一种电机飞轮柱销拆卸工具

杨 涛

(上海电气集团上海电机厂有限公司，上海 200240)



一种电机飞轮柱销拆卸工具

杨 涛

(上海电气集团上海电机厂有限公司，上海 200240)

核电棒电源电机飞轮与拖动电机联轴器通过柔性联结柱销连接。拆卸飞轮柱销时，因空间位置限制，拆装困难。着重介绍了自制拆卸工具设计理念以及使用方法。该套工具能保证飞轮柱销顺利拆卸，减少拆卸过程出现磕碰现象，保证产品质量，满足了生产要求。

核电；棒电源电机；飞轮柱销；拆卸

0 引言

核电棒电源电机用于核反应堆燃料棒控制，为防止紧急情况下突然断电，棒电源电机增加飞轮结构，在电机正常运行时储存动能，出现意外状况时可以短时持续发电。飞轮与拖动电机联轴器之间通过柔性联结柱销连接，如图1所示，在拆卸柱销时，销子沉于飞轮孔内，飞轮两端空间很小，造成拆卸极其困难，若用榔头敲击柱销，难以使力，且容易磕碰到电机，耗时费劲。为更便捷拆卸柱销，保证产品可靠性，必须增加合理科学的拆卸工具。

1 设计构思

图1 联轴器和飞轮结构

飞轮上是12-Φ60圆柱孔，联轴器上是12-Φ30圆锥孔，如图2所示。

图2 联轴器

飞轮柱销一边为M24螺纹，一边为Φ30圆柱，中间为1∶10圆锥，如图3所示。

图3 柱销

飞轮与联轴器通过柱销连接时，柱销固定在联轴器圆锥孔内，飞轮与柱销间则是通过弹簧套软连接。

我公司根据JB/T 5000.10—2007行业标准制定了相应工艺守则，规定8.8级M24普通粗牙螺栓的安装拧紧力矩为588 N·m。 螺栓装配拧紧力矩公式[1]为:

T=KF′d

(1)

式中:T为螺栓的装配拧紧力矩；K为拧紧力矩系数；F′为螺栓轴向预紧力；d为螺纹公称直径。

其中拧紧力矩系数K根据手册中的推荐值[1]取值，见表1所示。

表1 拧紧力矩系数K

飞轮柱销螺纹为一般加工表面，无润滑，K值取0.2，根据公式(1)可计算柱销装配轴向预紧力为:

(2)

当拆卸柱销时，柱销紧紧卡在联轴器圆锥孔内，难以拔出，而且由于空间位置限制，难以用外力敲击，要拆卸飞轮柱销，必须要克服柱销与联轴器接触面的静摩擦力。

由于柱销装配相当于锥面过盈配合，装配预紧力F′相当于压入力，由下式给出:

(3)

式中:N为锥面法向正压力的代数和(标量合力)；μ为接触面摩擦系数，取0.15；C为锥度，此处为1∶10，即0.1；

压出力公式为：

(4)

由公式(3)和(4)可得压出力(柱销拆卸力)为:

(5)

设计工装用10.9级M20螺栓拧紧产生压出力将柱销顶出，利用公式(1)计算拆卸所需的拧紧力矩为：

Tout=KFoutdout=245 N·m

(6)

也就是说，采用M20螺栓拧紧将柱销顶出，拧紧力矩需要不小于245 N·m。

为考虑到操作简单方便，利用柱销上M24螺纹，增加两个连接套筒(图4)，一块顶板(图5)，两个M24钢六角螺栓，两个M24钢螺母和垫圈，一个M16方头压紧螺钉和一个M20方头压紧螺钉，先用两个连接套筒和M16方头压紧螺钉将顶板支撑平面固定，扳手拧紧压紧M20压紧螺钉将相间飞轮柱销顶出，再用两个螺栓和M16方头压紧螺钉将顶板支撑平面固定，再用扳手拧紧M20压紧螺钉将其余飞轮柱销全部顶出。

图4 连接套筒

图5 顶板

2 使用方法

1) 先拧掉所有柱销螺母，将连接套筒套在3个相邻螺栓两边，装上顶板，拧紧M16方头压紧螺钉和M24螺母，固定顶板，旋紧M20方头压紧螺钉，用扳手扳动M20方头压紧螺钉，顶出中间柱销；

2) 依次类推顶出一半相间飞轮柱销；(图6a)

3) 将两个M24螺栓装进联轴器，装上连接套筒套，盖上顶板，拧紧M16方头压紧螺钉和M24螺母，固定顶板，旋紧M20方头压紧螺钉，用扳手扳动M20方头压紧螺钉，顶出中间柱销；

4) 相同方法依次顶出剩余柱销。(图6b)

3 效果

自使用飞轮柱销拆装工具以来，拆装柱销变得方便快捷，大大简化了拆卸过程， 并且用飞轮柱销拆装工具拆卸后的飞轮柱销无损伤，可反复使用，节约生产成本，减少不必要的浪费，使用情况良好。

图6 拆卸步骤

飞轮柱销拆装工具使用方便简单，不需要额外工具，客户现场也可自行使用该工具更换柱销，可操作性强。

4 结语

本工装兼有高效、简单实用，通用性高的优点，是飞轮柔性联结柱销连接类可靠的拆卸工艺装备，可在不同产品的同类装配结构中推广使用。

[1]成大先. 机械设计手册5版.[M]. 北京：化学工业出版社，2007.

·信息点滴·

美国纽约州公布海上风电发展规划

美国纽约州能源研究发展局近日发布海上风电总体规划蓝图，以推动纽约州海上风电的发展。规划中概述了关键的研究分析和相关政策，未来纽约电力的发展重点在于提高清洁能源发电。推动电力发展更可靠更具成本效益。

规划充分肯定了风电的发展潜力，风电产业不仅有助于降低碳排放量，而且创造就业岗位，带来新的投资，纽约正在有效地推进风电产业的发展进度。规划为未来风电产业勾画出新的政策框架，大力扶持纽约海上风电项目的开发。2030年纽约目标实现可再生能源发电达到50%，而海上风电则是关键。因此海上风电规划是实现这一目标的风向标，需要政府制定出大量的长期的政策决策。

纽约最近通过了清洁能源标准(CES)，要求能源发展局制定海上风电总体规划，为确保大规模的市场需求提供适当的实现机制和最佳解决方案，最大限度地开发纽约海上风电的潜能。因此制定该蓝图规划是纽约海上风电发展的首要任务，让人欣慰的是，规划专门致力于海上风电开发，有利于纳税人利益的最大化，有利于通过CES征求海上风电的量化标准。根据规划，第一个受益的项目就包括长岛风电项目。

20160407