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(jiǎn)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(wú)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。
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(wú)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(kāi)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(wú)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(wú)法活動(dòng)或活動(dòng)不到位。
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(lái)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(kāi)槽處理,即在表面用專業(yè)設(shè)備開(kāi)挖一條直徑為1 cm、長(zhǎng)度為軸本身長(zhǎng)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。
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(zhǎng)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(rùn)滑油。
3)經(jīng)常檢查潤(rùn)滑油泵運(yùn)行是否正常,各潤(rùn)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(pán)、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(pán)(或閘輪)之間間隙是否符合規(guī)定,盤(pán)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。
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(wú)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。
通過(guò)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(wú)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(lái)的一半,操作人員由原來(lái)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(guò)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(zhǎng)使用壽命,可為類似設(shè)備維修保養(yǎng)提供參考。