YB45型硬盒包装机的一号轮组件的拨轴在轮体上的轴衬内往复旋转,带动夹紧抓闭合与开启,为避免烟支受到污染,此处的轴衬采用自润滑方式。在设备运转过程中,不可避免要发生拨轴与轴衬抱死、拨轴磨损、轴衬磨损等问题。一般拨轴的使用寿命为三个月,轴衬的使用寿命为六个月。发生上述情况时,要根据实际情况更换磨损的相关零件。更换零件时,受一号轮结构所限,难以拆卸。为了解决这个难题,在分析一号轮结构特点、具体尺寸的基础上,制作了一套专门拆卸拨轴和烟丝端轴衬的工装。
1 存在的问题
YB45型硬盒包装机的一号轮组件在设备运行过程中会出现拨轴与轴衬之间严重磨损、拨轴与轴衬之间抱死,使一号轮夹紧爪运动不准确、不灵活。造成烟支在一号轮部位发生损坏,主要表现为烟支触头、烟支刮伤等质量问题。
拨轴与轴衬抱死时拆卸拨轴,或烟丝端轴衬磨损时拆卸轴衬,受一号轮结构所限,都难以拆卸。通常采用敲打或撬动的方法,不但费时费力而且会对一号轮轮体造成不同程度的损伤。轮体损伤严重时则需对轮体进行更换,造成了不必要的浪费。
2 原因分析
2.1一号轮结构分析
一号轮烟支夹紧爪分别固定在各自的拨轴上,而拨轴分别安装在各自的轴衬内,拨轴与凸轮曲线接触,组成了凸轮摆杆机构。完成烟支组的夹持与释放。
如图1所示,轴衬安装在轮体上,当拨轴在轴衬内转动时起到自润滑的作用,并与轮体采用过盈配合;拨轴与轴衬之间为间隙配合。由于没有防尘装置,在设备运行时粉尘或其他杂质不可避免要进入拨轴与轴衬的间隙当中,使轴衬失去自
1. 轮体 2.拨轴(短) 3.轴衬(短) 4轴衬(长) 5.拨轴(长)
图1 轮体、轴衬、拨轴安装示意图
润滑作用,在复位弹簧和凸轮的共同作用下,拨轴向轴衬施加一定的压力,造成拨轴与轴衬抱死或拨轴与轴衬相接触部位发生摩擦而发生点蚀与剥落,点蚀和剥落都会增加零件表面的粗糙度值,使摩擦力继续增大,不断产生金属碎屑,使拨轴与轴衬磨损加剧,配合间隙变大,产生冲击,最终导致夹紧抓运动不准确而造成不合格烟支出现。
2.2 拨轴与轴衬拆卸困难原因分析
一号轮的轴衬共有4对,其中心线呈矩形分布,4根拨轴分别安装在4对轴衬内,烟丝端轴衬安装后,外端面被一号轮颈部圆柱面部分遮挡,拆卸时只能按图1向下方向拆卸,而轴衬与外壁为过盈配合,需施加一定的轴向力才可以实现。采用机械敲打的方法无可操作空间,若沿反方向拆卸势必会造成颈部圆柱面和轮体轴衬安装孔损伤。同理,当拨轴与轴衬发生抱死现象时,也因无操作空间而难以拆卸。
3 改进方案
经观察,图1中颈部上下平面相距37㎜,经过计算,拆卸拨轴(短)所需最短行程为14㎜(拨轴的摆杆部分超出轮体即可用其他方法将其取出),而拆卸拨轴(长)和烟丝端轴衬所需行程均小于14㎜。因此决定制作一套工装,将其放置在图1中颈部上下两平面之间,以上平面为支撑面,用颈部圆柱面 、下平面进行定位,用螺杆将拨轴和轴衬顶出。这样,在不损伤轮体的前提下可将拨轴与轴衬先后进行拆卸,因此,这个方案可行。
该工装将由支架、支撑杆、螺杆三部分组成。设计的支架如图2所示,支架
图2工装支架结构示意图
底板加工一个R17.5㎜的半圆形侧面,其余侧面外形尺寸按3(1)C平面侧边外形设计加工;支架上的2-M5螺纹孔相距16㎜,可安装螺杆以便顶出拨轴和轴衬;同时底板上还设计加工了两个M8的螺纹孔,起到存放工装支撑杆的作用。两个立柱和“U”型横梁工作时起到支撑的作用;为避免底板与拆卸轴衬时使用的支撑杆发生干涉,底板下平面设计有两个凹槽;为避免螺杆旋入时头部与横梁侧面发生干涉,在横梁侧面加工了两个R5的弧形缺口,工装支架的材料选用45钢。
4工装的使用
4.1拨轴的拆卸
将两个螺杆1安装在支架2上,注意螺杆不要超出支架2的平面,如图3
1.螺杆 2.支架 3.拨轴
图3拨轴拆卸示意图
所示,横向推入一轮的B、C平面之间,支架底板的圆弧形侧面贴在一号轮的圆柱面D为止,支架底板的前后两侧面与一号轮的外侧面完全对齐,这样就完成了工装的定位,然后用扳手旋转两螺杆即可将拨轴顶出(使用时要注意拨轴的拆卸顺序为先拆卸两根长拨轴,再拆卸两根短拨轴)。
4.2轴衬的拆卸
拆除拨轴、夹紧抓等零件后,如图4所示,将支撑杆4放入两轴衬3内,
1.螺杆 2.支架 3.轴衬 4支撑杆
图4轴衬拆卸示意图
然后定位工装,最后旋转螺杆,在支撑杆头部下平面的作用下将轴衬顶出。
5 使用效果
在多次维修拆卸时对工装中的螺杆强度进行了实测,螺杆的强度完全可以满足使用要求。在拆卸过程中也不会对轮体造成损伤,可实现拆卸拨轴和烟丝端轴衬两个功能,达到了设计要求。
表1统计了使用工装前、后拆卸一号轮烟丝端轴衬和拨轴与轴衬抱死时拆卸
表1使用工装前、后更换拨轴、轴衬时间对照表
拨轴的时间,从表1可以算出使用工装后拆卸拨轴平均节约了(29+26+32)÷3=29分钟;拆卸烟丝端轴衬平均节约了(11+13+10)÷3=13.3分钟。
从以上的时间统计可以看出,采用工装后节约了大量的维修时间。且采用工装后克服了原拆卸方法会对一号轮轮体造成损伤而更换轮体的弊端。因此,采用工装后也节约了维修成本。
结束语
一号轮拨轴和轴衬拆卸工装应用后,解决了拆卸一号轮拨轴和轴衬过程中费时费力的技术难题,同时也节约了维修成本,降低了拆卸难度,减轻了拆卸过程中的劳动强度,规范了拆卸方法。同时此项技术也可在YB25型软盒包装机的一号轮上得到应用。
参考文献
[1] 成大先.《机械设计手册》.第五版.北京.化学工业出版社.2007.11
[2]《YB45型硬盒包装机》.上海烟草机械有限责任公司.TAV-01.23X0003.01.01