楊 濤

(上海電氣集團上海電機廠有限公司，上海 200240)

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一種電機飛輪柱銷拆卸工具

楊 濤

(上海電氣集團上海電機廠有限公司，上海 200240)

核電棒電源電機飛輪與拖動電機聯(lián)軸器通過柔性聯(lián)結(jié)柱銷連接。拆卸飛輪柱銷時，因空間位置限制，拆裝困難。著重介紹了自制拆卸工具設(shè)計理念以及使用方法。該套工具能保證飛輪柱銷順利拆卸，減少拆卸過程出現(xiàn)磕碰現(xiàn)象，保證產(chǎn)品質(zhì)量，滿足了生產(chǎn)要求。

核電；棒電源電機；飛輪柱銷；拆卸

0 引言

核電棒電源電機用于核反應(yīng)堆燃料棒控制，為防止緊急情況下突然斷電，棒電源電機增加飛輪結(jié)構(gòu)，在電機正常運行時儲存動能，出現(xiàn)意外狀況時可以短時持續(xù)發(fā)電。飛輪與拖動電機聯(lián)軸器之間通過柔性聯(lián)結(jié)柱銷連接，如圖1所示，在拆卸柱銷時，銷子沉于飛輪孔內(nèi)，飛輪兩端空間很小，造成拆卸極其困難，若用榔頭敲擊柱銷，難以使力，且容易磕碰到電機，耗時費勁。為更便捷拆卸柱銷，保證產(chǎn)品可靠性，必須增加合理科學(xué)的拆卸工具。

1 設(shè)計構(gòu)思

圖1 聯(lián)軸器和飛輪結(jié)構(gòu)

飛輪上是12-Φ60圓柱孔，聯(lián)軸器上是12-Φ30圓錐孔，如圖2所示。

圖2 聯(lián)軸器

飛輪柱銷一邊為M24螺紋，一邊為Φ30圓柱，中間為1∶10圓錐，如圖3所示。

圖3 柱銷

飛輪與聯(lián)軸器通過柱銷連接時，柱銷固定在聯(lián)軸器圓錐孔內(nèi)，飛輪與柱銷間則是通過彈簧套軟連接。

我公司根據(jù)JB/T 5000.10—2007行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)制定了相應(yīng)工藝守則，規(guī)定8.8級M24普通粗牙螺栓的安裝擰緊力矩為588 N·m。 螺栓裝配擰緊力矩公式[1]為:

T=KF′d

(1)

式中:T為螺栓的裝配擰緊力矩；K為擰緊力矩系數(shù)；F′為螺栓軸向預(yù)緊力；d為螺紋公稱直徑。

其中擰緊力矩系數(shù)K根據(jù)手冊中的推薦值[1]取值，見表1所示。

表1 擰緊力矩系數(shù)K

飛輪柱銷螺紋為一般加工表面，無潤滑，K值取0.2，根據(jù)公式(1)可計算柱銷裝配軸向預(yù)緊力為:

(2)

當(dāng)拆卸柱銷時，柱銷緊緊卡在聯(lián)軸器圓錐孔內(nèi)，難以拔出，而且由于空間位置限制，難以用外力敲擊，要拆卸飛輪柱銷，必須要克服柱銷與聯(lián)軸器接觸面的靜摩擦力。

由于柱銷裝配相當(dāng)于錐面過盈配合，裝配預(yù)緊力F′相當(dāng)于壓入力，由下式給出:

(3)

式中:N為錐面法向正壓力的代數(shù)和(標(biāo)量合力)；μ為接觸面摩擦系數(shù)，取0.15；C為錐度，此處為1∶10，即0.1；

壓出力公式為：

(4)

由公式(3)和(4)可得壓出力(柱銷拆卸力)為:

(5)

設(shè)計工裝用10.9級M20螺栓擰緊產(chǎn)生壓出力將柱銷頂出，利用公式(1)計算拆卸所需的擰緊力矩為：

Tout=KFoutdout=245 N·m

(6)

