用于中速大功率柴油机的曲轴法兰安装拆卸装置

技术领域

本发明属于柴油机制造技术领域，具体涉及一种用于中速大功率柴油机的曲轴法兰安装拆卸装置。

背景技术

中速大功率柴油机的曲轴是柴油机的重要部件，它承受连杆传来的力，将其转变为扭矩通过曲轴输出并驱动齿轮箱及螺旋桨传动轴系或发电机的主轴。一般曲轴输出动力通过曲轴端部的法兰与大惯性飞轮连接，中速大功率柴油机曲轴法兰与曲轴连接方式分为两种，一种是曲轴的输出端自带法兰，即曲轴法兰与曲轴锻造为一体，输出端加工成曲轴法兰形式；另一种是曲轴法兰内孔与曲轴输出端轴颈为过盈配合连接，其中过盈配合又分为圆柱过盈配合和圆锥过盈配合。

针对曲轴输出端轴颈为1:50圆锥轴颈，曲轴法兰内孔为1:50圆锥内孔的圆锥过盈配合，内孔圆锥面上布置有多道螺旋油槽，曲轴法兰设有进油孔与油槽相通，装配结构如图6所示。曲轴法兰与曲轴配合方案通过曲轴法兰内螺旋油充满液压油，径向均匀胀开曲轴法兰内锥孔，在曲轴法兰涨开状态下，曲轴法兰与曲轴锥面为间隙配合，曲轴法兰需要在轴向推动力作用下，向曲轴锥面大径方向移动，直至曲轴法兰端面与曲轴端面距离到达图纸规定位置，保证曲轴法兰与曲轴锥面过盈配合量。

曲轴法兰安装的现有方案如图7所示：采用螺纹结构形成曲轴法兰2的轴向推力。将螺柱5预先安装在曲轴1端部的螺孔内，安装曲轴法兰至曲轴，曲轴法兰端部距曲轴端面为25mm(预留行程)，依次安装法兰盘3，紧固螺母4。安装过程将液压油泵的高压软管与曲轴法兰2的进油口A连接供油，油压升到规定值，用扳手紧固螺母4，产生轴向力，由于螺柱固定曲轴1上，轴向力通过法兰盘3推动曲轴法兰向柴油机曲轴圆锥配合面的大径方向移动，控制曲轴法兰与曲轴端面的规定距离，达到曲轴法兰2与曲轴1过盈满足要求的目的,过盈量为0.38～0.42mm。现有这种曲轴法兰安装方案采用机械螺纹产生推力的装配工装，在实际操作中，出现曲轴法兰2轴向未达到规定位置，即曲轴法兰2与曲轴1锥面过盈量不满足技术要求，曲轴在径向涨压过程中，螺纹力的间歇性作用和推进行程过程长，导致曲轴法兰径向涨开时，曲轴与曲轴法兰之间的油压产生少量泄漏，径向涨开量受到影响，同时轴向推力的不均匀性等因素导致，在推进行程达到15mm时(要求19～21mm))，在规定涨压状态下，曲轴法兰处于停滞状态。而且该方法依靠扳手人力旋转螺母，产生推力，操作人员无法避让作业区，存在安全隐患。

综上所述，现有安装方法实际操作过程中无法实现曲轴法兰正确安装到曲轴上，即配合过盈量不满足设计要求，在工作状态曲轴法兰不能传递曲轴的输出扭矩。因此有必要提出改进。

发明内容

本发明解决的技术问题：提供一种用于中速大功率柴油机的曲轴法兰安装拆卸装置，本发明利用液压原理实现曲轴法兰的快速定位安装以及拆卸，保证曲轴法兰与曲轴的过盈量，同时规避液压套合安装过程的风险。

