[科普中国]-轴承拉拔器

简介

轴承拉拔器是将内轴承从轴承座内取出的装置，是一种内装轴承拉拔器，其包括安装板、拉力螺栓和通丝螺栓；有不少于二个的拉力螺栓，每个拉力螺栓的底部有能挂住内装轴承底部的拉爪，在每个拉力螺栓上安装有紧固螺母，在安装板的中部有不少于一个的长孔，长孔的宽度大于拉力螺栓的直径，每个拉力螺栓的下端穿过长孔并伸到安装板的下方，紧固螺母能卡在长孔处的安装板上；在长孔外侧的安装板上固定有不少于两个的定位螺母。实用新型结构合理而紧凑，能快速、方便的拆取不同直径、长度的石墨和碳化硅轴承，而且在拆取时不会对内轴承造成损伤，因而极大的降低了因内轴承损坏造成的产品成本的增加，也极大的提高了拆取内轴承的工作效率。

车桥轮毂内轴承拉拔器，包括拔套、导向柱和导块,导块穿在导向柱上,导向柱固定在拔套上，导块上有与导向柱同向的螺栓。使用本实用新型能够轻松的将卡车车桥轮毂内轴承拔出，不会损伤车桥桥壳等贵重零部件。

车桥轮毂内轴承拔出器，其特征在于：包括拔套、 导向柱和导块，导块穿在导向柱上，导向柱固定在拔套上,导块上有与导向柱同向 的螺栓1。

外转子电动机新型轴承拉拔器设计由于外转子电动机其结构与普通电动机完全不同，在电动机检维修的过程中有如下难题。

(1) 电动机进线从轴中心穿出，拉拔器的中心支撑点无法直接顶在轴心处。如果将支撑点支撑在轴的边界，由于力的作用会滑出轴表面，无法为拉拔器提供足够的作用力。

(2) 电动机轴承与线圈间隙格外狭小，普通轴承拉拔器无法伸入，选型太大会伤到线圈，选型太小完全勾不住轴承。

以上2点原因使外转子电机检修格外困难，每次检维修外转子电动机时都会在轴承的拆卸上耗费大量的时间，并且会对线圈造成损伤。

原始拆卸轴承方法：

(1) 对于进线电缆从轴中心穿出的问题，需要借助一个“Y”形构件将轴端面进行支撑，构件上侧再垫金属板进行支撑。此类方法进行操作时，由于螺杆转动下降时力的不平衡性，会将构件挤偏中心线。

(2) 对于轴承拉拔器拉力臂无法伸入轴承后侧的问题，若轴承与线圈距离很小，则使用钢丝或电线绕过轴承下侧连接拉拔器横梁端进行拉拔操作。此种方法由于材料的延展性，会造成轴承受力不平衡，损害电机中轴。

解决方案分析原始方法费时费力，因此急需设计制造一种工具用来方便的拆卸轴承以达到及时维修电机的目的。针对在维修外转子电动机时遇到的两点问题，通过仔细研究讨论，决定采用如下方案的实施：

(1) 垫块设计

首先对于电动机进线处无法支撑拉拔器受力端的问题，可采用隔离电线的方法解决。由于轴向受力需要直接作用在轴心处，并且进线电缆可以弯曲。因此，可以设计一个带槽的垫块，一方面使电缆可沿槽的方向从侧面引出，另一方面，拉拔器的支撑点可直接支撑在垫块的表面处，同时在垫块与轴的接触表面镗一个略比轴直径大的圆槽，可扣住转子轴，确保在使用中不会滑动。经过对转子轴的测量，确定了具体垫块的外形及尺寸。

(2) 拉力臂设计

电动机轴承与线圈间隙格外狭小，普通轴承拉拔器选型太大无法伸入轴承内侧，选型太小则完全勾不住轴承。针对这个问题，需要设计出一种能不伤线圈同时有足够强度能作用在轴承上的拉拔工具。为了合理利用现有工具，保留拉拔器横梁及螺杆部分，不但充分利用了专业拉拔器的强度和精度，而且节省了材料。再设计之前，需要测出最小拉力值用来决定具体设计方案。

