陳鐵光

（哈爾濱軸承集團(tuán)公司 工具分廠，黑龍江 哈爾濱 150036）

萬(wàn)向節(jié)軸承安裝工裝的設(shè)計(jì)制造

陳鐵光

（哈爾濱軸承集團(tuán)公司 工具分廠，黑龍江 哈爾濱 150036）

采用新的設(shè)計(jì)方法，制造一組工裝，簡(jiǎn)單、穩(wěn)定、可靠、高效地完成萬(wàn)向節(jié)軸承的安裝工作。

動(dòng)車(chē)；萬(wàn)向節(jié)軸承；工裝；設(shè)計(jì)制造

1 前言

具有牽引力的動(dòng)車(chē)與無(wú)動(dòng)力的拖車(chē)二者組合稱為動(dòng)車(chē)的組合，簡(jiǎn)稱動(dòng)車(chē)組。動(dòng)車(chē)是目前世界各國(guó)較為普遍的鐵路交通工具，我國(guó)也引進(jìn)了該技術(shù)，并消化吸收。動(dòng)力輸出與拖動(dòng)之間的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)就是萬(wàn)向軸。萬(wàn)向軸兩端分別安裝有8套滾針軸承，列車(chē)行駛20萬(wàn)公里8套軸承必須換新，如何高效、快捷、保證質(zhì)量地更換這8套軸承是我們研制的方向。

圖1 萬(wàn)向節(jié)結(jié)構(gòu)

2 軸承安裝原理

萬(wàn)向節(jié)軸承的應(yīng)用見(jiàn)圖 1 所示。 每一組萬(wàn)向節(jié)兩端都由一組十字軸、軸頭、軸盤(pán)、滾針軸承等組成，滾針軸承內(nèi)孔安裝在十字軸上，外徑安裝在兩個(gè)軸頭和軸盤(pán)的內(nèi)孔中，通過(guò)孔用彈簧擋圈將各件鎖住。因軸承與孔都是過(guò)盈配合，安裝需要一定的壓力，萬(wàn)向軸300kg、2m長(zhǎng)，更換軸承過(guò)程無(wú)法實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。

3 軸承原安裝方法存在的問(wèn)題

萬(wàn)向節(jié)滾針軸承原來(lái)的安裝方法是采用吊車(chē)吊著簡(jiǎn)易工裝，通過(guò)移動(dòng)的壓力油缸放入工裝內(nèi)來(lái)完成更換過(guò)程。工裝結(jié)構(gòu)單薄，零件粗糙，手工勞動(dòng)量較大，效率比較低，每2位工人一天完成3組24套軸承的更換；每完成一端的萬(wàn)向節(jié)后還要將傳動(dòng)軸轉(zhuǎn)180度，再更換另外一端的軸承。采用吊車(chē)點(diǎn)動(dòng)的方式來(lái)調(diào)整位置。原安裝方法見(jiàn)圖 2。

4 新工裝設(shè)計(jì)

4.1 設(shè)計(jì)理念

（1）通過(guò)工作現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際考察并與裝配工人現(xiàn)場(chǎng)溝通交流，了解軸承的更換過(guò)程；與技術(shù)人員了解更換的工藝技術(shù)要求；觀看了德國(guó)該工序安裝過(guò)程的錄像等前期準(zhǔn)備工作，經(jīng)過(guò)分析考慮后做出了設(shè)計(jì)方案。根據(jù)安裝現(xiàn)場(chǎng)情況，采用獨(dú)立的結(jié)構(gòu)形式，不需要其他配套設(shè)施（只需要一根供有壓縮空氣的汽源）。工裝采用安裝四只萬(wàn)向腳輪能整體獨(dú)立移動(dòng)的小車(chē)，圍繞著萬(wàn)向軸儲(chǔ)存架轉(zhuǎn)動(dòng)一周，就可以完成8根萬(wàn)向軸64套軸承的更換工作。

圖2 原安裝方法

（2）設(shè)計(jì)工作高度符合人體坐姿的生理高度要求，使操作者勞動(dòng)強(qiáng)度下降，每完成一組萬(wàn)向節(jié)更換，移動(dòng)本工裝0.7m左右進(jìn)行下一組的軸承安裝。安裝四只萬(wàn)向腳輪在工裝的下邊，移動(dòng)、對(duì)中比較方便。

（3）采用上下兩組液壓油缸來(lái)完成安裝工作，用兩種高度設(shè)計(jì)好的胎具，一次完成兩端滾針軸承的更換工作，操作簡(jiǎn)單可靠。

（4）整套工裝采用四柱框架結(jié)構(gòu)，堅(jiān)固穩(wěn)定，可以承受25t以上拉、壓力。目前在工業(yè)技術(shù)比較成熟、發(fā)達(dá)的德國(guó)，該工序的工作方式也是采用比較笨重、簡(jiǎn)單的方法進(jìn)行新萬(wàn)向節(jié)軸承的安裝。通過(guò)觀看錄像資料，目前德國(guó)的安裝是采用人工搬運(yùn)的方式，將沒(méi)有安裝連接軸的萬(wàn)向節(jié)軸頭從工作臺(tái)搬運(yùn)到壓力機(jī)工作臺(tái)上，壓力機(jī)工作臺(tái)有一個(gè)胎具對(duì)好工位，將萬(wàn)向節(jié)軸承用一般壓力機(jī)壓入萬(wàn)向節(jié)軸頭內(nèi)，通過(guò)人工轉(zhuǎn)動(dòng)四個(gè)工位，完成四套軸承的安裝，再人工從壓力機(jī)搬下來(lái)放到工作臺(tái)上，勞動(dòng)強(qiáng)度很大，必須由身強(qiáng)力壯的年輕人來(lái)完成。他們安裝的過(guò)程中是沒(méi)有中間的連接軸。

