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葉輪是泵的重要零件，其平衡質(zhì)量對(duì)泵的振動(dòng)、噪聲、性能和效率及其使用壽命有著直接的影響。為此，我公司設(shè)計(jì)了大量的平衡心軸，用于規(guī)格迥異、大小不一的各種葉輪平衡檢驗(yàn)。平衡檢驗(yàn)又分為靜平衡、動(dòng)平衡兩種檢驗(yàn)，與之相適應(yīng)，分別需要靜、動(dòng)平衡心軸兩大類(lèi)工藝裝備。因此，設(shè)計(jì)一種通用平衡心軸成為我公司的科研開(kāi)發(fā)項(xiàng)目。 1通用平衡心軸的工作原理及使用方法通用平衡心軸的設(shè)計(jì)簡(jiǎn)圖如圖1所示，由心軸1、平衡哈夫2、銷(xiāo)3、左上楔塊4、右上楔塊6、中楔塊7、下楔塊8、絲套10、專(zhuān)用螺母11、葉輪5等組成，且各零件構(gòu)成一個(gè)使用時(shí)無(wú)須拆裝的整體。哈夫鎖套9是用于起吊過(guò)程中的防沖裝置。 [img]http://jiansuji001.com/xh/22頁(yè)左.jpg[/img] 整個(gè)通用平衡心軸結(jié)構(gòu)緊湊。其中下楔塊8鑲嵌在心軸的鍵槽內(nèi)，并固緊；上楔塊4、6與中楔塊7通過(guò)錐銷(xiāo)連接成整體，安裝在下楔塊8的滑槽內(nèi)。心軸的左端有起吊螺孔。使用時(shí)采用豎裝方式。吊車(chē)起吊心軸，左、右上楔塊4、6因重力的作用在下楔塊斜面上向下滑動(dòng)，使形成圓直徑減小，便于平衡心軸進(jìn)入葉輪孔。當(dāng)左上楔塊4的臺(tái)肩與葉輪的端面相接觸時(shí)，心軸因重力繼續(xù)下落，而左上楔塊4卻因相對(duì)運(yùn)動(dòng)滑向斜面的高處，將形成較大直徑的圓，直至與葉輪內(nèi)孔接觸心軸自動(dòng)定心，并與葉輪內(nèi)孔初步脹緊。旋轉(zhuǎn)專(zhuān)用螺母11，推動(dòng)絲套10，從而推動(dòng)右上楔塊6沿斜面向高處滑動(dòng)，形成的圓直徑增大，完全脹緊葉輪內(nèi)孔，使之隨通用平衡心軸一起旋轉(zhuǎn)，完成平衡檢驗(yàn)。完成檢驗(yàn)后，在豎直放置狀態(tài)下，旋松專(zhuān)用螺母11，吊車(chē)起軸皮平衡心軸，絲套、上楔塊因重力產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)向下滑動(dòng)，上楔塊形成的圓直徑減小，即可卸下心軸。 2防沖裝置哈夫鎖套的設(shè)計(jì)及使用方法為把通用平衡心軸安裝在臥式平衡機(jī)上，吊車(chē)首先要將豎裝葉輪的平衡心軸起吊并平放于地上，改豎吊為橫吊。這時(shí)心軸觸地，葉輪有可能因沖力導(dǎo)致滑落。因此，起吊過(guò)程中須安裝防沖裝置哈夫鎖套。平衡鎖套可卸下不參與平衡檢驗(yàn)。哈夫鎖套的設(shè)計(jì)簡(jiǎn)圖如圖2所示，由螺釘1、哈夫上鎖套2、轉(zhuǎn)銷(xiāo)3、哈夫下鎖套4、鎖銷(xiāo)5、限位栓6、彈簧7、六角螺母8組成。其中，哈夫上鎖套2和哈夫下鎖套4可繞轉(zhuǎn)銷(xiāo)3開(kāi)起，當(dāng)裝在平衡心軸的絲套10（見(jiàn)圖）上合上哈夫下鎖套4時(shí)，觸擊鎖銷(xiāo)5的斜面，產(chǎn)生軸向分力，壓縮彈簧7，從而使鎖銷(xiāo)同縮，則哈夫t、下鎖套能完全合攏，因彈簧的彈力，鎖銷(xiāo)5隨即被推出，將合攏的哈夫上、下鎖套緊定，形成一個(gè)專(zhuān)用圓螺母。旋轉(zhuǎn)哈夫鎖套，使其靠緊葉輪的端面，從而起到防沖作用。卸下時(shí)向外拉動(dòng)六角螺母8，從而壓縮彈簧7，鎖銷(xiāo)5回縮，哈夫上、下鎖套卻可打開(kāi)，卸下哈夫鎖套。這樣，哈夫鎖套就像門(mén)鎖一樣能鎖定和開(kāi)啟，拆裝十分方便。 [img]http://jiansuji001.com/xh/22頁(yè)右.jpg[/img] 3 通用平衡心軸設(shè)計(jì)要點(diǎn) 通用平衡心軸設(shè)計(jì)需注意四個(gè)方面：楔塊斜度、絲套錐孔大徑、下楔塊大端高度和平衡哈夫的設(shè)計(jì)。 