本发明采用的技术方案：用于中速大功率柴油机的曲轴法兰安装拆卸装置，包括曲轴法兰安装组件，所述曲轴法兰安装组件包括螺柱、螺母、压板、活塞、拉伸体和螺栓，所述拉伸体密封可滑动套在活塞外部且两者之间形成密封腔，所述拉伸体外壁上设有与密封腔连通的进油口B，所述活塞前端直径小于曲轴端面直径，使用时所述活塞通过螺栓与曲轴端面连接，所述拉伸体前端直径大于曲轴法兰的孔径且使用时紧压在曲轴法兰端面，所述拉伸体后端固定连接压板，所述压板通过螺柱和螺母与曲轴法兰固定连接；

所述曲轴法兰安装组件前后反装后结合支撑环组成曲轴法兰拆卸组件，所述支撑环同轴装于活塞后部，使用时所述螺栓穿过活塞和支撑环与曲轴端面连接，所述压板端面紧压在曲轴法兰端面上。

对上述技术方案的进一步限定，所述活塞外表面为直径前小后大的台阶外圆柱面，所述拉伸体内腔表面为直径前小后大的台阶内圆柱面，所述活塞的台阶外圆柱面与拉伸体的台阶内圆柱面适配密封套合后且在两者的台阶处之间形成密封腔；所述活塞和拉伸体的大径圆柱面之间通过活塞用O型密封圈和活塞用非切开抗压环可滑动密封，所述活塞和拉伸体的小径圆柱面之间通过拉伸体用O型密封圈和拉伸体用非切开抗压环可滑动密封。

对上述技术方案的进一步限定，所述活塞前端外表面上设有定位长槽，所述拉伸体前端对应处设有定位孔，定位销穿过定位孔并适配在定位长槽中。

对上述技术方案的进一步限定，所述压板通过紧固螺栓与拉伸体后端固定连接，所述螺柱一端通过螺母与压板连接，所述螺柱另一端与曲轴法兰上圆周均布的连接孔连接。

对上述技术方案的进一步限定，所述拉伸体前端为定位止口台肩结构，所述拉伸体前端面的定位止口凸肩端面用于紧压在曲轴法兰端面，所述拉伸体前端面的止口外圆用于间隙适配曲轴法兰内孔前端。

对上述技术方案的进一步限定，所述螺栓在曲轴法兰安装组件中使用时采用短螺栓，所述螺栓在曲轴法兰拆卸组件中使用时采用长螺栓。

对上述技术方案的进一步限定，所述曲轴法兰拆卸组件还包括挡板，曲轴法兰拆卸组件在使用时，所述挡板通过挡板螺栓固定在活塞前端边沿。

本发明与现有技术相比的优点：

1、本方案采用液体不可压缩性，使用液压泵，使密封腔体的油压升高，利用恒定的压力作用在活塞面积上，产生适当的轴向作用力，保持轴向推力恒定和平稳，使曲轴法兰相对曲轴圆锥大端移动，按设定的行程到位后，液压装置中活塞的定位凸肩在曲轴端面终止活塞运行，完成曲轴法兰的装配；将安装工装反向安装，更换和新增零件，实现曲轴法兰的拆卸，本装置实现曲轴法兰的快速定位安装，保证曲轴法兰与曲轴的过盈量，同时规避液压套合安装过程的风险；

2、本方案中活塞前端带有定位止口，可以保证曲轴法兰与曲轴端面距离，保证曲轴法兰与曲轴的锥面配合过盈量；

3、本方案通过压板将曲轴法兰和液压装置连接装置，实现力的传递，使曲轴法兰相对曲轴的双向移动，通过安装方法的改变，完成的曲轴法兰的安装和拆卸两个功能；

4、本方案解决了柴油机曲轴法兰装配技术问题，并应用到柴油机的批量生产，同时该方法和装置也用于曲轴法兰采用液压套合方式配合的其他柴油机，该方法具有较广泛的应用领域和较好的推广价值。

