船用柴油机曲轴与飞轮配铰孔工装及铰孔方法
阅读说明：本技术 船用柴油机曲轴与飞轮配铰孔工装及铰孔方法 (Marine diesel engine crankshaft and flywheel matching reaming tool and reaming method ) 是由 尹建军 聂嘉良 庄磊 罗彬� 于 2021-09-09 设计创作，主要内容包括：本发明公开一种船用柴油机曲轴与飞轮配铰孔工装,包括铰模板、铰套压板、铰套、铰刀接杆、手用铰刀、台阶插销和铰孔限位装置,铰模板外缘设有一圈多个定位孔。铰套一端嵌入定位定位孔中,铰刀接杆与手用铰刀固定连接成一体,铰刀接杆外螺纹拧入铰套另一端的螺纹沉孔中,铰套压板套入固定在铰套一端上,台阶插销将铰模板、飞轮和曲轴端头板固定连接成一体,铰孔限位装置设置在铰模板和铰套压板上。方法包括1)安装飞轮,2)安装铰孔工装,3)铰孔。本发明在船舶机舱内不需拆除曲轴就能快速、安全、高效地实现曲轴和飞轮配铰孔操作,从而大大降低了船用柴油机的维修成本,明显缩短了维修周期,显著提高了船用柴油机的维修效率及维修质量。(The invention discloses a marine diesel engine crankshaft and flywheel reaming hole tool which comprises a reaming template, a reaming sleeve pressing plate, a reaming sleeve, a reaming cutter connecting rod, a manual reaming cutter, a step bolt and a reaming hole limiting device, wherein a circle of a plurality of positioning holes are formed in the outer edge of the reaming template. One end of the hinge sleeve is embedded into the positioning hole, the reamer connecting rod is fixedly connected with a hand reamer into a whole, external threads of the reamer connecting rod are screwed into a threaded counter bore at the other end of the hinge sleeve, the hinge sleeve pressing plate is sleeved and fixed on one end of the hinge sleeve, the hinge template, the flywheel and the crankshaft end plate are fixedly connected into a whole through a step bolt, and the hinge hole limiting device is arranged on the hinge template and the hinge sleeve pressing plate. The method comprises the steps of 1) installing the flywheel, 2) installing a reaming tool and 3) reaming. The invention can quickly, safely and efficiently realize the operation of