摘要 通过设计制作一套新型压装工装，工装上带有弹性机构，在标准动车组联轴节时模拟操作人员压装前施加的轴向推力，保证衬套与鼓型齿定位面始终处于密贴状态，从而使滑移衬套与联轴节鼓形齿端面的平齐量和O型圈的压紧程度满足工艺要求，确保组装合格率100%，降低操作者劳动强度，避免安全隐患。
关键词 联轴节 弹簧参数 注油压装
1 引言
在列车转向架中，联轴节是用来联接动电机轴和齿轮箱轴中保证共同旋转以传递扭矩的机械零件。在某些高速重载的动力传动中，有些联轴节需要具有缓冲、减振和提高轴系动态性能的作用[1]。目前某型动车组使用QSY联轴节，为实现过载保护，电机侧联轴节使用了滑移衬套结构。在列车运行中，当传动系统出现短路，传动系统扭矩急增，一旦扭矩超过滑动衬套的保护值时，衬套就会发生空转，对传动系统进行卸载，保护整套传动系统不被破坏[2]。另加装了O型密封圈对联轴节鼓形齿及滑移衬套间的间隙进行密封[3]。
2 联轴节的压装要求及问题
电机侧联轴节组装工艺要求，压装完成后滑移衬套端面到联轴节鼓形齿端面距离0.1到0.5mm。压装前滑移衬套与联轴节鼓形齿为间隙配合，很小的作用力就能使衬套在轴孔中产生轴向位移。在联轴节压装过程的初始阶段，若受到外力影响，联轴节小齿轮就会向外脱出与滑移衬套产生错位，最终影响平齐量及O型密封圈的压紧程度，联轴节结构图如图1所示。生产初期出现过多次平齐量超差或接近0.1mm下限及O型密封圈未压紧的情况。
图1 联轴节结构简图
为保证滑移衬套端面到联轴节小齿轮端面的平齐量要求及O型密封圈的压紧要求，在联轴节压装时，操作者对联轴节施加轴向推力，保证滑移衬套处于正确的轴向位置。操作时较为费力，因个人力量差异对滑移衬套轴向定位的效果及O型圈压紧程度也不相同，操作者正对高压泵，人员站位存在安全隐患。
3 弹性压装垫片结构设计
通过上节分析，现有压装方法效率较低，且存在较大安全隐患，因此需设计一套带有弹性压装机构的工装，以弹簧弹力取代人工推力，提供轴向推力，保证衬套与鼓型齿定位面始终处于密贴状态，从而使滑移衬套与联轴节鼓形齿端面的平齐量和O型圈的压紧程度满足工艺要求。且无需操作人员施加推力，降低操作者劳动强度，避免安全隐患。
3.1 弹性压装垫片结构设计。
该弹性压装块主要由包括起压装作用的弹簧压板、弹簧压装套及压装块，起定位作用的弹簧定位销及导向销，其紧固作用的螺钉，及提供压紧力的弹簧弹簧组成，其结构图如图2所示。
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图2 压装垫片结构图
在联轴节压装时，首先安装压装丝杠，套入弹性压装垫片，再安装液压千斤顶。安装完成后装配图如图3所示，其具体的工作原理为，压装开始时由液压泵提供液压推力，液压顶柱推动弹簧压板使弹簧压缩，弹簧后端作用在弹性压装套上将鼓形齿后推，从而压紧O型密封圈，当弹簧压缩到限定行程后，压装块与滑移衬套接触，将滑移衬套压入电机小轴中，进而完成联轴节的压装。在整个压装过程中，联轴节鼓形齿一直受到弹簧推力，与滑移衬套后端密切接触，保证密封圈被压紧。
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图2 压装垫片使用装配图
3.2 圆柱螺旋弹簧参数的选择
经过试验验证及查证相关设计手册，一般工人在不吃力的情况下所能施加的推力为300N，而该O型密封圈的压紧力至少需要350N，当大于420N时O型密封圈存在塑性变形的可能，因此该O型密封圈的压紧力为350N到420N之间，需要选取合适的弹簧来提供压紧力。
弹簧通常用作机器或计量测试装置中的一个零件，它的性能取决于整机的要求。必须满足整机的质量特性[4]。因此系统设计由整机的设计来完成，构想使用弹簧的弹力取代工人的推力，则弹簧的弹力应满足：
选用6组并联压缩弹簧，则其等效弹力为：
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3.3 弹性压装垫片使用验证结果
将设计的弹性压装垫片投入到联轴节压装中使用验证发现：
1）通过该工装的设计、制作及现场验证，能够有效地的保证衬套平齐量要求及O型密封圈的压紧要求。质量控制得到保证，一次压装合格率由原来的90%提高至现在的100%。
2）使用原有压装垫片压装，衬套平齐量超差后需退卸联轴节更换滑移衬套后重新压装，一个联轴节返工时间为60分钟，新型工装使用后完全避免了返工情况的发生。
3）滑移衬套为薄壁件，组装拆卸后会产生塑性变形，导致衬套孔径尺寸增大，直接影响到联轴节的压入行程，出现上述现象联轴节衬套只能报废，弹性压装垫片有效避免了上述问题。
4 结语
通过设计该弹性压装垫片，通过弹簧弹力来提供压紧力，在实际使用中，可将一次压装合格率保证在100%，并降低了因压装失败而造成的滑移衬套损坏的风险，有助于成本管控，消除了压装过程中的安全隐患。
参 考 文 献
[1]胡偲辰. CRH3型动车组KWD型联轴节退卸工艺分析及改进[J]. 科学与财富, 2014, 000(012):150-150.
[2]刘军, 吴坡, 卢峰华,等. 高速动车组鼓形齿联轴器压装与退卸工艺参数选择[J]. 机械制造, 2013, 051(006):61-63.
[3]代卧龙, 郭锐, 梁晓燕. 一种联轴节退卸缓冲装置的设计及应用[J]. 中国机械, 2014.
[4]陈铁鸣, 王连明, 王黎钦. 机械设计 修订版[M]// 机械设计, 修订版. 哈尔滨工业大学出版社, 2003.