附图说明

图1为本发明中曲轴法兰安装组件使用时位于初始位置的示意图；

图2为本发明中图1的左视图；

图3为本发明中曲轴法兰安装组件使用时位于最终位置的示意图；

图4为本发明中曲轴法兰拆卸组件使用时的安装位置和拆卸位置的组合示意图；

图5为本发明中图4的左视图；

图6为曲轴法兰与曲轴的装配结构图；

图7为本发明现有技术中曲轴法兰装配方案图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下。由语句“包括一个......”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

请参阅图1-7，详述本发明的实施例。

用于中速大功率柴油机的曲轴法兰安装拆卸装置，包括曲轴法兰安装组件，所述曲轴法兰安装组件包括螺柱6、螺母7、压板8、活塞10、拉伸体13和螺栓16。所述拉伸体13密封可滑动套在活塞10外部且两者之间形成密封腔，具体的，所述活塞10外表面为直径前小后大的台阶外圆柱面，所述拉伸体13内腔表面为直径前小后大的台阶内圆柱面，所述活塞10的台阶外圆柱面与拉伸体13的台阶内圆柱面适配密封套合后且在两者的台阶处之间形成密封腔；所述活塞10和拉伸体13的大径圆柱面之间通过活塞用O型密封圈11和活塞用非切开抗压环12可滑动密封，所述活塞10和拉伸体13的小径圆柱面之间通过拉伸体用O型密封圈14和拉伸体用非切开抗压环15可滑动密封。所述拉伸体13外壁上设有与密封腔连通的进油口B13-1。所述活塞10前端外表面上设有定位长槽10-1，所述拉伸体13前端对应处设有定位孔13-2，定位销17穿过定位孔13-2并适配在定位长槽10-1中。所述活塞10前端直径小于曲轴1端面直径，使用时所述活塞10通过螺栓16与曲轴1端面连接，所述螺栓16在曲轴法兰安装组件中使用时采用短螺栓。所述拉伸体13前端直径大于曲轴法兰2的孔径且使用时紧压在曲轴法兰2端面，具体的，所述拉伸体13前端为定位止口台肩结构，所述拉伸体13前端面的定位止口凸肩端面用于紧压在曲轴法兰2端面，所述拉伸体13前端面的止口外圆用于间隙适配曲轴法兰2内孔前端。所述拉伸体13后端固定连接压板8，所述压板8通过紧固螺栓9与拉伸体13后端固定连接，所述压板8通过螺柱6和螺母7与曲轴法兰2固定连接，所述螺柱6一端通过螺母7与压板8连接，所述螺柱6另一端与曲轴法兰2上圆周均布的连接孔连接。

所述曲轴法兰安装组件前后反装后结合支撑环19组成曲轴法兰拆卸组件，所述支撑环19同轴装于活塞10后部，使用时所述螺栓16穿过活塞10和支撑环19与曲轴1端面连接，所述压板8端面压在曲轴法兰2端面上。所述螺栓16在曲轴法兰拆卸组件中使用时采用长螺栓18。所述曲轴法兰拆卸组件还包括挡板20，曲轴法兰拆卸组件在使用时，所述挡板20通过挡板螺栓21固定在活塞10前端边沿。

使用过程：

以下步骤A到步骤F为安装曲轴法兰操作步骤；步骤G到步骤J为拆卸曲轴法兰操作步骤。

步骤A：用专用吊具将曲轴法兰2安装至曲轴1锥度的轴颈上，测量曲轴法兰端面与曲轴端面距离为23mm～25mm.