the hinge hole of the crankshaft and the flywheel in the marine engine room without dismounting the crankshaft, thereby greatly reducing the maintenance cost of the marine diesel engine, obviously shortening the maintenance period and obviously improving the maintenance efficiency and the maintenance quality of the marine diesel engine.)
技术领域
本发明涉及一种手工铰孔装置，尤其涉及一种在船舶机舱的狭小空间内更换飞轮作业时，曲轴与飞轮快速配铰孔工装和方法，属于柴油机维修技术领域。
背景技术
曲轴和飞轮是是柴油机平稳、安全运行的重要零部件，在柴油机的制造组装过程中，曲轴和飞轮通过一圈多个铰制螺栓螺母固定连接成一体。为了安装铰制螺栓，需要在飞轮和曲轴端头板上配铰一圈多个铰制螺栓孔。加工时，先在飞轮和曲轴端头板上各自钻出铰制螺栓孔底孔，然后将曲轴和飞轮通过3个螺栓螺母固定连接，再通过机床对曲轴端头板和飞轮一起配钻孔，以确保曲轴和飞轮最终能够使用铰制孔螺栓螺母进行过盈配合固定连接。
在柴油机运行过程中，若出现了飞轮裂纹或铰制孔螺栓断裂等严重质量问题，将对柴油机运行的安全、整机性能及使用寿命等产生十分不良的影响，需立即停机更换新的飞轮，并将新的飞轮与曲轴端头板一起配铰孔后。才能安装新的铰制螺栓。
现有的船用柴油机更换飞轮后和曲轴配铰孔的过程如下：先从曲轴上拆下将需要更换的飞轮，然后将柴油机解体后从机架中取出曲轴，再将飞轮及曲轴吊出船舶机舱，下船后送维修车间将新飞轮和曲轴端头板固定连接后，再用机床在飞轮和曲轴端头板上一起配铰孔，加工完毕后再次吊装至船舶机舱内安装。耗费大量的人力及物力且维修效率低下。
发明内容
本发明的目的是提供一种船用柴油机曲轴与飞轮配铰孔工装及铰孔方法，不需要将柴油机解体，在船舶机舱内就能完成曲轴和更换后飞轮的配铰孔作业。
本发明通过以下技术方案予以实现：
一种船用柴油机曲轴与飞轮配铰孔工装，包括铰模板、铰套压板、铰套、铰刀接杆、手用铰刀、铰刀扳手和台阶插销，铰模板外缘设有一圈多个定位孔，所述定位孔分别与相应的飞轮铰制螺栓孔位置对应；铰模板外圆直径小于飞轮凹坑直径，铰模板中心凸台嵌入定位在飞轮中心内孔中；铰套一端嵌入定位在铰模板的定位孔中，手用铰刀的柄部穿过铰套一端后伸进铰刀接杆一端的沉孔中，数个内六角平端紧定螺钉分别拧入铰刀接杆一端中，将铰刀接杆一端与手用铰刀固定连接成一体，手用铰刀的切削刃导向部伸进飞轮铰制螺栓孔中；铰刀接杆外螺纹拧入铰套另一端的螺纹沉孔中，铰刀扳手的中心方孔套在铰刀接杆另一端端头的方头上；铰套压板套入固定在铰套一端上，并抵靠在铰模板上；台阶插销一端依次穿过铰模板的定位孔、飞轮螺栓安装孔和曲轴端头板的通孔，通过拧在台阶插销一端端头的螺母将铰模板、飞轮和曲轴端头板固定连接成一体。
本发明的目的还可以通过以下技术措施来进一步实现。
进一步的，所述铰套为阶梯轴套结构，铰套一端的小端轴套嵌入在铰模板的定位孔中，铰套压板中心孔套入定位在铰套的大端轴套一端上，并通过数个锥端紧定螺钉将铰套压板固定在铰套的大端轴套一端上，铰套压板抵靠在铰模板上；铰孔限位装置设置在铰模板和铰套压板上。
进一步的，所述铰孔限位装置包括2条弧形槽和2个阶梯螺钉，所述弧形槽分别设置在铰套压板中心孔的两侧，弧形槽的圆弧中心与铰套压板中心孔同轴；阶梯螺钉一端的光轴直径大于阶梯螺钉另一端的螺杆直径，光轴长度L大于铰套压板厚度H，且L－H=0.7～1.0mm。