（5）萬(wàn)向節(jié)滾針軸承主要是應(yīng)用在動(dòng)車(chē)組的維護(hù)上。根據(jù)鐵道部的規(guī)定，動(dòng)車(chē)組行駛20萬(wàn)km后就要進(jìn)廠進(jìn)行大修理，更換萬(wàn)向節(jié)軸承，所以更換軸承工作量很大，新方法很有必要。

（6）因?yàn)槟壳皠?dòng)車(chē)組的關(guān)鍵部件都是從德國(guó)進(jìn)口，所以用國(guó)產(chǎn)軸承取代進(jìn)口產(chǎn)品是我們國(guó)家的發(fā)展趨勢(shì)，哈軸生產(chǎn)的萬(wàn)向節(jié)滾針軸承目前主要是以工作20萬(wàn)km后的更換為主。為用戶設(shè)計(jì)制造安裝滾針軸承的工裝，和我們生產(chǎn)的萬(wàn)向節(jié)滾針軸承配套使用，使用戶的滿意度有所提升。

4.2 設(shè)計(jì)過(guò)程

設(shè)計(jì)方案確定后就是所需配套件的選用，根據(jù)萬(wàn)向節(jié)的特點(diǎn)，決定配套的產(chǎn)品選用美國(guó)的ENERPAC系列產(chǎn)品，該產(chǎn)品是美國(guó)21世紀(jì)的新技術(shù)，體積小、攜帶方便、提供的壓力很高。是高壓的渦輪氣—液壓泵，可以提供70MP/cm2的壓力，所以液壓油缸可以做得很小，但是輸出的壓力卻很高，只需要提供一個(gè)5kg/ cm2的壓縮空氣源就可以正常工作。

4.3 使用方法

圖3 是裝配好的工裝總成圖片。更換滾針軸承是在上下兩個(gè)液壓油缸中間完成，右邊是下油缸的換向踏板，左邊是上油缸的換向踏板，上下油缸分別固定在框架的上邊和下邊，操作者只需要推著可以移動(dòng)的工裝設(shè)備到達(dá)需要安裝的萬(wàn)向節(jié)軸頭，在下油缸的上邊安裝上胎墊，移動(dòng)工裝設(shè)備總成對(duì)準(zhǔn)下邊的軸承孔，使下油缸升起通過(guò)帶錐度的下胎進(jìn)入下安裝孔中，當(dāng)下胎墊的平面與萬(wàn)向軸的孔平面接觸后停止下油缸的移動(dòng)，這樣就產(chǎn)生了下定位基準(zhǔn)。將上邊對(duì)準(zhǔn)待安裝的萬(wàn)向軸上孔，將上邊的滾針軸承通過(guò)上邊的油缸壓入萬(wàn)向節(jié)軸頭內(nèi)。當(dāng)完成兩個(gè)不同的軸頭軸承安裝后，更換下胎，重復(fù)安裝好另外兩套軸承，最后將裝好軸承的孔用彈簧擋圈擋住，完成一端軸承安裝，接著移動(dòng)工裝到下一個(gè)工位重新安裝軸承。如此反復(fù)，將一組8根萬(wàn)向軸兩端的滾針軸承安裝完畢。

圖3 裝配好的工裝總成圖片

5 使用效果和存在的問(wèn)題

經(jīng)過(guò)兩個(gè)多月的工作過(guò)程檢驗(yàn)以及回訪情況證明，用戶十分滿意該設(shè)備。該裝置只需要一個(gè)下胎墊和一個(gè)上胎墊，無(wú)需控制安裝尺寸，只要將上下胎墊壓實(shí)即可。

因?yàn)椴捎玫倪M(jìn)口氣-液動(dòng)力裝置，用戶反映連接用的高壓油管的長(zhǎng)度顯的有些長(zhǎng)，在工作過(guò)程中感覺(jué)不太方便，如果采用金色管取代現(xiàn)在的膠管，用管夾將其固定，整體結(jié)構(gòu)更好。

6 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)新工裝的設(shè)計(jì)制造，提高了工作效率、服務(wù)質(zhì)量和產(chǎn)品信譽(yù)，減輕了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。

（編輯：鐘 媛）

Design and manufacture of installation tooling for universal joint bearing

Cheng Tieguang
( Tool Sub-factory, Harbin Bearing Group Corporation, Harbin 150036,China )

A set of tooling was manufactured on the basis of adopting new design method, so that the installation work of universal joint bearing was completed simply, stably, reliably and efficiently.

bullet train; universal joint bearing; tooling; design and manufacture

TH133.4

B

1672-4852（2014）03-0009-03

2014-05-06.

陳鐵光（1957-），男，高級(jí)工程師.