液压OK-HB联轴节非常规拆装技术

管世珍，谢广东

（南水北调中线管理局河南分局，河南郑州 45000）

液压OK-HB联轴节非常规拆装技术

管世珍，谢广东

（南水北调中线管理局河南分局，河南郑州 45000）

OK-HB联轴节在船舶轴系，尤其是CPP系统的轴系结构中广泛运用。其主要部件是精密偶件，拆装工艺性很强，在长期修船实践中，积累的经验，介绍OK-HB联轴节的非常规拆装技术。

OK-HB联轴节；轴系；工艺性；特殊；非常规

10.16621/j.cnki.issn1001-0599.2017.09.64

0 引言

OK-HB联轴节是瑞典SKF公司专利产品。由于OK-HB联轴节的特殊优越性，在船舶工业中应用非常广泛。OK-HB联轴节改变了以往的法兰连接方式，既消除了轴系锻造过程中法兰凸缘存在的锻造缺陷问题（不需为残留应力及其如何消除而发愁），又为后续的检修提供了方便。拆装工作只需要2个千斤顶和1个液压泵专用工具即可，节省了大量人力物力。由于OK-HB联轴节的可靠性，常常是多个坞次不需要拆检，所以会因长时间未拆检而出现拆装困难的现象。根据OK-HB联轴节长期未拆检的特殊情况，探讨液压OK-HB联轴节的非常规拆装技术。

1 OK-HB联轴节结构原理

1.1 结构组成

OK-HB联轴节主要由2个高强度优质钢套组成：1个薄壁的内套和1个厚壁的外套（图1）。内套的外表面有轻微锥度，与外套内孔的锥度一致。内套的内孔直径比轴直径稍大，拆装时便于轴通过。在内套小端的大螺母及油封和内外套组成一个密封腔室。

图1 OK-HB联轴节结构

1.2 结构原理

内套在中间轴和艉轴轴端，配合间隙一般0.08～0.10 mm，能顺利装配和拆卸。液压联轴器工作时，密封腔室压进液压油，内套、外套产生相对位移，使内套直径缩小、外套直径变大，这样内套与轴、内套与外套的配合就产生过盈。当移动到规定位置后，卸掉径向力（油压），外套收缩，形成过盈，将内套紧压在中间轴和艉轴表面，使内套与两轴之间产生轴向与周向摩擦力，传递主机输出的转矩[1]。在装配过程中，为了减少内外套相对移动时的摩擦力，利用高压油作用到内外套的配合锥面上，使配合面产生了一层薄油膜克服摩擦作用，当外套直径达到正确位置时，径向油泵减压泄油，使得内外套之间保持正常的摩擦作用。外套接触面的锥度在1∶80左右，远小于它们之间静摩擦角，再加上安装至设计位置，内套与外套之间、内套与轴之间有较大过盈力作用，在轴系运转时产生的摩擦力足以用来传递扭矩或克服拉力作用，而不产生滑动，使联轴节实现其功能。

OK-HB联轴节拆卸很简单，高压油注进联轴节内外套之间，减少摩擦，外套从锥面下滑；而轴向液压单元产生的作用力是上面轴向分力的平衡力，通过控制油腔的放油速度，可控制外套的下滑速度。

一般情况下按照正常程序进行拆解即可，施工比较方便。但在一些使用时间较长或过去没有按照要求拆装的情况下，将会遇到较大麻烦。

2 OK-HB联轴节非常规拆装技术分析

2.1 联轴节存在的问题

由于联轴节的锥面配合不好，径向泵压时漏油，压力越大泄漏越快，为了弥补大泄漏，尽量选用高压大流量的泵。在拆卸联轴节时，把2个200 MPa×0.91 L/min的高压油泵，分别接在联轴节的2个径向输入孔上，同时工作，径向达190 MPa压力，超过说明书建议值20%，仍然没有松动迹象。

2.2 问题分析

针对上述问题，通过有限元软件原因分析，建立液压联轴节分析模型，轴与内套同左侧端面约束其轴向位移。应用外套位移量和轴向活塞腔中油液压强同步加载方式，模拟液压联轴节的安装和拆卸过程（图2），0-1为安装过程，1-0为拆卸过程[2]。

