鑲嵌了定位及減緩（huǎn）摩擦及平衡（héng）作用的銅套，同時設計了專用（yòng）卡箍，當（dāng）主液壓升降機構升降到裝配需（xū）要位置及高度時，利用卡箍的鎖緊功能，將（jiāng）軸卡緊在固定位置（zhì）高度，實（shí）現了液壓、機械雙（shuāng）鎖緊；該左右機械（xiè）鎖緊（jǐn）機構，結構簡單，操作方便使用靈活，現應用在曲軸裝配中，使用效果很好。

２.２結（jié）構件的（de）定（dìng）位支撐裝置設計

圖３為定位支撐裝置（zhì）結構示（shì）意圖：

圖３　定位支（zhī）撐裝置結構（gòu）示意圖

定位變徑支撐裝（zhuāng）置主要由：底座、支承座、變徑支撐套等部分組成，采（cǎi）用新型（xíng）結構件的定位支撐裝置：將（jiāng）定位支撐套設（shè）計成與三拐曲軸軸頸匹配的變徑直徑，放置在支承座（zuò）上，支承座（zuò）通過高強（qiáng）度螺栓與底座（zuò）固定，當被加工曲軸軸徑發生變化時，隻（zhī）需要調整支承座位（wèi）置，將不同直徑的支撐套放置（zhì）在支承座上（shàng），即可實現軸徑的變徑功能，定位更加準確穩定（dìng），減少安裝調試過程中（zhōng），由於穩（wěn）定（dìng）性差而導致的曲軸裝配（pèi）精度低等問題；既便於安（ān）裝又節省材料，提高了曲軸裝配的穩定性、支（zhī）撐強度及定位精度。

２.３滑輪平衡裝置（zhì）的設計

圖４為（wéi）滑輪平衡裝置結構示意圖。

圖４　滑輪平衡裝置結構示意圖

滑輪平衡裝置主要由：底板、固定塊、滑輪組、主（zhǔ）支撐、平衡梁、鋼絲繩、吊鉤等部件組成，以往曲軸部裝時無論是豎裝還是橫裝，連（lián）杆的裝配都需要借助裝配場地的吊車進行三連（lián）杆不同部（bù）位，彼此相互位置１２０°的裝配（pèi），由於連杆自身重量因（yīn）素，在裝配時三連杆的平衡定位相當困難，而且由於天（tiān）車受（shòu）人工控製因素影響，很難準確（què）定（dìng）位三連杆的準確裝配平衡（héng）位置，裝配精度差，耗費時間長（zhǎng），裝配效率低，人為調動天車移動連杆（gǎn）時，安全隱患極大（dà）。采用自行設計的滑輪平衡裝置後，有效解決了上述問題，為曲軸部裝（zhuāng）時各裝（zhuāng）配件的裝配質量（liàng）提（tí）供了質（zhì）量保障（zhàng），提高了生產效率。

工作原理：首先將底板通過高強度螺栓與地麵固定，形成穩定可靠的地基，然後將主支撐豎直插（chā）入底座中，利用地板預留的定（dìng）位孔將（jiāng）主支撐豎（shù）起，為（wéi）確保其穩定（dìng）性，采用焊接的方式將（jiāng）底板與主支撐焊接穩固，平衡梁與主支撐通過定位孔及把和螺栓穩定連接，滑（huá）輪組安放在地板及平衡梁上，根據曲軸部裝時三連（lián）杆（gǎn）高度（dù）要求位置，通過滑輪控製鋼絲繩、吊鉤的升降來（lái）準確定位連杆的位（wèi）置，當第（dì）一個連杆（gǎn）裝配（pèi）結束後，再進行第二、第三連杆的裝配（pèi）。

３.結（jié）語

（１）本曲軸部裝裝配治具設計新穎，結構簡單實用（yòng），通過滑輪（lún）平衡裝置的設計，實現了曲軸部裝時相關（guān）部件位置（zhì）、高度的準確；

（２）通過設計液壓升降裝置，實現了曲軸的平穩升降，保障了曲軸（zhóu）裝（zhuāng）配部件的地麵裝配，提高了裝配質量，提高了裝配效率，確保（bǎo）了（le）裝配才（cái）安（ān）全（quán）性；

（３）采用結構件定位支撐（chēng）套，實現了曲（qǔ）軸裝配的精準定位，同（tóng）時（shí）由於係列化定位套的使用，降低了加工成本，實現了（le）高效、快捷（jié）的現代化裝配（pèi）。

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