馬士祥

（中交一航局第二工程有限公司，山東 青島 266071）

牙嵌式離合器結(jié)構(gòu)簡單，牙有矩形、梯形、三角形、鋸齒形和螺旋形等幾種形式[1－2]，由于同時(shí)參與嵌合的牙數(shù)多，能傳遞較大的轉(zhuǎn)矩，因此適用范圍廣泛，外形尺寸小，接合后主從動(dòng)軸無相對(duì)滑動(dòng)，傳動(dòng)比不變，但接合時(shí)有沖擊，適合于靜止接合，或轉(zhuǎn)速差較小時(shí)接合（對(duì)矩形牙轉(zhuǎn)速差≤10 r/min，對(duì)其余牙形≤300 r/min），否則牙齒可能會(huì)因受撞擊而折斷或變形，主要用于低速機(jī)械的傳動(dòng)軸系。三角形牙傳遞中、小轉(zhuǎn)矩，牙數(shù)15~60。梯形、鋸齒形牙可以傳遞較大的轉(zhuǎn)矩，牙數(shù)3~15。梯形牙可以補(bǔ)償磨損后的牙側(cè)間隙，鋸齒形牙只能單向工作，反轉(zhuǎn)時(shí)由于有較大的軸向分力，會(huì)迫使離合器自行分散，以使載荷均勻分布。

1 牙嵌式離合器的改進(jìn)

1.1 離合器現(xiàn)狀

港珠澳大橋沉管安裝船絞車都是大中型的，最大拉力可達(dá)1 200 kN，離合器的傳動(dòng)軸為六菱柱形狀，如圖1、圖2所示。主動(dòng)軸與半離合器Ⅱ接觸面積大，故傳動(dòng)效果好，動(dòng)力損耗小，但當(dāng)離合器進(jìn)行脫離或結(jié)合時(shí)兩者表面摩擦力大，離合器液壓缸的推力是固定數(shù)值，油缸設(shè)計(jì)理想狀態(tài)下可輕松推動(dòng)離合器結(jié)合或分離，但實(shí)際工況受外界環(huán)境條件影響，有時(shí)油缸推力無法全部傳到半離合器Ⅱ上，故離合器有時(shí)脫不到位。

圖1 離合器剖面圖Fig.1 Cross-section of the clutch

圖2 1 200 kN絞車離合器實(shí)物圖Fig.2 Pictureof the 1 200 kN winch clutch

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況分析判斷，具體原因有兩個(gè)[3－4]：1）理論上油缸推力可以推開離合器，但由于液壓油缸尾端固定處金屬支架有小范圍彈性形變，油缸傳送力到半離合器Ⅱ的杠桿支點(diǎn)的金屬支架也存在小范圍彈性形變，導(dǎo)致油缸伸出量和推力無法全部傳送到離合器Ⅱ上。2）從動(dòng)軸與半離合器Ⅱ之間的六菱柱傳動(dòng)軸是露天使用，風(fēng)沙、灰塵、海水濕氣會(huì)滲入到軸與半離合器Ⅱ之間的結(jié)合縫隙中造成堵塞，軸表面腐蝕較快，導(dǎo)致離合器在合或離時(shí)摩擦力增大，導(dǎo)致半離合器Ⅱ無法活動(dòng)或活動(dòng)不到位。

1.2 離合器改進(jìn)

針對(duì)上述離合器現(xiàn)狀，建議進(jìn)行改進(jìn)。

1）對(duì)支點(diǎn)進(jìn)行加固處理，如圖3所示。支點(diǎn)加固后運(yùn)行情況得到很好改善，原來在操作離合器脫離或閉合時(shí)，支點(diǎn)的支架因?yàn)樽冃味淖冎c(diǎn)的位置，損耗了油缸的推力，加固后動(dòng)作時(shí)支點(diǎn)就固定不動(dòng)了，效果很顯著。

圖3 1 200 kN絞車離合器改進(jìn)圖Fig.3 Pictureof the improved 1 200 k N winch clutch

2）對(duì)六菱柱進(jìn)行改進(jìn)，如圖4所示。在六菱柱的單個(gè)表面進(jìn)行結(jié)構(gòu)改造，把每個(gè)面進(jìn)行開槽處理，即在表面用專業(yè)設(shè)備開挖一條直徑為1 cm、長度為軸本身長度的半圓柱型凹槽，槽間距適中，保證安全傳動(dòng)的前提下大大減小了接觸面積，摩擦力減小，在離合器閉合或脫離作業(yè)時(shí)都有很大改善。

2 牙嵌式離合器及絞車的保養(yǎng)

圖4 絞車離合器六菱柱傳動(dòng)軸Fig.4 The hexagonal prisms transmission shaft of winch clutch

由于海水侵蝕等原因，船用絞車都有一定的磨損或損壞，正確的操作和保養(yǎng)不僅能保證設(shè)備的正常工作，還能延長設(shè)備的壽命。

1）經(jīng)常擦試設(shè)備，清掃浮塵雜物，保持機(jī)亮地凈。

2）絞車所有轉(zhuǎn)動(dòng)部位及其油杯要保持清潔，在船用絞車使用前和使用結(jié)束后需要各加1次潤滑油。

3）經(jīng)常檢查潤滑油泵運(yùn)行是否正常，各潤滑部位油流是否暢通和定量，油圈是否轉(zhuǎn)動(dòng)，油溫是否正常，否則應(yīng)及時(shí)調(diào)節(jié)和更換。

4）經(jīng)常檢查各部位螺栓、鉚釘、銷軸等連接零件是否松動(dòng)或脫落，尤其對(duì)軸承座螺栓和地腳螺栓要進(jìn)行特別檢查，如有松動(dòng)及時(shí)擰緊，脫落件及時(shí)補(bǔ)齊。

5）定期檢查制動(dòng)系統(tǒng)的閘輪、閘盤、閘瓦、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、液壓站等工作是否靈活正常，閘塊與閘盤（或閘輪）之間間隙是否符合規(guī)定，盤式制動(dòng)閘碟形彈簧是否失效，否則應(yīng)及時(shí)處理和調(diào)整。

3 牙嵌式離合器改進(jìn)后的試驗(yàn)

1）首先對(duì)支點(diǎn)支架進(jìn)行了加固處理，如圖3所示，改裝后離合器運(yùn)行情況得到很大改善，無卡住現(xiàn)象。

2）日常保養(yǎng)時(shí)注重對(duì)離合器六菱柱傳動(dòng)軸及中心軸的清潔、涂油保養(yǎng)。

3）試驗(yàn)證實(shí)上述對(duì)離合器的改進(jìn)基本解決了之前出現(xiàn)的合－離不到位的情況。

4 結(jié)語

通過分析牙嵌式離合器的結(jié)構(gòu)及原理，根據(jù)實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)狀況，對(duì)離合器的支架進(jìn)行了加固改裝，加之正確的維護(hù)保養(yǎng)，使離合器在實(shí)際工作中發(fā)揮出了最大潛能，連續(xù)工作無故障，完全杜絕了之前脫離困難及不到位的狀況，操作所需時(shí)間是原來的一半，操作人員由原來的2～3人減少到1人，工作效率提高的同時(shí)工作質(zhì)量也得到進(jìn)一步改善。

通過實(shí)際運(yùn)行證明，對(duì)離合器正確的維護(hù)保養(yǎng)，不僅能提高工作效率，還能減少故障，延長使用壽命，可為類似設(shè)備維修保養(yǎng)提供參考。