王波，耿艷彪

（陜西法士特齒輪有限責(zé)任公司，陜西 西安 710119）

前言

我公司傳統(tǒng)變速器法蘭盤(pán)處都是采用一個(gè)大螺母來(lái)實(shí)現(xiàn)軸向定位和壓緊，擰緊機(jī)上留有與法蘭盤(pán)相匹配的防轉(zhuǎn)銷，使用時(shí)操作工必須將法蘭盤(pán)的端面孔轉(zhuǎn)到與防轉(zhuǎn)銷正對(duì)，然后擰緊。

新型變速器法蘭盤(pán)處連接結(jié)構(gòu)作了改進(jìn)，副箱主軸與法蘭盤(pán)采用花鍵配合，副箱主軸端面設(shè)計(jì)2 個(gè)M12 螺紋孔，孔中心距離28mm，采用2 個(gè)M12 的螺栓結(jié)合法蘭盤(pán)壓板來(lái)壓緊法蘭盤(pán)，達(dá)到軸向限位的作用。由于螺栓距離太近無(wú)法使用雙軸擰緊機(jī)同時(shí)擰緊，只能通過(guò)采用電動(dòng)擰緊槍順次擰緊，假定按擰緊順序，將螺栓編號(hào)為1 號(hào)、2 號(hào)，擰緊2 號(hào)螺栓時(shí)會(huì)對(duì)1 號(hào)螺栓的扭矩產(chǎn)生影響，因此必須采用1、2、1 的順序來(lái)擰緊，這就要求擰緊時(shí)防轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)能夠同時(shí)適應(yīng)兩個(gè)螺栓且便于調(diào)節(jié)。

之前擰緊的方案是用螺栓相互防轉(zhuǎn)，這樣可以實(shí)現(xiàn)螺栓擰緊過(guò)程中的法蘭盤(pán)防轉(zhuǎn)和防反力的問(wèn)題，但是用螺栓防轉(zhuǎn)會(huì)對(duì)螺栓產(chǎn)生額外的剪切力，對(duì)螺栓不利，有質(zhì)量隱患。

1 方案分析

本文旨在通過(guò)設(shè)計(jì)一套機(jī)構(gòu)完成法蘭盤(pán)螺栓的定扭擰緊，通過(guò)如下技術(shù)方案，解決了防轉(zhuǎn)防反力問(wèn)題及雙螺栓結(jié)構(gòu)的自適應(yīng)問(wèn)題。

1.1 防轉(zhuǎn)防反力問(wèn)題

法蘭盤(pán)與副箱主軸通過(guò)花鍵連接，螺紋緊固（見(jiàn)圖1），電動(dòng)擰緊槍驅(qū)動(dòng)方頭接套筒擰緊螺栓，擰緊過(guò)程中螺紋副中的摩擦力會(huì)帶動(dòng)副箱主軸（件3）轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而帶著法蘭盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)（件2），這樣就無(wú)法完成擰緊，同時(shí)由于該處螺栓扭矩大，擰緊時(shí)反力較大，操作工靠人力抵消反作用力力勞動(dòng)強(qiáng)度大，且有安全風(fēng)險(xiǎn)，因此必須解決該問(wèn)題。

1.2 雙螺栓結(jié)構(gòu)的自適應(yīng)問(wèn)題

擰緊時(shí)必須按照1，2，1 的順序來(lái)擰緊2 顆螺栓，而法蘭盤(pán)和副箱主軸的旋轉(zhuǎn)位置是任意的，人工裝配時(shí)，法蘭盤(pán)與副箱主軸花鍵配合在圓周方向是隨機(jī)的，從使用功能上來(lái)說(shuō)，旋轉(zhuǎn)方向也是無(wú)差別的，這樣的話，法蘭盤(pán)上4 個(gè)用來(lái)防轉(zhuǎn)的螺栓過(guò)孔中心到螺栓中心的距離是可變的，且旋轉(zhuǎn)方向確定后，2 個(gè)螺栓到過(guò)孔中心的距離也是不一樣的，這就要求防轉(zhuǎn)銷必須是可調(diào)整的，為了人工操作方便，最好是能自適應(yīng)的。

圖1 法蘭盤(pán)和副箱主軸安裝示意圖

2 方案設(shè)計(jì)

