CN109396816A - 一种透平式主机轴向装拆精密零部件的辅助工装及装拆方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种透平式主机轴向装拆精密零部件的辅助工装及装拆方法，辅助工装包括定位工装、抬升工装和推入工装，定位工装包括外环a、支撑杆a和内环a；抬升工装包括外环b、支撑杆b和内环b，内环b贯通第一螺纹孔，第一螺纹孔内安装起顶螺杆；推入工装将精密零部件沿主轴轴向推入或推出安装部位；缸体两侧端面对称设置定位工装、抬升工装和推入工装。方法包括将精密零部件沿主轴推入缸体内安装部位前，安装定位工装和抬升工装，拧紧起顶螺杆、将主轴顶起、抬高，用螺杆将精密零部件推入缸体安装部位，拆下定位工装和抬升工装，本发明结构简单，安装一致性好，在确保安装精度前提下降低安装难度，保证主轴及精密零部件表面无损坏。

Description

一种透平式主机轴向装拆精密零部件的辅助工装及装拆方法

技术领域

本发明属于轴向安装零部件辅助工装技术领域，具体涉及一种透平式主机轴向装拆精密零部件的辅助工装及装拆方法。

背景技术

在机械行业，经常涉及到精密零部件的轴向安装，为了达到设计标准，必须要求各零部件紧密配合，尤其是与转子配合部件，例如轴承、机械密封等高精度零部件。这些零部件本身价格昂贵，在机组中又起着至关重要的作用，同时，在机组运行后检修时需达到快速、精准拆装的要求。故在机组设计时，精密零部件的轴向安装成为了设计的重中之重。

在机组装配状态下，未安装精密零部件时，主轴重心主要落在其他已安装到位的非精密零部件，轴线受重力作用，会相对于正常工作轴线降低到1mm左右，然而精密零部件与主轴的径向间隙往往只有几丝，故在此种情况下装配精密零部件时，其零部件下半部分会受到较大的挤压，且刮伤其内表面；在拆卸状态下，转子重心落在精密零部件上，若直接轴向拆下精密零部件，势必会对其造成损伤。故为了方便轴向装拆精密零部件，需要将主轴抬起至其正常运转位置，而现有技术中常见的顶轴工装为千斤顶或类似工装，都容易刮伤主轴和精密零部件，且无法将主轴抬至准确位置，装配可操作性差。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种透平式主机轴向装拆精密零部件的辅助工装及装拆方法，该辅助工装结构简单，操作方便可靠，在保证安装精度的情况下降低安装难度，能避免刮伤主轴及精密零部件，保证安装的一致性，降低装拆过程中对精密零部件损坏的风险，还提供了一种操作简单，可靠的装拆精密零部件的装拆方法。

本发明的目的是这样实现的：

一种透平式主机轴向装拆精密零部件的辅助工装，包括

定位工装，所述定位工装设置于缸体端面的上部，与缸体端面固定连接，所述定位工装包括外环a、支撑杆a和内环a，所述外环a用于将定位工装固定于缸体端面并通过缸体端面的定位销定位，所述支撑杆a设于外环a和内环a之间，用于连接外环a和内环a并支撑所述内环a，所述内环a的轴心线与主轴轴心线一致，用于在装拆中定位主轴；

抬升工装，所述抬升工装设置于缸体端面的下部，与缸体端面固定连接，所述抬升工装包括外环b、支撑杆b和内环b，所述外环b用于将抬升工装固定于缸体端面，所述支撑杆b设于外环b和内环b之间，用于连接外环b和内环b并支撑所述内环b，所述内环b的周面上沿径向贯通有第一螺纹孔，所述第一螺纹孔内安装起顶螺杆，用于抬升主轴至与定位工装的内环a内侧面抵触的位置；

