Q616 鼓形滚珠联轴器拆装工艺探讨

李阜璋

（白银恒诚机械制造有限责任公司，甘肃白银 730900）

0 引言

联轴器是机械传动中的重要部件，在设备、减速机、电机三者的联接中广泛应用。根据联轴器的结构和使用条件，选择正确的拆装工艺，能够提高设备联接的可靠性，减少设备运行中的振动，延长联轴器的使用寿命。

白银有色集团第三冶炼厂烧结车间2 号链板运输机的Q616 鼓形滚珠联轴器为技改时引进安装，与唐山冶金矿山机械厂SVND560-280-Ⅰ型减速机配套使用。该联轴器自技改完成后，连续使用多年未进行更换，本次因减速机损坏需将其拆卸并安装至新减速机。

行业内对于联轴器的拆装研究较多，如文献［1］对鼓形联轴器在矿用刮板运输机中的应用和使用建议做了简要说明；文献［2］对大过盈量联轴器的几种拆卸方法进行对比及分析；文献［3］对设备零部件过盈装配的方法选择及要求进行阐述与分析；文献［4］总结和提出机械部件装配前的检测和定位测量方法；文献［5］、文献［6］通过提出过盈装配的几种方法，分析不同零部件的最优选择，并给出建议。这些成果对本次Q616 鼓形滚珠联轴器的拆卸和装配具有宝贵的借鉴意义，但对于大直径、大过盈量、高精度要求，且无技术资料及图纸可供查询及参考的问题，仍需要通过现场的实践进行探索、总结。

1 Q616 鼓形滚珠联轴器

1.1 结构组成

Q616 鼓形滚珠联轴器具有高可靠性、高强度、高寿命的特点，适用于刮板运输机连续运行的要求。该联轴器由轮毂、鼓形滚珠、外保持架三部分组成，轮毂外径Φ=680 mm，内径Φ=460 mm。联轴器轮毂与减速机低速轴过盈装配，并随轴共同转动；鼓形滚珠均匀安装在轮毂外沿的凹槽中，并通过油脂润滑，适用于低速、高载荷工况，运行稳定。

1.2 拆装要求

（1）保证原结构不受影响。本次维修需要将Q616鼓形滚珠联轴器过盈零件拆卸下来，维修后再按照原结构装配回去。在维修中必须采用正确的拆卸方法，保证零件不受损害，确保机械的整体性与稳定性。

（2）装配工艺要求：大直径、大过盈量联轴器装配对维修技术水平要求比较高，必须根据过盈配合的要求，按照一定的装配原则，结合实际情况选择正确合理的装配方法，才能保证机械各零部件的安装要求，从而提高机械的可靠性和使用性能。

2 Q616 鼓形滚珠联轴器拆装工艺

2.1 联轴器拆解

该联轴器需要拆卸后重新进行安装使用，对拆解的质量要求较高，尤其对于大直径、大过盈量联轴器，选择合适的拆卸方法及流程至关重要。

2.1.1 拆解准备

（1）整体清理及位置标记。清理联轴器表面沉积的油垢、腐蚀物及矿粉等，对锈蚀严重的螺栓首先进行除锈，再对锈蚀严重的螺栓喷涂溶剂（松锈剂），以便于拆卸。在联轴器拆卸前，对联轴器各部件之间互相配合的位置做标记作，连接螺栓分类进行涂装标记，避免混淆。

（2）拆卸方法的选择。设备大过盈量联轴器的拆卸，往往采用火焰加热、拉马、压力机等方式进行。

火焰加热：其工作原理是利用火焰（氧气乙炔）对联轴器进行加热，使轮毂受热膨胀后进行拆卸。由于火焰加热较为缓慢，联轴器被烘烤加热的同时，对应的轴也会发生热变形，联轴器的尺寸较大，则主轴与轮毂之间的过盈量不会减少，故无法满足拆除的要求。