进一步的，所述弧形槽一端为直径大于阶梯螺钉端帽的圆孔，弧形槽另一端的槽宽C与阶梯螺钉中部的光轴间隙配合；阶梯螺钉另一端的螺杆分别拧入铰模板的定位孔两侧的螺纹孔中。所述弧形槽的两端中心的夹角α=30°～35°。
一种船用柴油机曲轴与飞轮配铰孔工装的铰孔方法，包括以下步骤：
1）安装飞轮，将更换的飞轮吊运到曲轴端头板外，对准彼此的销孔后插入圆柱阶梯销，使得飞轮定位在曲轴端头板上；然后将3根定位螺栓分别插入连接飞轮和曲轴端头板，并分别拧紧定位螺栓端头的螺母，从而将飞轮定位固定在曲轴端头板上，然后取出圆柱阶梯销；
2）安装铰孔工装，先将铰模板吊运到飞轮外侧，再将台阶插销一端依次穿过铰模板的定位孔、飞轮螺栓安装孔和曲轴端头板的通孔，通过拧在台阶插销一端端头上的螺母将铰模板、飞轮和曲轴端头板固定连接成一体；
铰套压板定位在铰模板的定位孔上，且与飞轮待铰孔位置对应；将阶梯螺钉分别拧入手用铰刀将要穿过铰模板的定位孔两侧的螺纹孔中，然后将铰套压板的弧形槽分别套在阶梯螺钉中部的光轴上；
组装手用铰刀、铰刀接杆和铰套的组合件，将手用铰刀的柄部穿过铰套一端后伸进铰刀接杆一端的沉孔中，再将4个内六角平端紧定螺钉分别拧入铰刀接杆一端中，使铰刀接杆一端与手用铰刀固定连接成一体；然后将手用铰刀的切削刃部依次穿过铰套的螺纹沉孔，转动铰刀接杆，使得铰刀接杆外螺纹与铰套的大端轴套的螺纹沉孔旋合；
铰套的大端轴套一端插入铰套压板中心孔中，并通过数个锥端紧定螺钉将铰套压板固定在铰套的大端轴套一端上，用扳手扳动铰刀接杆另一端端头的方头，铰刀接杆与手用铰刀的联合体边旋转边向着飞轮铰制螺栓孔方向移动，直至手用铰刀的切削刃导向部伸进需铰孔的飞轮铰制螺栓孔中；
3）铰削飞轮铰制螺栓孔和曲轴端板的铰制螺栓孔，将铰刀扳手的中心方孔套在铰刀接杆另一端端头的方头上，用力压紧并转动铰刀扳手，此时铰刀接杆带动手用铰刀、铰套和铰套压板一起绕铰刀轴线转动；铰套压板上的弧形槽使得手用铰刀的转动角度在30°～35°的范围内，顺时针转动30°～35°进行铰孔后再逆时针转动30°～35°，多次反复，直至完成铰孔。
本发明的工装采用铰模板、铰套压板、铰套、铰刀接杆和手用铰刀固定连接成一体的紧凑结构，本发明的方法在船舶机舱狭小空间内不需拆除曲轴就能够快速、安全、高效地实现曲轴和飞轮配铰孔操作，从而大大降低了船用柴油机的维修成本，明显缩短了维修周期，显著提高了船用柴油机的维修效率及维修质量。
本发明的优点和特点，将通过下面优选实施例的非限制性说明进行图示和解释，这些实施例，是参照附图仅作为例子给出的。
附图说明
图1是本发明的结构图；
图2是图1的右视图；
图3是圆柱阶梯销插入定位在飞轮和曲轴上的结构图；
图4是图1的A-A剖视放大图；
图5是图4的B-B剖视放大图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
如图1～图5所示，本实施例包括铰模板1、铰套压板2、铰套3、铰刀接杆4、手用铰刀5、铰刀扳手6和台阶插销7，铰模板1为圆盘结构，其外缘设有一圈12个用于定位铰套3的定位孔11，定位孔11分别与相应的飞轮铰制螺栓孔103位置对应。铰模板1外圆直径小于飞轮凹坑101直径，铰模板中心凸台12嵌入定位在飞轮中心内孔102中。图1中铰套3为阶梯轴套结构，铰套3左端的小端轴套32嵌入在铰模板1的定位孔11中，手用铰刀5右端的柄部51穿过铰套1左端后伸进铰刀接杆4左端的沉孔41中，4个内六角平端紧定螺钉42分别拧入铰刀接杆4右端中，内六角平端紧定螺钉42端头分别抵靠在手用铰刀5右端的柄部51上，将铰刀接杆4左端与手用铰刀5固定连接成一体，手用铰刀5的切削刃导向部52伸进飞轮铰制螺栓孔103中。铰刀接杆4外螺纹拧入铰套3右端的螺纹沉孔31中，铰刀扳手6的中心方孔61套在铰刀接杆4右端端头的方头43上。
