通用平衡心轴,中国减变速机协会

叶轮是泵的重要零件，其平衡质量对泵的振动、噪声、性能和效率及其使用寿命有着直接的影响。为此，我公司设计了大量的平衡心轴，用于规格迥异、大小不一的各种叶轮平衡检验。平衡检验又分为静平衡、动平衡两种检验，与之相适应，分别需要静、动平衡心轴两大类工艺装备。因此，设计一种通用平衡心轴成为我公司的科研开发项目。 1通用平衡心轴的工作原理及使用方法通用平衡心轴的设计简图如图1所示，由心轴1、平衡哈夫2、销3、左上楔块4、右上楔块6、中楔块7、下楔块8、丝套10、专用螺母11、叶轮5等组成，且各零件构成一个使用时无须拆装的整体。哈夫锁套9是用于起吊过程中的防冲装置。 [img]http://jiansuji001.com/xh/22页左.jpg[/img] 整个通用平衡心轴结构紧凑。其中下楔块8镶嵌在心轴的键槽内，并固紧；上楔块4、6与中楔块7通过锥销连接成整体，安装在下楔块8的滑槽内。心轴的左端有起吊螺孔。使用时采用竖装方式。吊车起吊心轴，左、右上楔块4、6因重力的作用在下楔块斜面上向下滑动，使形成圆直径减小，便于平衡心轴进入叶轮孔。当左上楔块4的台肩与叶轮的端面相接触时，心轴因重力继续下落，而左上楔块4却因相对运动滑向斜面的高处，将形成较大直径的圆，直至与叶轮内孔接触心轴自动定心，并与叶轮内孔初步胀紧。旋转专用螺母11，推动丝套10，从而推动右上楔块6沿斜面向高处滑动，形成的圆直径增大，完全胀紧叶轮内孔，使之随通用平衡心轴一起旋转，完成平衡检验。完成检验后，在竖直放置状态下，旋松专用螺母11，吊车起轴皮平衡心轴，丝套、上楔块因重力产生相对运动向下滑动，上楔块形成的圆直径减小，即可卸下心轴。 2防冲装置哈夫锁套的设计及使用方法为把通用平衡心轴安装在卧式平衡机上，吊车首先要将竖装叶轮的平衡心轴起吊并平放于地上，改竖吊为横吊。这时心轴触地，叶轮有可能因冲力导致滑落。因此，起吊过程中须安装防冲装置哈夫锁套。平衡锁套可卸下不参与平衡检验。哈夫锁套的设计简图如图2所示，由螺钉1、哈夫上锁套2、转销3、哈夫下锁套4、锁销5、限位栓6、弹簧7、六角螺母8组成。其中，哈夫上锁套2和哈夫下锁套4可绕转销3开起，当装在平衡心轴的丝套10（见图）上合上哈夫下锁套4时，触击锁销5的斜面，产生轴向分力，压缩弹簧7，从而使锁销同缩，则哈夫t、下锁套能完全合拢，因弹簧的弹力，锁销5随即被推出，将合拢的哈夫上、下锁套紧定，形成一个专用圆螺母。旋转哈夫锁套，使其靠紧叶轮的端面，从而起到防冲作用。卸下时向外拉动六角螺母8，从而压缩弹簧7，锁销5回缩，哈夫上、下锁套却可打开，卸下哈夫锁套。这样，哈夫锁套就像门锁一样能锁定和开启，拆装十分方便。 [img]http://jiansuji001.com/xh/22页右.jpg[/img] 3 通用平衡心轴设计要点通用平衡心轴设计需注意四个方面：楔块斜度、丝套锥孔大径、下楔块大端高度和平衡哈夫的设计。 3.1楔块斜度的设计通用平衡心轴系斜楔夹紧机构，夹紧机构示意图3所示。W为每个斜面所产生的夹紧力（N），Q为作用在斜楔机构上的外力（N），α为斜楔夹紧机构的斜角，自锁时作用在斜楔面上的摩擦角为W。 [img]http://jiansuji001.com/xh/23页.jpg[/img] 增力比i:i=l/tan(α＋β) 夹紧力W:W=iQ 自锁时斜楔角α:α≤540′ 由此可见，斜楔角较小时增力比较大，有利于提高夹紧力，胀紧叶轮。但斜楔角过小时会产生自锁，不利于拆卸叶轮。楔块斜度选择1：8为宜，此时的斜楔角为7.125°。 3.2丝套锥孔大径的设计丝套锥孔的锥度按1：8设计，设计丝套锥孔大径，需注意保证丝套推动上楔块移动到目标位，达到叶轮孔径适用范围最大值时，丝套不与下楔块发生干涉。 3.3下楔块大端高度的设计设计下楔块大端高度时，需注意楔块不要与适用范围内的最小叶轮内孔干涉，以保证通用平衡心轴顺利进入叶轮内孔。 3.4平衡哈夫的设计通用平衡心轴作为工艺装备，自身也应作动平衡检验。为了避免在轴上去重，且便于去重时的运转及拆装，设计了剖分结构的平衡哈夫。根据平衡检验的情况，在平衡哈夫上去除不平衡量。 4通用平衡心轴加工工艺要点通用平衡心轴在加工时需注意几点，特别是在加工通用平衡心轴直径ΦD（见图1）前，须用内螺纹圆锥销将上、中、下楔块固紧在轴上，采用低转速车削后磨外圆。在该工序内还包括左上楔块与叶轮端面接触的台肩面，右上楔块与丝套接触端面的加工。需要注意内螺纹圆锥销销孔深度的设计，销孔应倒角，保证内螺纹圆锥销能顺利取出。对通用平衡心轴自身作动平衡检验后，取出内螺纹圆锥销，接着取出各上、中楔块，重新将锥销装入上、中楔块，截去锥销小端，磨平斜面，使其能在下楔块滑槽内滑动。 5结语通用平衡心轴是根据胀紧力带动叶轮转动的原理进行设计的，符合平衡心轴与叶轮内孔的配合不得有间隙的要求，消除了因心同设计产生的偏心误差，平衡精度更高。通用平衡心轴无须靠键传动，既可用于叶轮的动平衡检验，也可用于静平衡检验，使静、动两大系列平衡心轴合二为一。通用平衡心轴的径向尺寸可无级调节，轴向尺寸适用范围大，不仅适用于孔径不同的直孔叶轮，还可用于阶梯孔的叶轮。该通用平衡心轴缩短了技术准备周期和生产周期，节约了工艺装备库场地，降低了生产成本和劳动强度，提高了工效。


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