三角拉马或四角拉马：其工作原理是通过对联轴器施加轴向力，克服两者摩擦力来进行拆除，适用过盈量小、尺寸小、摩擦力小的情况，故无法满足该联轴器的拆卸。

压力机：拆解减速机，将轴与轮毂整体取出，再将其固定在压力机上，通过在轴上施加轴向力，将两者进行分离。该方法效率低、工作量大，需要对减速机进行拆卸及安装，现场检修一般不采用该方式。

（3）拆卸工装制作。结合现场实际情况，通过分析计算，设计制作一套轮毂拉拔工装，结合使用200 t 液压千斤顶进行拆卸。该工装一端可卡在联轴器轮毂上，另一端作为支撑，通过液压千斤顶作用在轴上的力，可以将轴与轮毂分离，减少拆除减速机的繁重工作，且该工装使用便捷、拆装简单、效率高。轮毂拉拔工装如图1 所示。

图1 联轴器轮毂拉拔工装

2.1.2 外保持架拆除、检查

拆除联轴器连接螺栓，将外保持架与轮毂进行分离后拆除。保持架拆除后，部分鼓形滚珠与轮毂脱离，需派专人进行收集、清洗、保存。利用千分尺检查、测量鼓形滚珠磨损情况，更换磨损严重的滚珠。

2.1.3 轮毂拆卸

联轴器拆卸过程中，最困难的是从轴上拆下轮毂。设计、制作的拆卸工装与轮毂的外形尺寸相配，受力时避免产生滑脱现象。

（1）工装吊装、调整。利用天车将工装吊运至联轴器轮毂位置，通过调整工装使前端压板与轮毂充分接触。为保证轮毂受力均衡，避免拆卸工装变形，需保证工装处于水平状态，并在下方焊接支腿将工装进行固定。

（2）施加作用力。工装固定就位后，将液压千斤顶吊至工装内部，调整液压缸、轴的中心保持在同一直线上，然后均匀、缓慢施加轴向作用力，使得轮毂与轴缓慢分离。联轴器轮毂拆卸示意见图2。

图2 联轴器轮毂拆卸示意

（3）拆除工装。将轮毂从轴上分离后，移除液压千斤顶及拆卸工装，清理、检查低速轴及轮毂是否损伤，拆卸工作完成，随即开始装配前的准备工作。

2.2 联轴器装配

联轴器拆卸完成后对零部件进行测量、修配，测量联轴器与新装轴的过盈量，并结合现场实际情况对比、选择最适宜的装配方式，保证装配工作顺利进行。

2.2.1 装配准备

（1）部件清洗、清点。联轴器与轴属于紧密配合件，因此安装前必须保证孔内及轴表面清洁，无细小颗粒等杂物及毛刺。复装之前对配套零部件进行清点（螺栓、鼓形滚珠、密封等），检查无误后进行清洗，清洗后的零部件需将洗油擦拭干净。

（2）轮毂与轴尺寸测量。为避免出现测量误差，使用前对量具进行校核。测量内、外径时，为规避毛刺和变形带来的影响，需避开边缘部位，并进行多次测量。

（3）键槽与键配合检查。装配前，采用涂色法对键槽与键的配合情况进行检查，键的两侧面与键槽的壁严密贴合，两者的配合情况满足装配要求。

（4）打磨、去毛刺。检查轮毂外边缘、滚珠凹槽、减速机轴表面、键槽及键等部位，采用锉刀或细砂纸对毛刺、翻边进行打磨处理，避免装配时出现卡滞现象，并在结合面涂抹适量润滑油。

2.2.2 装配方法选择

鼓形联轴器的联轴节与轴的联接通常是过盈配合，过盈联接件常用的装配方法有：静力压入法、动力压入法、温差装配法及液压装配法。

（1）静力压入法：通过夹钳、千斤顶或压力机进行，一般适用于锥形轴孔。同时，受到压力机械限制，在过盈较大时，施加力比较困难，且压入时会切去联轴器与轴之间配合面上不平的凸峰，使配合面受到损坏，因此，这种方法一般应用不多。