铰套压板中心孔21套入定位在铰套3的大端轴套33左端上，并通过2个锥端紧定螺钉22将铰套压板2固定在铰套3的大端轴套33左端上，铰套压板2抵靠在铰模板1上。
台阶插销7一端依次穿过铰模板1的定位孔11、飞轮螺栓安装孔103和曲轴端头板201的通孔202，通过拧在台阶插销7左端端头的螺母71将铰模板1、飞轮10和曲轴端头板201固定连接成一体。
铰孔限位装置8设置在铰模板1和铰套压板2上，包括2条弧形槽23和2个阶梯螺钉81，弧形槽23分别设置在铰套压板中心孔21的两侧，弧形槽23的圆弧中心与铰套压板中心孔21同轴。如图5所示，阶梯螺钉81一端的光轴811直径大于阶梯螺钉81另一端的螺杆812直径，光轴811长度L大于铰套压板2的厚度H，且L－H=0.7～1.0mm，便于铰套压板2在铰模板1上摆动。弧形槽23一端为直径大于阶梯螺钉端帽813的圆孔，弧形槽23另一端的槽宽C与阶梯螺钉82中部的光轴811间隙配合，阶梯螺钉81另一端的螺杆812分别拧入铰模板1的定位孔11两侧的螺纹孔13中。在铰套压板2绕飞轮螺栓安装孔103中心摆动进行铰孔时，阶梯螺钉81一端的光轴811起到导向作用，提高了铰孔精度。弧形槽23的两端中心的夹角α=30°～35°，这样的结构先可以限制铰刀6铰孔时的转动角度，提高铰孔后的孔壁质量。
一种船用柴油机曲轴与飞轮配铰孔工装的铰孔方法，包括以下步骤：
1）安装飞轮10，如图4所示，将更换的飞轮10吊运到曲轴端头板201外，对准彼此的销孔后插入圆柱阶梯销9，使得飞轮10定位在曲轴端头板201上。然后将3根定位螺栓分别插入连接飞轮10和曲轴端头板201，并分别拧紧定位螺栓端头的螺母71，从而将飞轮10定位固定在曲轴端头板201上，然后取出圆柱阶梯销9。
2）安装铰孔工装，先将铰模板1吊运到飞轮10外侧，再将台阶插销7左端依次穿过铰模板1的定位孔11、飞轮螺栓安装孔103和曲轴端头板201的通孔202，通过拧在台阶插销7左端端头上的螺母71将铰模板1、飞轮10和曲轴端头板201固定连接成一体。
铰套压板2定位在铰模板1的定位孔11上，且与飞轮10的待铰孔位置对应。将阶梯螺钉81分别拧入手用铰刀5将要穿过铰模板1的定位孔11两侧的螺纹孔13中，然后将铰套压板2的弧形槽23分别套在阶梯螺钉81中部的光轴811上。
组装手用铰刀5、铰刀接杆4和铰套3的组合件，将手用铰刀5的柄部51穿过铰套3一端后伸进铰刀接杆4一端的沉孔41中，再将4个内六角平端紧定螺钉42分别拧入铰刀接杆4一端中，使铰刀接杆4一端与手用铰刀5固定连接成一体。然后将手用铰刀5的切削刃部依次穿过铰套3的螺纹沉孔31，转动铰刀接杆4，使得铰刀接杆4的外螺纹与铰套3的大端轴套33的螺纹沉孔31旋合。
铰套3的大端轴套33左端插入铰套压板中心孔21中，并通过2个锥端紧定螺钉22将铰套压板2固定在铰套3的大端轴套33左端上，用扳手扳动铰刀接杆4左端端头的方头43，铰刀接杆4与手用铰刀5的联合体边旋转边向着飞轮铰制螺栓孔202方向移动，直至手用铰刀5的切削刃导向部52伸进需铰孔的飞轮铰制螺栓孔103中。
3）铰削飞轮铰制螺栓孔103和曲轴端板201的铰制螺栓孔202，将铰刀扳手6的中心方孔61套在铰刀接杆4右端端头的方头43上，用力压紧并转动铰刀扳手6，此时铰刀接杆4带动铰刀5、铰套3和铰套压板2一起绕手用铰刀5轴线转动。铰套压板2上的弧形槽23使得手用铰刀4的转动角度在30°～35°的范围内，顺时针转动30°～35°进行铰孔后再逆时针转动30°～35°，多次反复，直至完成铰孔。
除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式，凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围内。
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