高速动车组鼓形齿联轴器压装与退卸工艺参数选择.pdf

?Ex
高速动车组鼓形齿联轴器质装与退铷工艺参数选择
口刘军口吴坡口卢峰华□李毅磊
王长海
唐山轨道客车有限责任公司河北唐山063035
摘要:高速动车组鼓形齿联轴器采用圆锥面过盈连接,通过油压拆装工艺实现其压装与退卸。为保证联轴器压装与
退卸质量,需严格控制油压拆装工艺的压力。以两个简单厚壁圆筒在弹性范国内的过盈连接为计算基础,通过一定的假定
条件,计算出高速动车纽鼓形齿轮联轴器压装与退卸的工艺参数,为高速动车组联轴器的油压拆装工艺提供了可靠的技
术保证。
关键词;高速动车组鼓形齿联轴器油压拆装工艺参数
中图分类号:TH131.9
文献标识码:A
文章编号:1000-498(2013)06-0061-03
高速动车组转向架通过鼓形齿联轴器将牵引电机1.2高速动车组鼓形齿联轴器压装/退卸原理
的扭矩传递到齿轮箱,从而驱动轮对运动。鼓形齿联轴
高速动车组联轴器采用油压法进行压装/退卸:压
器分为电机侧半联轴器和齿轮箱侧半联轴器两部分,装时,膨胀泵将高压油压入轴头与联轴器间的园锥配
分别别与电机输出轴和齿轮箱输入轴连接,均为圆锥面合面,使联轴器内径扩大,轴向推力泵推动联轴器向大
过盈连接。
端移动,当推进至设计位置时,卸去形胀泵油压,联轴
圆锥面过盈连接与传统的键连接相比较,无论在器内径缩小,通过推力泵保压,最终形成可靠的过盈连
行还是在维护方面,都有较大的优势:圆锥面过盈连接。退卸时,通过推力泵、高压油管、液压缸提供轴向推
接可承受较大冲击的交变扭矩,通过油压法压装/退力,轻微压紧联轴器,通过膨胀泵、高压油管和空心螺
卸,操作简单,多次装拆而不影响连接强度。
杆输入高压油,使联轴器在配合处发生弹性变形,内孔
油压压装与退卸工艺利用高压油在配合面之间产扩大,缓慢降低推力泵压力,联轴器随之轴向移动,直
生油禊,形成油膜后再施以轴向力,使配合件发生轴向至脱离配合轴。其原理简图如图2所示。
连接。但油压拆装工艺也存在一定的账端,1)若形胀2联轴器压装/退御工艺参数的确定
压力过高,将导致配合面产生塑性变形;2)若轴向压
以两个简单厚壁圆筒在弹性范围内的过盈连接为
力过高,将导致轴头拉毛、轴端连接螺纹损伤等缺陷
计算基础,假定如下条件:
因此,为保证联轴器的压装/退卸质量,需准确控
联轴器与轴处于平面应力状态,即轴向应力o2=0;
制膨胀压力和轴向压カ。
联轴器与轴在结合长度上结合压力为常数;材料的弹
1高速动车组鼓形齿联轴器压装/退卸
性模量为常数;计算的强度理论,按变形能理论。
2.1联轴器传递载荷所需最小过盈蚤
1.1高速动车组鼓形齿联轴器的结构
1)联轴器传递载荷所需最小结合力:
高速动车组鼓形齿内齿图外齿套,鼓形齿
联轴器主要由鼓形外齿
推力泵
套、直齿内齿圈等零件
输出轴联轴器
组成。直齿内齿圈与轴
为圆锥面过盈配合,通
形胀泵
过油压拆装工艺压装到
轴头上;外齿套鼓形齿
与内齿圈内齿相啮合
最终实现扭矩传递。高
空心螺杆
高压油管
速动车组鼓形齿联轴器?图1高速动车组鼓形齿联轴
一压装环液压缸
结构示意如图1所示。
器结构示意图
▲图2高速动车组鼓形齿联轴器压装退卸原理图
收稿日期:2013年1月
成Nラ机械制造51卷第565期
61l
FK=128.25 MP
5)轴不产生塑性变形所容许的最大直径变化量
Trali
nC=0.0586mm
其中:改为结合画平均圆锥直径,d-=(d+do)3801
6)连接件不产生塑性变形所容许的最大直径变
mm,月为传递力,F-VP-(2)1-205852N,R为化盐
4m=eite=0.311 3 mm
轴向力;扭矩M=7000N?m;hn为结合面最小圆锥直2.3联轴器过盈连接配合选择
径;da为结合面最大圆锥直径;结合长度=90m;安2.3.1选择配合要求
全系数K=1.5;摩擦因数=0.125。
2)联轴器传递载荷所需最小直径变化量:
在联轴器正常工作情况下,需满足[zmn]m,
Hx身
即
eami=Pmin C=0.131 7 mm
2mi]>0.1673mm,[n]<0.3113mm
其中:[mi,]为压装联轴器所选择的最小过盈量;[d
其中:C.为联轴器系数,C。=+qっ+0=3,024:为联轴为压装联轴器所选择的最大小过盈量
器套外径;、为联轴器套直径比,=9_90Q1-068:2.3.2确定联轴器与轴过盈量ワ
E为联轴器套材料弹性模量;。为联轴器套材料泊松
最小过盈量m]=0.180mm,最大过盈量[m]=
比
0.229mm
3)轴传追载荷所需最小直径变化量:
2.4联轴器压装/退卸エ艺参数
em=Pa。gnC1-0.0305mm
2.4.1联轴器压装行程
其中:C为轴系数,C=tq2-レ=0.7い:?为轴直径比,
最大行程[E]=と[cm1=687mm
最小行程[Emal=[a1=6.54mm
2-=乙=0;E为轴材料弹性模量;d为轴内径;为轴材
其中:联轴器套、轴锥度C=1/30。
料泊松比。
2.4.2配合面最大结合压力
4)传递载荷所需最小过盈量
=e: -e=0.162 2 mm
=181MP
C。,C
5)考虑压平量的最小过盈量:
E。E
min-ai+2(2Sa+S1)=0.1673mm
2.4.3装拆油压
其中:联轴器套压平深度S=1.6Rm;轴压平深度S=
[P]=1.1[Pm]=199MPa
1.6Ra;R。为联轴器套轮廓算术平均偏差;Ra为轴轮廓2.4.4压入力
算术平均偏差。
Pd ]=P. d 4r/(ut)=140.2 KN
2.2联轴器过盈连接不产生塑性変形所容许的最大2.4.5压出力
有效过盈量
1)联轴器不产生塑性变形所容许的最大结合力:
[P: J=PTd,//(--)=12.7 KN
P=a0,=246.1 Mpa
2.5联轴器压装/退卸工艺参数验算
其中:a=-1-92_0,2695“1:o为联轴器套屈服极限
5.1结合面最小压力
「Zna1-2(S+S
=138.2MPa
2)轴不产生塑性变形所容许的最大结合压力:
dn
C。,C
Prm=co =415 Mpa
E。E
2.5.2结合面最小传递扭矩
其中
0.541;oa为轴屆服极限
[M,= milu =11 290 Nm
3)连接件不产生塑性变形的最大结合力:
Pr=246.1 Mpa
2.5.3联轴器最大应力
4)联轴器不产生塑性变形所容许的最大直径变
O、=ー=671MPa化量
2.5.4轴最大应力
e=Pun-C.=0.2527m
Om==4=398 Mpa22013/6
机械制造51巻第585期Nラ