3.1楔塊斜度的設(shè)計(jì) 通用平衡心軸系斜楔夾緊機(jī)構(gòu)，夾緊機(jī)構(gòu)示意圖3所示。W為每個(gè)斜面所產(chǎn)生的夾緊力（N），Q為作用在斜楔機(jī)構(gòu)上的外力（N），α為斜楔夾緊機(jī)構(gòu)的斜角，自鎖時(shí)作用在斜楔面上的摩擦角為W。 [img]http://jiansuji001.com/xh/23頁(yè).jpg[/img] 增力比i:i=l/tan(α＋β) 夾緊力W:W=iQ 自鎖時(shí)斜楔角α:α≤540′ 由此可見(jiàn)，斜楔角較小時(shí)增力比較大，有利于提高夾緊力，脹緊葉輪。但斜楔角過(guò)小時(shí)會(huì)產(chǎn)生自鎖，不利于拆卸葉輪。楔塊斜度選擇1：8為宜，此時(shí)的斜楔角為7.125°。 3.2絲套錐孔大徑的設(shè)計(jì) 絲套錐孔的錐度按1：8設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)絲套錐孔大徑，需注意保證絲套推動(dòng)上楔塊移動(dòng)到目標(biāo)位，達(dá)到葉輪孔徑適用范圍最大值時(shí)，絲套不與下楔塊發(fā)生干涉。 3.3下楔塊大端高度的設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)下楔塊大端高度時(shí)，需注意楔塊不要與適用范圍內(nèi)的最小葉輪內(nèi)孔干涉，以保證通用平衡心軸順利進(jìn)入葉輪內(nèi)孔。 3.4平衡哈夫的設(shè)計(jì) 通用平衡心軸作為工藝裝備，自身也應(yīng)作動(dòng)平衡檢驗(yàn)。為了避免在軸上去重，且便于去重時(shí)的運(yùn)轉(zhuǎn)及拆裝，設(shè)計(jì)了剖分結(jié)構(gòu)的平衡哈夫。根據(jù)平衡檢驗(yàn)的情況，在平衡哈夫上去除不平衡量。 4通用平衡心軸加工工藝要點(diǎn) 通用平衡心軸在加工時(shí)需注意幾點(diǎn)，特別是在加工通用平衡心軸直徑ΦD（見(jiàn)圖1）前，須用內(nèi)螺紋圓錐銷(xiāo)將上、中、下楔塊固緊在軸上，采用低轉(zhuǎn)速車(chē)削后磨外圓。在該工序內(nèi)還包括左上楔塊與葉輪端面接觸的臺(tái)肩面，右上楔塊與絲套接觸端面的加工。需要注意內(nèi)螺紋圓錐銷(xiāo)銷(xiāo)孔深度的設(shè)計(jì)，銷(xiāo)孔應(yīng)倒角，保證內(nèi)螺紋圓錐銷(xiāo)能順利取出。對(duì)通用平衡心軸自身作動(dòng)平衡檢驗(yàn)后，取出內(nèi)螺紋圓錐銷(xiāo)，接著取出各上、中楔塊，重新將錐銷(xiāo)裝入上、中楔塊，截去錐銷(xiāo)小端，磨平斜面，使其能在下楔塊滑槽內(nèi)滑動(dòng)。 5結(jié)語(yǔ) 通用平衡心軸是根據(jù)脹緊力帶動(dòng)葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)的原理進(jìn)行設(shè)計(jì)的，符合平衡心軸與葉輪內(nèi)孔的配合不得有間隙的要求，消除了因心同設(shè)計(jì)產(chǎn)生的偏心誤差，平衡精度更高。通用平衡心軸無(wú)須靠鍵傳動(dòng)，既可用于葉輪的動(dòng)平衡檢驗(yàn)，也可用于靜平衡檢驗(yàn)，使靜、動(dòng)兩大系列平衡心軸合二為一。通用平衡心軸的徑向尺寸可無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)，軸向尺寸適用范圍大，不僅適用于孔徑不同的直孔葉輪，還可用于階梯孔的葉輪。該通用平衡心軸縮短了技術(shù)準(zhǔn)備周期和生產(chǎn)周期，節(jié)約了工藝裝備庫(kù)場(chǎng)地，降低了生產(chǎn)成本和勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了工效。


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