也就是說，采用M20螺栓擰緊將柱銷頂出，擰緊力矩需要不小于245 N·m。

為考慮到操作簡單方便，利用柱銷上M24螺紋，增加兩個連接套筒(圖4)，一塊頂板(圖5)，兩個M24鋼六角螺栓，兩個M24鋼螺母和墊圈，一個M16方頭壓緊螺釘和一個M20方頭壓緊螺釘，先用兩個連接套筒和M16方頭壓緊螺釘將頂板支撐平面固定，扳手?jǐn)Q緊壓緊M20壓緊螺釘將相間飛輪柱銷頂出，再用兩個螺栓和M16方頭壓緊螺釘將頂板支撐平面固定，再用扳手?jǐn)Q緊M20壓緊螺釘將其余飛輪柱銷全部頂出。

圖4 連接套筒

圖5 頂板

2 使用方法

1) 先擰掉所有柱銷螺母，將連接套筒套在3個相鄰螺栓兩邊，裝上頂板，擰緊M16方頭壓緊螺釘和M24螺母，固定頂板，旋緊M20方頭壓緊螺釘，用扳手扳動M20方頭壓緊螺釘，頂出中間柱銷；

2) 依次類推頂出一半相間飛輪柱銷；(圖6a)

3) 將兩個M24螺栓裝進聯(lián)軸器，裝上連接套筒套，蓋上頂板，擰緊M16方頭壓緊螺釘和M24螺母，固定頂板，旋緊M20方頭壓緊螺釘，用扳手扳動M20方頭壓緊螺釘，頂出中間柱銷；

4) 相同方法依次頂出剩余柱銷。(圖6b)

3 效果

自使用飛輪柱銷拆裝工具以來，拆裝柱銷變得方便快捷，大大簡化了拆卸過程， 并且用飛輪柱銷拆裝工具拆卸后的飛輪柱銷無損傷，可反復(fù)使用，節(jié)約生產(chǎn)成本，減少不必要的浪費，使用情況良好。

圖6 拆卸步驟

飛輪柱銷拆裝工具使用方便簡單，不需要額外工具，客戶現(xiàn)場也可自行使用該工具更換柱銷，可操作性強。

4 結(jié)語

本工裝兼有高效、簡單實用，通用性高的優(yōu)點，是飛輪柔性聯(lián)結(jié)柱銷連接類可靠的拆卸工藝裝備，可在不同產(chǎn)品的同類裝配結(jié)構(gòu)中推廣使用。

[1]成大先. 機械設(shè)計手冊5版.[M]. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2007.

·信息點滴·

美國紐約州公布海上風(fēng)電發(fā)展規(guī)劃

美國紐約州能源研究發(fā)展局近日發(fā)布海上風(fēng)電總體規(guī)劃藍圖，以推動紐約州海上風(fēng)電的發(fā)展。規(guī)劃中概述了關(guān)鍵的研究分析和相關(guān)政策，未來紐約電力的發(fā)展重點在于提高清潔能源發(fā)電。推動電力發(fā)展更可靠更具成本效益。

規(guī)劃充分肯定了風(fēng)電的發(fā)展?jié)摿?，風(fēng)電產(chǎn)業(yè)不僅有助于降低碳排放量，而且創(chuàng)造就業(yè)崗位，帶來新的投資，紐約正在有效地推進風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展進度。規(guī)劃為未來風(fēng)電產(chǎn)業(yè)勾畫出新的政策框架，大力扶持紐約海上風(fēng)電項目的開發(fā)。2030年紐約目標(biāo)實現(xiàn)可再生能源發(fā)電達到50%，而海上風(fēng)電則是關(guān)鍵。因此海上風(fēng)電規(guī)劃是實現(xiàn)這一目標(biāo)的風(fēng)向標(biāo)，需要政府制定出大量的長期的政策決策。

紐約最近通過了清潔能源標(biāo)準(zhǔn)(CES)，要求能源發(fā)展局制定海上風(fēng)電總體規(guī)劃，為確保大規(guī)模的市場需求提供適當(dāng)?shù)膶崿F(xiàn)機制和最佳解決方案，最大限度地開發(fā)紐約海上風(fēng)電的潛能。因此制定該藍圖規(guī)劃是紐約海上風(fēng)電發(fā)展的首要任務(wù)，讓人欣慰的是，規(guī)劃專門致力于海上風(fēng)電開發(fā)，有利于納稅人利益的最大化，有利于通過CES征求海上風(fēng)電的量化標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)規(guī)劃，第一個受益的項目就包括長島風(fēng)電項目。

20160407