推入工装，所述推入工装与所述定位工装、抬升工装的支撑杆a和支撑杆b配合，用于将精密零部件沿主轴轴向推入缸体内的安装部位或将安装好的部件推出缸体外；

所述缸体两侧端面对称设置定位工装、抬升工装和推入工装。

进一步的，所述外环a沿主轴轴向设有过孔和销孔，所述定位工装通过过孔与缸体端面固定连接，通过销孔与缸体周向限位，所述外环b沿轴向设有过孔，所述抬升工装通过过孔与缸体端面固定连接，所述支撑杆a和支撑杆b沿主轴轴向设有第二螺纹孔，所述第二螺纹孔轴对称设置，所述推入工装通过该第二螺纹孔与支撑杆a和支撑杆b配合。通过螺栓将定位工装安装于缸体端面，通过缸体上的定位销对定位工装限位，便于反复装拆，设置支撑杆a和支撑杆b可减轻工装质量，便于工装吊装。

进一步的，所述内环b的内圆半径大于主轴相应位置半径5-10mm，所述内环b的第一螺纹孔设置两个，呈轴对称设置，且与竖向呈30°夹角。防止主轴在抬升过程中发生偏移。

进一步的，所述内环b与主轴之间设有垫块，用于增大起顶螺杆的受力面积。设置垫块，可防止起顶螺杆在工作时直接与主轴接触，对主轴表面造成损伤；加大了起顶过程中，起顶螺杆向上支承力的受力面积，使主轴受力更均匀。

进一步的，所述推入工装为螺杆，在所述支撑杆a和支撑杆b上各设置两个。在装拆过程中，通过调整螺杆，将精密零部件轴向推入或推出安装部位。

进一步的，还包括延长轴，所述延长轴置于主轴一端，与主轴螺纹连接，用于增加主轴长度，放置未安装到位的精密零部件。延长轴主要用于当主轴外伸段较短时，通过螺纹连接于轴端，可暂时安放未安装到位的精密零部件，起到辅助主轴的作用。

进一步的，还包括螺纹导杆，所述螺纹导杆用于将精密零部件的过孔与缸体上相对应的螺纹孔对齐。螺纹导杆在安装过程中穿过精密零部件上的过孔与缸体上相对应的螺纹孔连接，便于将精密零部件轴向安装到位后装配安装螺栓。

进一步的，所述外环a、支撑杆a和内环a焊接为一体形成定位工装，所述外环b、支撑杆b和内环b焊接为一体形成抬升工装。

一种透平式主机轴向装拆精密零部件的辅助工装的安装方法，包括以下步骤：

步骤1.将精密零部件沿主轴推入缸体内安装部位前，主轴落在其他已安装的零部件支撑点上，主轴轴线B低于缸体和定位工装的轴线A；

步骤2.安装定位工装和抬升工装，用螺栓将定位工装与缸体紧固连接并通过缸体上的定位销限位；

步骤3.拧紧起顶螺杆，将主轴顶起、抬高，直至与定位工装的内环a内圆面抵触，微调起顶螺杆直至主轴与内环a之间完全不透光，此时轴线A与轴线B重合；

步骤4.安装螺纹导杆，将精密零部件过孔与缸体上安装孔保持对齐；

步骤5.用螺杆将精密零部件推入缸体安装部位，直至安装到位；

步骤6.旋进精密零部件紧固螺钉，拆下定位工装和抬升工装，完成精密零部件的安装。

一种透平式主机轴向装拆精密零部件的辅助工装的拆卸方法，包括以下步骤：

步骤1、拆下主机端盖，安装定位工装和抬升工装，取出精密零部件与缸体的紧固螺钉；

步骤2、将起顶螺杆旋进至垫块，将主轴顶起、抬高至与定位工装的内环a内圆面抵触，主轴的支撑由精密零部件变为抬升工装；

步骤3、用螺杆将精密零部件沿轴向顶出，使精密零部件完全脱离与缸体安装部位，悬挂在主轴上；

步骤4、旋出起顶螺杆，降低主轴高度，使主轴支撑点由抬升工装转为其他已安装的零部件支撑点上；

步骤5、拆下定位工装和抬升工装，完成精密零部件的拆卸。

由于采用了上述技术方案，本发明具有如下有益效果：

1、通过设置抬升工装，在抬升工装的内环b上螺接起顶螺杆，在装配精密零部件时，通过起顶螺杆将主轴抬升至正常运转位置，保证零部件轴向的安装精度，避免零部件下半部分受到挤压，同时保护主轴及精密零部件，避免刮伤其内表面。

