ZB45包裝機主傳動軸承專用安裝工具設計

王焜

（紅云紅河煙草（集團）有限責任公司烏蘭浩特卷煙廠，內蒙古 烏蘭浩特 137400）

1 問題分析

ZB45包裝機機組的主傳動由直流電機驅動，主電機的動力經過二級三角帶傳遞到彈性聯軸器M1，由M1傳送給主傳動軸，傳動軸上的齒輪分三路將主電機的動力傳送給27個主傳動齒輪。主傳動軸是包裝機主傳動鏈中傳遞速度最高的軸，其轉速可達到400r/min。主傳動軸安裝精度的高低，直接影響著設備運行的穩定性。

包裝機在實際生產中高速負荷運轉，而在設備長期運轉后發現軸承需要定期更換，平均每個季度需要對軸承更換一次，如果包裝機主傳動軸承未及時更換，則將出現較大的振動，影響設備動力輸出的穩定性，在更換傳動軸承的維修過程中，拆卸軸承后，主要采取敲擊方式進行安裝，需要同時兩人配合完成，通過敲擊工具將安裝負荷傳遞到軸承表面，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，都會產生反向作用力，導致軸承安裝精度低，維修人員需多次調，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，影響傳動系統，降低包裝機設備的維修效率。

2 改進方法

為解決目前主傳動軸承的更換過程存在安裝精度低的問題，設計了一套專用軸承安裝工具，體積小，操作方便，精度高。針對軸承拆卸困難問題進行深入分析，傳統的敲擊式的安裝方法使軸承安裝過程中整體受力不均，更改成利用專用安裝工具采用螺紋傳力的原理，將調整螺母、墊片、壓塊安裝于螺桿上，將螺桿裝在主傳動軸上，通過旋轉調整螺母來推動軸承壓塊向前平穩運動，壓塊與軸承內外套緊密接觸，將軸承準確的安裝在主傳動軸上，這樣就避免了傳統安裝方式的缺陷。為了深入選擇合適的工具結構、材料、尺寸及螺紋，進行了如下分析。

（1）專用工具材料。通過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）專用螺母設計。為了便于用呆扳手或者棘輪扳手旋動，將螺母一端設計成六角形；絲桿型號選用為三角螺紋，外徑為M30mm，考慮到旋動強度和工具常用尺寸，我們將螺母內徑尺寸設計成M30mm，厚度設計為20mm，螺母尺寸為M30×20，圖1所示。

圖1 專用螺母

（3）專用螺桿設計。考慮到三角形螺紋具有良好的自鎖性，壓根強度高，因此，螺桿選取三角形的螺紋，查閱主傳動花鍵軸電子圖冊得知，軸頭尺寸為M20mm，因此，我們將螺桿內螺紋設定為M20mm，可以與花鍵軸相配合。螺桿強度計算：

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

在安裝軸承過程中，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）專用墊片設計。墊片選取通用圓形，根據螺桿外徑尺寸，我們將墊片尺寸設計為φ30，可與螺母緊密配合。如圖3所示。

圖3 專用螺桿

（5）專用軸承壓塊設計。根據軸承形狀，我們將壓塊的形狀設計成圓柱形，根據螺桿外徑尺寸，我們將墊片尺寸設計為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。通過圖5所示，利用扳手通過調整螺母將軸承墊片與軸承壓塊推動主傳動軸承緩慢向前運動，實現了軸承的精準安裝，滿足實際安裝需要。

圖5 改進后軸承安裝工具示意圖

3 結語

實踐證明，ZB45包裝機主傳動軸承專用安裝工具解決了軸承安裝困難、安裝精度低問題，提高了維修包裝機維修效率，降低了維修勞動強度，保證了設備軸承安裝精度，由于ZB45硬盒包裝機與ZB25軟盒包裝機主傳動系統結構相同，因此，該安裝工具有較好的通用性。