步骤B：将预先装配好的拉伸体组件的活塞10推压到拉伸体13，即密封腔内活塞10与拉伸体13端面接触，保证安装的行程，同时排出密封腔的气体。拉伸体组件包括活塞10、活塞用O型圈11、活塞用非切开抗压环12、拉伸体13、拉伸体用O型圈14拉伸体用非切开抗压环15、定位销17。用螺栓16将活塞10安装到曲轴1端面螺孔，并紧固螺栓16。

步骤C：将5个螺柱6种入曲轴法兰2上均布的连接孔，将压板8安装到螺柱6上，同时对正拉伸体13上连接孔，用紧固螺栓9与拉伸体13连接并紧固，安装螺母7，固定压板8与螺柱6。本工步的曲轴法兰2与曲轴1处于初始状态，如图1和2所示。

步骤D：径向涨压的液压油泵高压油管连接曲轴法兰2进油口A2-1的专用接头；在拉伸体13进油孔安装进油接头至进油口B，连接轴向推力液压油泵。

步骤E：操作人员远离曲轴法兰正前方，首先打开径向涨压液压油泵，曲轴法兰2径向油压通过曲轴法兰螺旋油槽，径向涨压升至规定值后，涨开其内锥孔；打开轴向推力液压油泵，轴向推力液压油进入拉伸体13和活塞10组成的密封腔，升压5MPa,升压径向压力值为1/2轴向推力液压油泵，推动曲轴法兰2向曲轴锥度大端移动，活塞10的定位凸肩与曲轴端面接触，听到接触响声，首先卸掉涨压，轴向推压保持半小时，卸掉轴向推压。本工步的曲轴法兰1处于安装最终状态，如图3所示。

步骤F：脱开进油口与液压泵连接的高压软管，依次拆卸压板8、螺柱6和拉伸体组件。记录曲轴法兰2端面与曲轴1端面之间的规定距离。

曲轴法兰2从曲轴1上拆卸时，将曲轴法兰安装工装反向安装，更换其中的与曲轴连接的螺栓16为长螺栓18，增加支撑环19，挡板20，螺栓21，拆卸曲轴法兰如图4和5所示，操作步骤如下

步骤G：将5个螺柱6种入曲轴法兰的均布的连接孔，将压板8用紧固螺栓9与拉伸体13连接并紧固。将工装组件反向安装，与曲轴1之间安装支撑环19，压板8对正螺柱6，用长螺栓18代替短的螺栓16固定在曲轴端面的螺孔中，安装螺母7固定压板8与螺柱6；将挡板20用螺栓21固定到活塞10端面，本工步的曲轴法兰处于安装最终状态，如图4的上半部分所示。

步骤H：安装曲轴法兰2进油接头，连接径向涨压液压油泵；在拉伸体13进油孔安装进油接头，连接轴向推力液压油泵。

步骤I：操作人员远离曲轴法兰正前方，首先打开涨压液压油泵，曲轴法兰2径向油压通过曲轴法兰螺旋油槽，径向涨压升至规定值后，涨开其内锥孔；再打开轴向推力液压油泵，升压径向压力值的1/5轴向推力液压油泵，轴向推力液压油进入拉伸体13和活塞10组成的密封腔，反向向小端拉出曲轴法兰2，曲轴法兰向曲轴锥度小端移动，拉伸体13与活塞10平齐，卸掉轴向和径向液压泵油压。本工步的曲轴法兰2处于拆卸状态，如图4的下半部分所示，即曲轴法兰与曲轴分离，配合为间隙配合。由于配合面为锥面，轴向推力的压力设定值小于安装时的油压值。

步骤J：脱开进油口与液压泵连接的高压软管，依次拆卸压板8、螺柱6和拉伸体组件，从曲轴上吊离曲轴法兰。

本发明采用液体不可压缩性，使用液压泵，使密封腔体的油压升高，利用恒定的压力作用在活塞面积上，产生适当的轴向作用力，保持轴向推力恒定和平稳，使曲轴法兰相对曲轴圆锥大端移动，按设定的行程到位后，液压装置中活塞的定位凸肩在曲轴端面终止活塞运行，完成曲轴法兰的装配。将安装工装反向安装，更换和新增零件，实现曲轴法兰的拆卸，本装置实现曲轴法兰的快速定位安装很拆卸，保证曲轴法兰与曲轴的过盈量，同时规避液压套合安装过程的风险。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。