（2）动力压入法：采用冲击工具或机械来完成装配，一般用于联轴器与轴过盈不大的场合，通常用手锤敲打，在联轴器表面垫放木块，铅块或其他软质材料做缓冲，该方法同样会损伤配合表面，适用低速和小型联轴器的装配。动力压入法同样会对铸铁、淬火的钢制联轴器局部造成损伤，不宜采用。

（3）温差装配法。一般用液氮等作为冷源，对被包容件（轴）进行冷缩，需要有一定的绝热容器，只有具备条件时才采用。加热装配法是加热包容件（孔），使其直径膨胀超过过盈配合值，从而使得孔的内径略大于轴的外径，不需要施加很大的力，就可以将联轴器装到轴上。实践中，加热膨胀值必须比过盈大，才能保证顺利将轴装入孔中，避免安装中孔冷却收缩，发生轴与孔卡住的事故。

加热装配法的热源选择很多，如用烤炉或加热器进行加热，但装配现场一般采用油浴加热或焊枪烘烤。普通的火焰加热法类似于不规范的热处理，但受热不均匀，部分区域温度过高，材料的性能、强度受到影响，反复的加热将会导致联轴器的实际寿命低于理论寿命[2]。油浴加热能达到的温度取决于油的闪点，一般在200 ℃以下，采用其他方法加热时，温度会高于200 ℃，但从金相及热处理的角度考虑，加热温度不能任意提高，钢的再结晶温度为430 ℃，超温会引起钢材内部组织的变化。

通过对上述几种方法进行对比分析，针对Q616 鼓形滚珠联轴器直径大、过盈大的特点，结合厂家要求（联轴器的拆卸和装配过程中，不得影响联轴器的材料性能，不对联轴器造成损伤），最终考虑选择采用高闪点油浴加热法进行装配。

2.2.3 装配流程

（1）油浴加热轮毂。为避免联轴器高温再结晶引起结构变化，将加热温度控制在400 ℃以下。天车通过卡爪将轮毂吊入油浴槽并保持悬空状态，轮毂禁止与油槽底接处，随后向槽内加注齿轮油。火焰加热齿轮油对轮毂进行煮沸，保持慢速、均匀升温，否则会影响联轴器温度均匀性。

为使热装操作方便而有把握，加热联轴器使其内径的膨胀量达到两者实测过盈量的2～3 倍（常采用3 倍）。采用红外测温仪持续测温，当温度加热至要求值后，每10 min 用千分尺测量一次轮毂膨胀后的内径，待加热膨胀的内径数值大于轴外径0.17 mm 以上时，轮毂的热膨胀即达到装配要求，可进行下一步的装配工作。

（2）联轴器装配。安装前在轴上涂抹机油进行润滑，便于联轴器的内孔更容易进入减速机的轴端。安装前要调整好位置及角度，装配过程中要迅速，避免出现内孔冷却收缩而与轴卡死。安装到位后使用冷水对轴内侧进行冷却，防止轴急剧升温传到减速机导致密封或内部部件损坏，保障减速机的整体功能。待联轴器冷却后，安装鼓形滚珠及外保持架，并加装润滑油。

（3）装配后检查。联轴器在安装完成后进行盘车，用扳手转动减速机高速轴，检查转动情况是否良好，是否有异响及振动。

3 结束语

Q616 鼓形滚珠联轴器直径大、与轴过盈大、拆装要求特殊，将理论与现场实际相结合，提出科学、经济的解决方案，顺利完成了该设备的检修任务，为后期大直径联轴器的拆装总结了宝贵的经验。此外，鼓形联轴器的使用寿命除了对安装精度的要求外，还可通过定期对联轴器的连接螺栓进行紧固、加注润滑油、加强状态监测等一系列措施，将故障隐患消除在萌芽状态，延长其使用寿命。