充分利用電動(dòng)定扭槍的接口尺寸設(shè)計(jì)防轉(zhuǎn)防反力結(jié)構(gòu)（見(jiàn)圖2），上固定板（件1）和下固定板（件2）為兩半結(jié)構(gòu)，通過(guò)兩個(gè)半圓與電動(dòng)定扭槍的槍頭脖頸處配合，用四個(gè)M6 的內(nèi)六角螺栓拉緊，件2 底部留4 個(gè)M6 螺紋孔，與件3連接；件3 前端留止口，與電動(dòng)定扭槍槍頭外殼（固定不動(dòng)）定位外圓配合。件1、2、3 共同將該機(jī)構(gòu)與電動(dòng)定扭槍的相對(duì)空間位置固定。

設(shè)計(jì)防轉(zhuǎn)銷（件4）穿過(guò)防轉(zhuǎn)板，擰緊時(shí)先將防轉(zhuǎn)銷穿入法蘭盤(pán)，這樣防轉(zhuǎn)銷、法蘭盤(pán)、上固定板、下固定板、防轉(zhuǎn)板、電動(dòng)擰緊槍就構(gòu)成一個(gè)整體，擰緊時(shí)人工操作擰緊槍去對(duì)正螺栓頭，開(kāi)始擰緊，擰緊過(guò)程中，因?yàn)槁菁y副的摩擦導(dǎo)致的法蘭盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)就被防轉(zhuǎn)銷抵消，同時(shí)擰緊結(jié)束時(shí)的反作用力也在這個(gè)系統(tǒng)內(nèi)部被抵消，操作工不受反力作用。

法蘭盤(pán)的螺栓過(guò)孔直徑為φ15，因此銷子的直徑時(shí)也確定為φ15，單邊留有0.1mm 間隙，方便工人將防轉(zhuǎn)銷插入法蘭盤(pán)螺栓過(guò)孔，同時(shí)由于間隙較小，在使用過(guò)程中，銷子和孔之間的沖擊較小，不會(huì)對(duì)人和法蘭盤(pán)造成損傷。通過(guò)強(qiáng)度計(jì)算，φ15 的銷子完全滿足該處防反力的需求。

在防轉(zhuǎn)板（件3）中設(shè)計(jì)T 型槽結(jié)構(gòu)，防轉(zhuǎn)銷頭部銑扁，在T 型槽中可以自由滑動(dòng)，然后必須確定一個(gè)合理的滑動(dòng)行程，能夠兼容法蘭盤(pán)和副箱主軸的任意配合方向。從圖二中可以看出，當(dāng)法蘭盤(pán)上任意一個(gè)螺栓過(guò)孔中心與兩個(gè)螺栓中心連成一條直線時(shí)，距離過(guò)孔近的螺栓與過(guò)孔中心距為L(zhǎng)1，距離遠(yuǎn)的螺栓與過(guò)孔中心距為L(zhǎng)2，則任意方向上，過(guò)孔與螺栓中心距L 都在L1 和L2 構(gòu)成的區(qū)間內(nèi)，即L1≤L≤L2，考慮到法蘭盤(pán)的變型零件，將L1 和L2 適當(dāng)放大，這就確定了防轉(zhuǎn)銷的滑動(dòng)行程。

合理選擇防轉(zhuǎn)銷長(zhǎng)度，保證在套筒找正螺栓頭時(shí)，防轉(zhuǎn)銷已經(jīng)穿入法蘭盤(pán)過(guò)孔中，在擰緊螺栓到位時(shí)，也不會(huì)與其他零件干涉，工裝結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖2。

圖2 防轉(zhuǎn)防反力結(jié)構(gòu)示意圖

3 結(jié)論

該結(jié)構(gòu)在兩個(gè)螺栓切換時(shí)，由于防轉(zhuǎn)銷與2 顆螺栓距離不一樣，人工操作移動(dòng)套筒時(shí)，防轉(zhuǎn)銷在防轉(zhuǎn)板中自適應(yīng)滑動(dòng)，操作工完全不用再考慮二次定位防轉(zhuǎn)，不會(huì)增加額外的多余動(dòng)作，就可以完成2 顆螺栓的擰緊。同時(shí)，由于該結(jié)構(gòu)將擰緊系統(tǒng)與防轉(zhuǎn)系統(tǒng)納入在一個(gè)系統(tǒng)內(nèi)，系統(tǒng)內(nèi)力互相抵消，人工擰緊時(shí)同時(shí)解決了法蘭盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)和擰緊反作用力的問(wèn)題，大大降低了操作工的勞動(dòng)強(qiáng)度，該工裝已經(jīng)在現(xiàn)場(chǎng)正常使用，效果良好。