2、通过设置定位工装，定位工装的内环a内侧面与缸体组合同时机加工保证内环a的中心线与主轴轴心线一致，在抬升主轴时通过内环a内侧面对主轴抬升的高度准确定位，保证主轴抬升至正常运转位置，定位可靠、准确。

3、通过设置推入工装，推入工装与支撑杆a和支撑杆b螺纹配合，且对称设置，使推入工装的推力均匀施加在精密零部件上，可根据螺杆的螺纹牙数确定推入工装对精密零部件推力的大小，便于装拆过程中随时调整，保证装拆过程中零部件不发生偏移或倾斜。

4、结构简单，安装一致性好，在确保安装精度的前提下降低了安装难度，保证了主轴及精密零部件表面无损坏。可操作性强。

附图说明

图1是本发明安装在缸体端面一侧的结构示意图；

图2是本发明中主轴未被抬升前的结构示意图；

图3是本发明中主轴被抬升至正常运转位置的结构示意图；

图4是本发明中精密零部件安装到位后的结构示意图；

图5是本发明中定位工装的结构示意图；

图6是本发明中抬升工装的结构示意图。

附图标记

附图中，1为缸体，2为定位工装，3为主轴，4为抬升工装，5为第一螺纹孔，6为起顶螺杆，7为过孔，8为销孔，9为第二螺纹孔，10为垫块，

11为螺杆，12为延长轴，13为螺纹导杆，14为精密零部件

21为外环a，22为支撑杆a，23为内环a，41为外环b，42为支撑杆b，

43为内环b

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施例作进一步详细说明。

本发明辅助工装中的定位工装2、抬升工装4和推入工装在缸体两侧端面对称设置，图1显示的是安装在缸体一侧的辅助工装，另一侧省略未示出，图1中的A线为缸体和定位工装的轴线，B线为主轴未被抬升时的轴线。

参见图1-图6，一种透平式主机轴向装拆精密零部件的辅助工装，包括定位工装2，所述定位工装2设置于缸体1端面的上部，与缸体1端面固定连接，所述定位工装2包括外环a21、支撑杆a22和内环a23，外环a21将定位工装2固定于缸体1端面并通过缸体1端面的定位销定位，所述支撑杆a22设于外环a21和内环a23之间，用于连接外环a21和内环a23并支撑所述内环a23，所述内环a23的轴心线与主轴3轴心线一致，用于在装拆中定位主轴3；在本实施例中，所述外环a21、支撑杆a22和内环a23采用焊接成为一体形成定位工装；

抬升工装4，所述抬升工装4设置于缸体1端面的下部，与缸体1端面固定连接，所述抬升工装4包括外环b41、支撑杆b42和内环b43，在本实施例中，外环b41、支撑杆b42和内环b43采用焊接成为一体形成抬升工装，所述外环b41用于将抬升工装4固定于缸体1端面，所述支撑杆b42设于外环b41和内环b43之间，用于连接外环b41和内环b43并支撑所述内环b43，在所述内环b43的周面上沿径向贯通有第一螺纹孔5，为了抬升主轴3至与定位工装2的内环a23内侧面抵触的位置，使主轴3能达到正常运转位置，在所述第一螺纹孔5内安装有起顶螺杆6；另外，为防止起顶螺杆在工作时直接与主轴接触，对主轴3表面造成损伤，内环b43的内圆半径设计为大于主轴3相应位置半径5-10mm，并且在内环b43与主轴3之间设置垫块10，用于增大起顶螺杆6的受力面积，加大起顶过程中，起顶螺杆6向上支承力的受力面积，使主轴1受力更均匀，为防止主轴1在抬升过程中发生偏移，所述内环b43的第一螺纹孔5设置两个，呈轴对称设置，且与竖向呈30°夹角。

推入工装，所述推入工装与所述定位工装2、抬升工装4的支撑杆a22和支撑杆b42配合，用于将精密零部件14沿主轴3轴向推入缸体1内的安装部位或将安装好的精密零部件推出缸体1外；在本实施例中，所述推入工装为为螺杆11，在所述支撑杆a22和支撑杆b42上各设置两个，在装拆过程中，通过调整螺杆11，将精密零部件14轴向推入或推出安装部位。

