ZB45包裝機(jī)主傳動(dòng)軸承專用安裝工具設(shè)計(jì)

王焜

（紅云紅河煙草（集團(tuán)）有限責(zé)任公司烏蘭浩特卷煙廠，內(nèi)蒙古 烏蘭浩特 137400）

1 問(wèn)題分析

ZB45包裝機(jī)機(jī)組的主傳動(dòng)由直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)，主電機(jī)的動(dòng)力經(jīng)過(guò)二級(jí)三角帶傳遞到彈性聯(lián)軸器M1，由M1傳送給主傳動(dòng)軸，傳動(dòng)軸上的齒輪分三路將主電機(jī)的動(dòng)力傳送給27個(gè)主傳動(dòng)齒輪。主傳動(dòng)軸是包裝機(jī)主傳動(dòng)鏈中傳遞速度最高的軸，其轉(zhuǎn)速可達(dá)到400r/min。主傳動(dòng)軸安裝精度的高低，直接影響著設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性。

包裝機(jī)在實(shí)際生產(chǎn)中高速負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，而在設(shè)備長(zhǎng)期運(yùn)轉(zhuǎn)后發(fā)現(xiàn)軸承需要定期更換，平均每個(gè)季度需要對(duì)軸承更換一次，如果包裝機(jī)主傳動(dòng)軸承未及時(shí)更換，則將出現(xiàn)較大的振動(dòng)，影響設(shè)備動(dòng)力輸出的穩(wěn)定性，在更換傳動(dòng)軸承的維修過(guò)程中，拆卸軸承后，主要采取敲擊方式進(jìn)行安裝，需要同時(shí)兩人配合完成，通過(guò)敲擊工具將安裝負(fù)荷傳遞到軸承表面，由于花鍵軸前端連接有緩沖離合器，屬于柔性連接，每次敲擊軸承時(shí)，都會(huì)產(chǎn)生反向作用力，導(dǎo)致軸承安裝精度低，維修人員需多次調(diào)，整才能逐漸將軸承敲擊到花鍵軸根部，這種方式容易造成軸承壽命縮短，甚至軸承損壞，影響傳動(dòng)系統(tǒng)，降低包裝機(jī)設(shè)備的維修效率。

2 改進(jìn)方法

為解決目前主傳動(dòng)軸承的更換過(guò)程存在安裝精度低的問(wèn)題，設(shè)計(jì)了一套專用軸承安裝工具，體積小，操作方便，精度高。針對(duì)軸承拆卸困難問(wèn)題進(jìn)行深入分析，傳統(tǒng)的敲擊式的安裝方法使軸承安裝過(guò)程中整體受力不均，更改成利用專用安裝工具采用螺紋傳力的原理，將調(diào)整螺母、墊片、壓塊安裝于螺桿上，將螺桿裝在主傳動(dòng)軸上，通過(guò)旋轉(zhuǎn)調(diào)整螺母來(lái)推動(dòng)軸承壓塊向前平穩(wěn)運(yùn)動(dòng)，壓塊與軸承內(nèi)外套緊密接觸，將軸承準(zhǔn)確的安裝在主傳動(dòng)軸上，這樣就避免了傳統(tǒng)安裝方式的缺陷。為了深入選擇合適的工具結(jié)構(gòu)、材料、尺寸及螺紋，進(jìn)行了如下分析。

（1）專用工具材料。通過(guò)分析軸承與軸承材料，決定40Cr合金鋼作為軸承安裝工具的材料。

（2）專用螺母設(shè)計(jì)。為了便于用呆扳手或者棘輪扳手旋動(dòng)，將螺母一端設(shè)計(jì)成六角形；絲桿型號(hào)選用為三角螺紋，外徑為M30mm，考慮到旋動(dòng)強(qiáng)度和工具常用尺寸，我們將螺母內(nèi)徑尺寸設(shè)計(jì)成M30mm，厚度設(shè)計(jì)為20mm，螺母尺寸為M30×20，圖1所示。

圖1 專用螺母

（3）專用螺桿設(shè)計(jì)?？紤]到三角形螺紋具有良好的自鎖性，壓根強(qiáng)度高，因此，螺桿選取三角形的螺紋，查閱主傳動(dòng)花鍵軸電子圖冊(cè)得知，軸頭尺寸為M20mm，因此，我們將螺桿內(nèi)螺紋設(shè)定為M20mm，可以與花鍵軸相配合。螺桿強(qiáng)度計(jì)算：

式中，d1為螺紋小徑，mm；F為螺桿承受的軸向工作載荷，N；[σ]為許用應(yīng)力，N/mm2。

在安裝軸承過(guò)程中，需1人操作，取1人提供的平均拉力F1=1600N，帶入以上公式求得：d1≥28．55mm，故螺桿選用M30三角螺紋，長(zhǎng)度為110mm。螺桿尺寸即為M30，如圖2所示。

圖2 專用螺桿

（4）專用墊片設(shè)計(jì)。墊片選取通用圓形，根據(jù)螺桿外徑尺寸，我們將墊片尺寸設(shè)計(jì)為φ30，可與螺母緊密配合。如圖3所示。

圖3 專用螺桿

（5）專用軸承壓塊設(shè)計(jì)。根據(jù)軸承形狀，我們將壓塊的形狀設(shè)計(jì)成圓柱形，根據(jù)螺桿外徑尺寸，我們將墊片尺寸設(shè)計(jì)為φ30，可與螺母緊密配合。如圖4所示。

圖4 專用螺桿

（6）專用工具安裝。通過(guò)圖5所示，利用扳手通過(guò)調(diào)整螺母將軸承墊片與軸承壓塊推動(dòng)主傳動(dòng)軸承緩慢向前運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)了軸承的精準(zhǔn)安裝，滿足實(shí)際安裝需要。

圖5 改進(jìn)后軸承安裝工具示意圖

3 結(jié)語(yǔ)

實(shí)踐證明，ZB45包裝機(jī)主傳動(dòng)軸承專用安裝工具解決了軸承安裝困難、安裝精度低問(wèn)題，提高了維修包裝機(jī)維修效率，降低了維修勞動(dòng)強(qiáng)度，保證了設(shè)備軸承安裝精度，由于ZB45硬盒包裝機(jī)與ZB25軟盒包裝機(jī)主傳動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)相同，因此，該安裝工具有較好的通用性。