一种带有感应加热器的可调式液压孔轴配合件拆卸装置.pdf

第期(总第 期)年月机 械 工 程 与 自 动 化ME CHAN I C A LE N G I N E E R I N G&AUT OMA T I ONN o A u g 文章编号:()一种带有感应加热器的可调式液压孔轴配合件拆卸装置左学海,张瑞平,李城磊(山西大同大学,山西大同 ;山西省王家岭煤业有限公司,山西忻州 )摘要:针对外套件和内置轴组成的孔轴配合件的拆卸设计了一种带有感应加热器的可调式液压孔轴配合件拆卸装置.该拆卸装置主要由小车底盘、升降组件、拉拔液压缸、调节组件、电磁感应加热器等部件组成,通过电磁感应加热器对外套件进行加热,使外套件和内置轴的间隙增大,拉拔液压缸的活塞杆推动压套抵紧内置轴,拉拔液压缸外侧的调节组件拉动外套件,从而实现外套件和内置轴的拆分,对零件损伤小,而且易于实现拆卸的自动化.关键词:孔轴配合件;感应加热器;拆卸装置;可调式中图分类号:TH TM 文献标识码:A山西大同大学 年研究生教育创新项目(C X );山西大同大学与晋能控股集团技术开发项目(TM )收稿日期:;修订日期:作者简介:左学海(),男,山西大同人,在读硕士研究生,研究方向为矿山机电.引言孔轴配合件的拆卸一直以来工作量很大,且拆卸困难,尤其是过盈配合的孔轴类零件.电机轴承和联轴器等电机零部件拆卸时难度较高,倘若强行拆卸还可能会导致零部件发生损害,进而影响企业经济效益与生产进度.现有的拆卸方法有捶击法、拉马顶压或拉拔、温差法等.捶击法拆卸时,捶击受力不均匀,易损伤零件,费时费力;拉马拆卸时,爪子不易夹紧工件,容易滑脱.温差法利用热胀冷缩的性质,使得孔轴配合件的外件套逐渐膨胀,从而减小外件套和内置轴两个配合面之间的过盈量.感应加热法采用电磁感应加热原理,直接加热两个配合面使其发热膨胀过盈量减小.基于此,本文采用温差压力法来拆卸孔轴配合件(联轴器),利用电磁感应加热以减小两个配合面之间的过盈量,然后利用液压力将外件套拉出完成拆卸.感应加热原理电磁感应加热的基本原理如图所示.将频率为f的交变电流I通入线圈W中时,线圈内部产生磁通量,处于交变磁场中的零件表面产生感应电流i.在金属内部的感应电流是闭合的,称该感应电流为涡电流,简称涡流,涡流产生的涡流热使被加热零件加热升温而膨胀,由于集肤效应的存在,感应电流只发生在联轴器的外表面,由于孔的膨胀量大于轴的膨胀量从而在配合面之间产生了间隙.可调式液压孔轴配合件拆卸装置设计 拆卸装置的整体结构本文设计的可调式液压孔轴配合件拆卸装置主要包括电磁感应加热器、移动式升降小车、液压拉拔机构和电气控制部分,其整体结构如图所示.该装置利用温差压力法来拆卸孔轴配合件.被加热零件(联轴器);线圈W;感应电流i;交变电流I图电磁感应加热原理图可调式液压孔轴配合件拆卸装置整体结构()电磁感应加热器:包括挠性线圈、电磁感应控制组、抗杂波干扰装置和温度传感器等.加热过程中通过温度传感器可以实时观察到加热部位的温度变化,并且可以及时调整加热温度;由于孔轴配合件的形状及规格不同,因此在加热过程中采用挠性电磁感应线圈,将其缠绕在孔轴配合件上.()移动式升降小车:移动式升降小车整体是由钢板、槽钢和角钢等焊接而成的框架式结构.小车升降部分采用剪叉式升降机构,利用升降液压缸作为动力;升降板上固定有燕尾槽,作为拉拔液压缸的导轨;小车底盘装有行走轮.()液压拉拔机构:由拉拔液压缸及法兰盘、根拉杆螺栓和压套组成.液压缸采用双作用双活塞杆式;拉杆螺栓将被拆卸配合组件与液压缸连接起来;由于孔轴配合件的内置轴尺寸不同,因此压套有多种规格可以更换.()电气控制部分:通过温度传感器反馈的数据控制电磁感应线圈的加热温度;通过控制液压阀来实现小车的升降、拉拔液压缸的左右移动.拆卸装置的结构设计图为拆卸装置结构示意图.小车底盘上设有升降组件,升降组件上设有升降板,升降板上设有燕尾槽,燕尾槽上设有燕尾滑块,燕尾滑块上设有拉拔液压缸;拉拔液压缸 与待拆卸孔轴配合件的联轴器通过调节组件进行固定连接;压套 左侧套入拉拔液压缸右侧活塞杆,压套右侧紧紧顶住电机轴.该拆卸装置还包括电控箱 以及电磁感应加热器,联轴器孔的外表面上缠绕有电磁感应加热线圈.升降组件包括“X”型升降杆和升降液压缸.升降液压缸缸体固定在小车底座上,活塞与“X”型升降杆连接;“X”型升降杆一端与小车底盘连接,另一端与升降底盘连接.小车底盘;升降液压缸;“X”型升降杆;升降板;钢板;燕尾槽;电机轴;联轴器(孔轴配合件);电磁感应加热线圈;垫片;横杆;拉杆螺栓;,压套;螺母;进出油口一;法兰盘;拉拔液压缸;进出油口二;电控箱图拆卸装置结构示意图调节组件包括法兰盘 和根拉杆螺栓.法兰盘上设有个长圆孔(如图所示),拉杆螺栓一端穿过法兰盘 固定在长圆孔上,另一端穿过压套将液压缸与孔轴配合件连接起来;根据不同尺寸的孔轴配合件,拉杆螺栓可在长圆孔中径向移动以调节其位置.可调式液压孔轴配合件拆卸装置的操作流程孔轴配合件拆卸步骤如下:()将孔轴配合件置于工作台上,将压套套入拉拔液压缸的右活塞杆上,将感应线圈缠绕在联轴器的外表面上.()启动升降液压缸,调整高度,使拉拔液压缸一侧的压套中心线与轴中心位于同一直线上.()将拉杆螺栓一端用螺母固定在长圆孔合适的位置上,另一端用横杆、槽型垫圈以及螺母固定在联轴器的一端.