图2 安装和拆卸的载荷加载过程

2.3 应对措施

拆解时发现油腔内漏油，油压无法建立。分析可能因长期直立，油封有所弯曲，导致密封暂时失效。当然，也不排除在拆解组装过程中油封损坏的情况，而油封的安装、定位也比较困难。受条件所限，没有拆松大螺母，采取了一些措施，如：在拆解后立即做安装前的准备，做黄油枪与油腔的接头，提前向油腔内注黄油等。

轴向加外力约85 t，径向泵压到200 MPa，同时用葫芦上提施加了2.5 t力（为借平），并用大锤（24 b）锤击，多管齐下，终于将其拆松。拆卸时油腔同样泄漏严重，轴向压力难以建立，为此，在油腔内加入黄油，然后用油泵不断向其中加液压油，以确保拆松时有缓冲，不会损伤其本体。

2.4 确定方案

熟悉图纸及说明书，了解锥形内套与外套的安装距离A3，锥形内套与尾轴的安装距离A2及安装后的外径膨胀量Δ值（图 3）。

图3 拆装示意

在锥形内套的大端，找出内套与外套、内套与尾轴的径向相对位置，并将其套合好，将整个联轴节向锥体大端（后）推移，使尾轴前端露出50 mm，便于尾轴与中间轴用平尺找平。

将联轴节吊平，重量不要作用在轴上，用平尺检查，调整支架，将尾轴与中间轴处于同心，然后轻松地将联轴节整体滑回规定的位置，确保A2值的准确性（图4）。

图4 轴系吊装

从资料上可知，大螺母缩进外套的距离是68 mm，实际测量值是56 mm，估计可能还有部分轴向间隙，于是做了专用工具，把螺母尽量往前压，使油封尽可能压平、立直，起到密封作用。

在安装前，准备了几个油泵，以备大量泄油时补充压力。安装时先用径向泵注油清洗配合面，接着用了一个大流量电动泵作为轴向泵，开始时压螺母的工具没有拆，待压力达数兆帕时才拆除。由于准备充分，施工结果好于预期，漏泄量很少，轴向压力达到26 MPa、径向压力达到140 MPa后联轴节即到位，安装十分顺利。

另外还准备了一套备选方案，但这一方案的代价很大。方案思路：轴向推力面积约1000 cm2，如果压力为26 MPa，则推力为260 t，即油封失效后必须外加如此大的力才能安装，因此需要新做一套能承担260 t力的自锁封闭加外力机构。该方案在国内曾经被采用过。

运用上述两种方案，基本上课保证联轴节的顺利拆装。

3 常规提示

液压OK-HB联轴节拆装为高压工况，一定要考虑安全问题，因此在施工中必须注意5点。

（1）拆装前应检查、确认液压配套工具的完好状态和负载能力的匹配。

（2）有关液压油管或泄油管连接之后，应用绳子做适当保险措施，防止意外情况油管爆出伤人。

（3）泄放的油用容器盛接，注意保护环境。

（4）液压泵工作前无关人员撤离现场，工作人员各就各位，注意安全。油泵开始工作时必须注意观察。

（5）防止高压油伤人，防止拆松时外套下滑伤人。

修理OK-HB联轴节时应遵循6个原则。

（1）保持整洁的环境。

（2）拆前做好规范的标记、轴要借平衡。

（3）拆时轴向油腔要充满油，以防止受冲击。

（4）拆出后要注意配件的固定和保护。

（5）组装时两轴和联轴节应调整好位置，注意位置和标记。

（6）压到位，应该仔细检查确认完全复位后，先撤除径向压力，观察无变化后（一般10 min左右）再撤除轴向压力，并将原来的闷头复位。

4 结语

总体来讲，OK-HB联轴节在结构（使轴结构简化，成本降低）和修理方面有一定优势，今后有取代取代其他联轴节的趋势，因此普及其修理知识十分重要。

基于液压OK-HB联轴节的应用前景可观，掌握其拆装技术非常有必要，尤其在特殊情况下的非常规拆装技术工艺，在船舶修理行业有较大推广价值。

［1］熊志坚，杨胜强.船用轴系套筒式液压联轴器检修技术［J］.中国修船，2016，29（1）：42-45.

［2］柴镇江，赵振宇.某船液压联轴节拉伤故障有限元分析［J］.机电设备，2014，31（2）：37-40.

TK414.4

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〔编辑 吴建卿〕