参见图1、图5、图6，在本实施例中，所述定位工装2的外环a21沿主轴3轴向设有过孔7和销孔8，所述定位工装1通过过孔7与缸体1端面固定连接，通过销孔8与缸体1周向限位，所述外环b41沿轴向设有过孔7，所述抬升工装4通过过孔7与缸体1端面固定连接，所述支撑杆a22和支撑杆b42沿主轴3轴向设有第二螺纹孔9，所述第二螺纹孔9轴对称设置，所述推入工装通过该第二螺纹孔9与支撑杆a22和支撑杆b42配合。通过螺栓将定位工装2安装于缸体1端面，通过缸体1上的定位销对定位工装2限位，便于反复装拆，设置支撑杆a22和支撑杆b42可减轻工装质量，便于工装吊装。

参见图1，当透平式主机的主轴3外伸段较短时，为增加主轴3长度，用于放置未安装到位的精密零部件14，在主轴的一端还螺纹连接有延长轴12，可暂时安放未安装到位的精密零部件14，起到辅助主轴的作用。

本发明的辅助工装还包括螺纹导杆13，用于将精密零部件14的过孔与缸体1上相对应的螺纹孔对齐。螺纹导杆13在安装过程中穿过精密零部件14上的过孔与缸体上相对应的螺纹孔连接，便于将精密零部件14轴向安装到位后装配安装螺栓。

使用本发明的辅助工装安装精密零部件方法如下：

1、将延长轴与主轴螺纹连接成一体，并将精密零部件沿主轴推入缸体内配合区域前，主轴落在其他已安装的零部件支撑点上，主轴轴线B低于缸体和定位工装的轴线A；

2、安装定位工装和抬升工装，用螺栓将定位工装与缸体紧固连接并通过缸体上的定位销限位；

3、拧紧起顶螺杆，将主轴顶起、抬高，精密零部件随主轴一起被抬高，直至与定位工装的内环a内圆面抵触，微调起顶螺杆直至主轴与内环a之间完全不透光，此时轴线A与轴线B重合；

4、安装螺纹导杆，将精密零部件过孔与缸体上安装孔保持对齐；

5、用螺杆将精密零部件推入缸体安装部位，轮流旋进四个螺杆，使精密零部件不偏离轴线或倾斜，直至安装到位；

6、取下螺纹导杆，旋进精密零部件紧固螺钉，拆下定位工装和抬升工装，即完成精密零部件的安装。

拆卸过程与安装过程相反，拆卸精密零部件的方法如下：

1、拆下主机端盖，安装定位工装、延伸轴和抬升工装，取出精磨零部件与缸体的紧固螺钉；

2、将起顶螺杆旋进至垫块，将主轴和延长轴顶起、抬高至与定位工装的内环a内圆面抵触，主轴和延长轴的支撑由精磨零部件变为抬升工装；

3、用螺杆将精密零部件沿轴向顶出，使精密零部件完全脱离与缸体安装部位，悬挂在主轴上；

4、旋出起顶螺杆，降低主轴高度，使主轴支撑点由抬升工装转为其他已安装的零部件支撑点上；

5、拆下定位工装和抬升工装，即完成精密零部件的拆卸。

本发明针对轴向装拆精磨零部件设计了专用辅助工装，该工装结构简单，安装一致性好，在确保安装精度的前提下降低了安装难度，保证了主轴及精密零部件表面无损坏，可操作性强，装拆方法操作简单，可靠。

最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。

Claims (10)

1.一种透平式主机轴向装拆精密零部件的辅助工装，其特征在于：包括定位工装，所述定位工装设置于缸体端面的上部，与缸体端面固定连接，所述定位工装包括外环a、支撑杆a和内环a，所述外环a用于将定位工装固定于缸体端面并通过缸体端面的定位销定位，所述支撑杆a设于外环a和内环a之间，用于连接外环a和内环a并支撑所述内环a，所述内环a的轴心线与主轴轴心线一致，用于在装拆中定位主轴；

抬升工装，所述抬升工装设置于缸体端面的下部，与缸体端面固定连接，所述抬升工装包括外环b、支撑杆b和内环b，所述外环b用于将抬升工装固定于缸体端面，所述支撑杆b设于外环b和内环b之间，用于连接外环b和内环b并支撑所述内环b，所述内环b的周面上沿径向贯通有第一螺纹孔，所述第一螺纹孔内安装起顶螺杆，用于起顶主轴至与定位工装的内环a内侧面抵触的位置；