()启动加热电控箱给感应加热线圈通电并控制感应加热线圈的温度.()给拉拔液压缸一腔进油使活塞杆向右移动顶住电机轴产生阻力,且在此过程中感应加热线圈加热使联轴器与电机轴之间产生间隙,拉拔液压缸产生反作用力带动联轴器向左移动直至联轴器和轴分离.()给液压缸另一腔进油,液压缸右移复位.图法兰盘结语针对孔轴配合件拆卸困难及拆卸时易损伤零件的问题,设计了一种带有感应加热器的可调式液压孔轴配合件拆卸装置.该装置对零件的损伤小,操作简单,减轻了工人的劳动强度,提高了拆卸效率.参考文献:英海伟电机轴承和联轴器等拆卸困难的解决方法J设备管理与维修,():彭雁峰,刘泽强 F O O K E大型五轴加工中心五轴头拆卸方法研究J设备管理与维修,():胡烨,贾耀曾机械制造加工设备零件松动自动化检测技术研究 评 机械零部件结构设计及计算实例 J机械设计,():闫花茹,任春红滚动轴承的温差法装拆工艺J机床与液压,():,李国发,杨淑香,贺秋伟,等轴承感应加热拆卸新方法J轴承,():宋西华液压缸活塞杆防磕碰性能的研究J液压气动与密封,():A d j u s t a b l eH y d r a u l i cH o l eS h a f tF i t t i n gD i s a s s e m b l yD e v i c ew i t hI n d u c t i o nH e a t e rZ U OX u e h a i,Z H A N GR u i p i n g,L IC h e n g l e i(S h a n x iD a t o n gU n i v e r s i t y,D a t o n g ,C h i n a;S h a n x iW a n g j i a l i n gC o a l I n d u s t r yC o,L t d,X i n z h o u ,C h i n a)A b s t r a c t:A i m i n ga tt h ed i s a s s e m b l yo fh o l e s h a f tf i tc o m p o s e do fo u t e rk i ta n db u i l t i ns h a f t,a na d j u s t a b l eh y d r a u l i ch o l e s h a f tf i t t i n gd i s a s s e m b l yd e v i c ew i t hi n d u c t i o nh e a t e ri sd e s i g n e d T h ed i s a s s e m b l yd e v i c ei sm a i n l yc o m p o s e do fc a rc h a s s i s,l i f t i n ga s s e m b l y,d r a w i n gh y d r a u l i c c y l i n d e r,a d j u s t i n ga s s e m b l y,e l e c t r o m a g n e t i c i n d u c t i o nh e a t e r a n ds oo n T h eo u t e rk i t i sh e a t e db ya ne l e c t r o m a g n e t i c i n d u c t i o nh e a t e rt oi n c r e a s et h eg a pb e t w e e nt h eo u t e rk i ta n dt h eb u i l t i ns h a f t T h ep i s t o nr o do ft h ep u l l o u th y d r a u l i cc y l i n d e rp u s h e st h ep r e s s u r es l e e v ea g a i n s tt h eb u i l t i ns h a f t,a n dp u l l st h ea d j u s t m e n ta s s e m b l yo nt h eo u t s i d eo ft h eh y d r a u l i cc y l i n d e r t op u l l t h eo u t e rk i t,t h u sr e a l i z i n gt h es e p a r a t i o no f t h eo u t e rk i t a n dt h eb u i l t i ns h a f t T h ed a m a g e t ot h ep a r t si ss m a l l,a n d i t i se a s yt or e a l i z e t h ea u t o m a t i o no fd i s a s s e m b l y K e y w o r d s:h o l es h a f t f i t t i n g;i n d u c t i o nh e a t e r;d i s a s s e m b l yd e v i c e;a d j u s t a b l e t y p e机 械 工 程 与 自 动 化 年第期