将带轴承的转子送至力学实验室进行测试。通过拉伸机对轴承所需拉力的测试3次，可得将轴承拉下轴所需的力分别为25kN、23kN 及23kN，这样便得到了将轴承拉下所需的最小力为25kN2。

解决方案的实施经过小组的讨论，提出2种设计方案，一种为一体式设计，另一种为分体式设计。

1. 一体式设计方案

通过测量轴承外壁与线圈的间距以及轴承内侧可深入的长度，设计出一体版轴承拉拔器的拉力臂。

新设计轴承拉拔器可以解决普通拉拔器无法伸入轴承内部的问题。现场外转子电机均使用6 206轴承，内径为30 mm、外径62 mm，拉钩设计长度13mm，不但不会伤到轴表面，而且恰好卡在轴承内套可受力部位。

使用方法: 拉力臂末端设计可旋转的拉钩，通过下侧螺栓固定。在使用中，将拉钩旋转至顺缝隙的方向伸入，之后旋转90°至挂住轴承的位置，再受力拉轴承便可将轴承拉下。

对新设计拉拔器所用材料进行材料力学性能测试，设计采用的材料为45号钢，单侧拉力臂为长22mm、宽20mm、高140mm的长方体，因此选择半径为12mm的圆柱体钢为原材料。经过试验，钢试件抗拉力大于100kN远大于25 kN，因此完全符合要求。剪应力也符合要求，因此45号钢材料可取。

在对一体版拉力臂进行力学试验时，在底部半径7mm的圆柱体与长方体接触边应力集中处，发生断裂，因此初次设计方案不可行。

2．分体式设计方案

由于半径12mm以上的材料性能完全符合要求，因此不需更换材料，只需从设计方式着手修改设计方案。分体式拉拔器拉力臂设计为上下两部分。为了确保材料强度，则下侧拉钩处选择一体化设计。

下侧拉钩一体化成型确保了强度，并且拉钩长13mm同样确保了轴承受力位置的合理性。上下两部分先对接，再用2颗销子进行固定。不但不会使下侧拉钩晃动伤到线圈，而且使用便捷，拆装容易。

通过力学性能试验，测得拉力臂下半部分抗拉应力>40 kN、拉力臂下半部分抗弯应力>35 kN、拉力臂上半部分抗拉应力>40 kN、拉力臂上半部分抗弯应力>20 kN，远远满足设计需要。同时，上半部分材料受弯曲应力很小可忽略，可认为仅受拉伸力影响，同时，上半部分厚度是下半部分厚度的2倍，因此更加符合设计要求。

最后一项试验为销子抗剪力性能试验，所设计销子为内径8mm的圆柱钢，单个材料抗剪应力达15kN以上。由于一套轴承拉拔器共用4颗销子，根据应力分散原理，同时分担25 kN的应力，每颗销子承担到7kN就足以实现功能，因此销子也符合设计性能要求。

新设计的外转子电动机新型轴承拉拔器加工简便、使用方便、组装容易、成本低廉，最重要的完全可以实现拆卸轴承功能，并能符合所需性能及合理性2。

总结通过使用新设计轴承拉拔器，可以取得巨大的效益，以乙烯厂裂解炉引风机为例，如果电机维修不及时，导致主机过热裂解炉停车，按照乙烯装置单台裂解炉日常处理石脑油40 t /h、乙烯产量13 t /h、丙烷7t /h、丁二烯2 t /h。乙烯的差价3000元/吨，丙烷的差价2000元/吨，丁二烯20000元/吨，若单台裂解炉停车，需要24h才能恢复生产，将损失223万元。

同时裂解炉停机并会使炉压由负变正，使裂解炉测量仪表烧毁，在10月份的事故中，一次烧毁热电偶近35台，每台价值约3000元，造成直接经济损失10余万元。按平均每年一次故障计算，故使用新型轴承拉拔器后每年共创效益230余万元，经济和社会效益明显3。