插秧機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)皮帶安裝工具的設(shè)計(jì)

陳哲亞

（柳州五菱柳機(jī)動(dòng)力有限公司工程部，廣西 柳州 545005）

插秧機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)皮帶安裝工具的設(shè)計(jì)

陳哲亞

（柳州五菱柳機(jī)動(dòng)力有限公司工程部，廣西 柳州 545005）

該皮帶安裝工具巧妙地運(yùn)用現(xiàn)代安裝工具（氣動(dòng)扳手）和杠桿原理的結(jié)合，通過(guò)作用力與反作用力，力矩由工具頂部轉(zhuǎn)移到底部，皮帶快速?gòu)埦o，實(shí)現(xiàn)安裝，對(duì)于插秧機(jī)的大批量生產(chǎn)和野外維修保養(yǎng)都非常適用。

插秧機(jī)；皮帶安裝；工具；杠桿原理

插秧機(jī)和其他農(nóng)機(jī)具一樣，在我國(guó)廣大的農(nóng)村得到越來(lái)越普遍的使用，尤其在北方地區(qū)，市場(chǎng)需求量很大。插秧機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)和變速箱，是通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)上皮帶輪的皮帶，帶動(dòng)變速箱內(nèi)的齒輪軸的轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)。但是由于客觀因素制約，安裝條件有限，張緊發(fā)動(dòng)機(jī)和變速箱的皮帶，以及鎖緊發(fā)動(dòng)機(jī)和變速箱的螺栓，是非常困難的（圖1為插秧機(jī)產(chǎn)品總圖）。

圖1 插秧機(jī)產(chǎn)品總圖

以下常用辦法，對(duì)此均不可行：

（1）安裝空間有限，以至于很難用氣動(dòng)扳手等常用工具伸進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)和變速箱底部進(jìn)行作業(yè)，既使伸進(jìn)其中，也不便施力，故常用工具法行不通。

（2）土辦法，即一人用木棒撬動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)拉緊皮帶，另一人擰緊發(fā)動(dòng)機(jī)和變速箱的固定螺栓；但這種方法耗時(shí)耗力，每臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)皮帶的張緊度都不一樣，也不適合現(xiàn)代化生產(chǎn)理念，故也不適用。

因此，需設(shè)計(jì)一套專用工裝來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題。

1 工具的設(shè)計(jì)與分析

針對(duì)這種情況，設(shè)計(jì)了此套方便實(shí)用的皮帶安裝工具，既可在大批量生產(chǎn)總裝線上使用，又可用于插秧機(jī)的野外維修保養(yǎng)。該工具節(jié)省人力物力，大大減輕人的勞動(dòng)強(qiáng)度，一個(gè)人即可完成皮帶的安裝，并鎖緊發(fā)動(dòng)機(jī)和變速箱的所有螺栓。

工具由5個(gè)組件構(gòu)成：雙螺母1，連結(jié)螺栓2，右支臂3，左支臂4，銷軸5（如圖2所示）。

該工具的每個(gè)零件和整體的結(jié)構(gòu)功能是：銷軸5穿過(guò)右支臂3和左支臂4的銷孔，通過(guò)螺母把左右支臂連在一起；銷軸5與左右支臂的銷孔是過(guò)渡配合。安裝銷軸5后，左右支臂能自由轉(zhuǎn)動(dòng)。連結(jié)螺栓2的螺桿穿過(guò)右支臂頂部的螺紋孔，連結(jié)到左支臂頂部的螺紋盲孔內(nèi)，這套工具就基本形成。

其作用從力學(xué)角度的分析為：銷軸5為支點(diǎn)，左右支臂的交點(diǎn)（支點(diǎn)）到工具頂部的連結(jié)螺栓2的距離為力臂Ll(動(dòng)力臂)，在外力F（氣動(dòng)扳手或扳手）作用下，通過(guò)連結(jié)螺栓2移動(dòng)作用到左右支臂頂部，到左右支臂底部4個(gè)點(diǎn)與支撐發(fā)動(dòng)機(jī)和變速箱4個(gè)點(diǎn)接觸，形成F1(動(dòng)力)，左右支臂底部4個(gè)支撐發(fā)動(dòng)機(jī)和變速箱4個(gè)點(diǎn)（發(fā)動(dòng)機(jī)和變速箱各2個(gè)）到轉(zhuǎn)動(dòng)銷4的距離為L(zhǎng)2（阻力臂），安裝工具受外力F作用，對(duì)支撐發(fā)動(dòng)機(jī)和變速箱4個(gè)點(diǎn)同時(shí)作用，發(fā)動(dòng)機(jī)和變速箱4個(gè)點(diǎn)反作用左右支臂底部4個(gè)支撐發(fā)動(dòng)機(jī)和變速箱4個(gè)點(diǎn)，同時(shí)形成F2（阻力）。

據(jù)據(jù)杠桿平衡條件：

動(dòng)力F1×動(dòng)力臂=阻力F2×阻力臂L2，即

當(dāng)氣動(dòng)扳手（或者扳手）施力F后，支點(diǎn)頂部的左右支臂受力張開(kāi)，帶動(dòng)支點(diǎn)底部左右支臂張開(kāi)，使發(fā)動(dòng)機(jī)與變速箱做相離運(yùn)動(dòng)，從而使皮帶拉緊。