推入工装，所述推入工装与所述定位工装、抬升工装的支撑杆a和支撑杆b配合，用于将精密零部件沿主轴轴向推入缸体内的安装部位或将安装好的精密零部件推出缸体外；

所述缸体两侧端面对称设置定位工装、抬升工装和推入工装。

2.根据权利要求1所述的一种透平式主机轴向装拆精密零部件的辅助工装，其特征在于：所述外环a沿主轴轴向设有过孔和销孔，所述定位工装通过过孔与缸体端面固定连接，通过销孔与缸体周向限位，所述外环b沿轴向设有过孔，所述抬升工装通过过孔与缸体端面固定连接，所述支撑杆a和支撑杆b沿主轴轴向设有第二螺纹孔，所述第二螺纹孔轴对称设置，所述推入工装通过该第二螺纹孔与支撑杆a和支撑杆b配合。

3.根据权利要求1所述的一种透平式主机轴向装拆精密零部件的辅助工装，其特征在于：所述内环b的内圆半径大于主轴相应位置半径5-10mm，所述内环b的第一螺纹孔设置两个，呈轴对称设置，且与竖向呈30°夹角。

4.根据权利要求3所述的一种透平式主机轴向装拆精密零部件的辅助工装，其特征在于：所述内环b与主轴之间设有垫块，用于增大起顶装置的受力面积。

5.根据权利要求2所述的一种透平式主机轴向装拆精密零部件的辅助工装，其特征在于：所述推入工装为螺杆，在所述支撑杆a和支撑杆b上各设置两个。

6.根据权利要求1所述的一种透平式主机轴向装拆精密零部件的辅助工装，其特征在于：还包括延长轴，所述延长轴置于主轴一端，与主轴螺纹连接，用于增加主轴长度，放置未安装到位的精密零部件。

7.根据权利要求1所述的一种透平式主机轴向装拆精密零部件的辅助工装，其特征在于：还包括螺纹导杆，所述螺纹导杆用于将精密零部件的过孔与缸体上相对应的螺纹孔对齐。

8.根据权利要求1所述的一种透平式主机轴向装拆精密零部件的辅助工装，其特征在于：所述外环a、支撑杆a和内环a焊接为一体形成定位工装，所述外环b、支撑杆b和内环b焊接为一体形成抬升工装。

9.一种采用权利要求1-8任一所述的一种透平式主机轴向装拆精密零部件的辅助工装的安装方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1.将精密零部件沿主轴推入缸体内安装部位前，主轴落在其他已安装的零部件支撑点上，主轴轴线B低于缸体和定位工装的轴线A；

步骤2.安装定位工装和抬升工装，用螺栓将定位工装与缸体紧固连接并通过缸体上的定位销限位；

步骤3.拧紧起顶螺杆，将主轴顶起、抬高，直至与定位工装的内环a内圆面抵触，微调起顶螺杆直至主轴与内环a之间完全不透光，此时轴线A与轴线B重合；

步骤4.安装螺纹导杆，将精密零部件过孔与缸体上安装孔保持对齐；

步骤5.用螺杆将精密零部件推入缸体安装部位，直至安装到位；

步骤6.旋进精密零部件紧固螺钉，拆下定位工装和抬升工装，完成精密零部件的安装。

10.一种采用权利要求1-8任一所述的一种透平式主机轴向装拆精密零部件的辅助工装的拆卸方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1、拆下主机端盖，安装定位工装和抬升工装，取出精密零部件与缸体的紧固螺钉；

步骤2、将起顶螺杆旋进至垫块，将主轴顶起、抬高至与定位工装的内环a内圆面抵触，主轴的支撑由精密零部件变为抬升工装；

步骤3、用螺杆将精密零部件沿轴向顶出，使精密零部件完全脱离与缸体安装部位，悬挂在主轴上；

步骤4、旋出起顶螺杆，降低主轴高度，使主轴支撑点由抬升工装转为其他已安装的零部件支撑点上；

步骤5、拆下定位工装和抬升工装，完成精密零部件的拆卸。