當(dāng)拉到指定位置后，即可裝配發(fā)動(dòng)機(jī)和變速箱的螺栓，用氣動(dòng)扳手或扳手?jǐn)Q緊螺栓，完成裝配工作。

外力F（氣動(dòng)扳手或扳手）對(duì)工具反向施力（–F），工具收縮，取出工具，完成全部發(fā)動(dòng)機(jī)皮帶安裝過(guò)程。

工具連結(jié)螺栓2上雙螺母1的作用，是防止氣動(dòng)扳手的力打得過(guò)大，使得發(fā)動(dòng)機(jī)皮帶張得過(guò)緊、導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)皮帶過(guò)早磨損失效而設(shè)定的過(guò)載保護(hù)裝置；由于螺母在螺桿上有可調(diào)性和雙螺母在螺桿有自鎖性功能，因此，當(dāng)安裝首件的皮帶調(diào)整好后，把雙螺母擰到右支端面靠緊，再相互擰緊，成自鎖狀態(tài)。第二件后都不需調(diào)整，氣動(dòng)扳手套筒把螺桿六角栓打到雙螺母外端面與右支臂端面貼合即可；如果氣動(dòng)扳手繼續(xù)施力，由于雙螺母在螺桿上的自鎖功能，將使得連結(jié)螺栓2不能前行，從而對(duì)皮帶起著保護(hù)作用。

2 使用效果分析

該工具通過(guò)螺桿移動(dòng)，來(lái)形成作用力與反作用力，運(yùn)用杠桿原理，把原屬在發(fā)動(dòng)機(jī)與變速箱底部施力部位，轉(zhuǎn)移到發(fā)動(dòng)機(jī)與變速箱頂部施力（見(jiàn)圖2），使極小的不利的安裝空間轉(zhuǎn)化為極大的安裝空間，有利于管道的氣動(dòng)扳手（常用工具——扳手）施展，巧妙地使發(fā)動(dòng)機(jī)與變速箱平穩(wěn)的作相互移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)皮帶的迅速?gòu)埦o，從而緊固發(fā)動(dòng)機(jī)與變速箱上的螺栓，實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)皮帶安裝；并配以雙螺母在螺栓2上的精準(zhǔn)微調(diào)和自鎖功能，裝出的機(jī)器效果比手工更加快速精準(zhǔn)。

利用現(xiàn)有管道送氣和氣動(dòng)扳手條件，特別適用大批量插秧機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)皮帶安裝生產(chǎn)線作業(yè)，裝出的發(fā)動(dòng)機(jī)皮帶的張緊度，幾乎臺(tái)臺(tái)相同，合格率很高。

對(duì)于野外維修使用，在沒(méi)有氣源和氣動(dòng)扳手的條件下，可用活動(dòng)扳手代替氣動(dòng)扳手，效果同樣很好。圖3是安裝工具實(shí)體設(shè)計(jì)的三維數(shù)模圖。

圖3 安裝工具實(shí)體設(shè)計(jì)三維數(shù)模圖

無(wú)論是大批量插秧機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)皮帶的安裝，還是野外維修使用，一個(gè)人即可完成；從而大大減輕人的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了產(chǎn)品的裝機(jī)品質(zhì)。

如果工具張緊距離不夠，可把左支臂或者右支臂的圓銷孔改為平鍵形槽孔(如圖2虛線所示)，使銷軸能自由滑動(dòng)即可。

3 結(jié)束語(yǔ)

該裝置的特點(diǎn)是：體積小，總質(zhì)量小，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，移動(dòng)靈活，攜帶方便，效果好，特別適合插秧機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)皮帶安裝的安裝；并且通過(guò)實(shí)際的使用，該安裝工具證明是簡(jiǎn)便實(shí)用的，希望能對(duì)其他發(fā)動(dòng)機(jī)皮帶安裝，提供有益的借鑒。

[1]彭前程.物理[M].北京：人民教育出版社，2005.

[2]薛源順.機(jī)床夾具設(shè)計(jì)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社出版，2004.

[3]馬文蔚，柯景鳳.物理學(xué)（上冊(cè)）[M].北京：高等教育出版社，1981.

[4]劉巽爾.互換性與技術(shù)測(cè)量[M].北京：中央廣播電視大學(xué)出版社，1985.

Design of Installation Tool Used in Conveyor Belt of Engine of Trans Planter

CHEN Zhe-ya
（Liuzhou Wuling LiujiPower Co.,Ltd.,Liuzhou Guangxi545005,China）

this device is a kind of conveyor belt installation tool,which combines modern installation tool called Standard Impact Wrench with lever theory ingeniously.It conveys the moment of force from the top to the bottom by acting force and reacting force so that finishes the installation quickly through straining the belt.The tool is useful to the trans planters which are produced on a large scale and maintained outdoors.

trans planter;installation of belt;tool;lever theory

TS914.51

B

1672-545X（2011）09-0098-02

2011-06-11

陳哲亞（1956—），男，廣西柳州人，工程師，大學(xué)專科,從事工藝工裝夾具設(shè)計(jì)工作。