巷道堆垛機行走輪系專用拆卸工具

王 東，劉亞男

（紅塔集團楚雄卷煙廠，云南 楚雄 675000）

1 引言

巷道堆垛機是高架立體倉庫中最核心的搬運設備，伴隨著自動化立體倉庫的廣泛應用，巷道堆垛機的穩定性、可靠性、高效性越來越受到重視。行走裝置的穩定性和可靠性是堆垛機高效運行的基礎和前提，國內外關于行走裝置和堆垛機結構改進方面的研究已經相當成熟[1-3]，目前較常用的就是采用文獻[1]中的側輪同步式行走機構。然而，堆垛機行走輪系工作頻繁，主動輪和被動輪磨損較快，超過技術標準后就必須對行走輪系進行更換，在更換過程中由于缺少相應的專用工具，拆卸過程相當困難，特別是對于銹跡較重的情況，只能采用切割式破壞拆除方式，導致后期備件費用和維護費用增加。國內外關于堆垛機行走輪系拆卸工具的研究尚沒有大的進展，本文擬結合實踐經驗和理論分析，依據機械設計相關知識，設計出一種堆垛機行走輪系拆卸裝置，提高作業效率，減少維修人員的勞動強度。

紅塔集團楚雄卷煙廠共有12臺堆垛機，其中卷包車間8臺，制絲車間4臺，每臺堆垛機行走輪系共有一個驅動輪和一個被動輪，驅動輪和被動輪表層經過淬火處理，淬火層厚度大約4mm,當磨損超過淬火層厚度，磨損會加劇，會造成以下后果：（1）主動輪脆性斷裂，堆垛機傾覆，造成嚴重的安全事故。（2）由于驅動電機轉速一定，造成運行效率降低。（3）當主動輪橢圓度偏離量超過0.2mm時，行走過程中噪音和振動會急劇增加，影響堆垛機整體使用壽命。（4）造成堆垛機停不準貨位位置或者紅外通訊中斷，造成堆垛機經常性報警。（5）堆垛機立柱高約24m，滿載貨物時，在最頂部有撓度變形，當行走輪磨損過大后，導致堆垛機貨叉在頂部時與貨架橫梁摩擦，損壞堆垛機貨叉，過度磨損的話，甚至在底層也會出現類似現象。

當堆垛機的行走系統磨損超過4mm時，為保證堆垛機的正常運行，必須更換行走輪系，因此，設計出一款專用拆裝工具很有必要。

2 行走輪系結構分析和技術要求

堆垛機行走輪系是堆垛機的動力輸入源，堆垛機整體重量超過10t，行走輪系包含有主驅動輪和被動輪，行走輪系的作用是將驅動力傳遞給地軌，行走輪系穩定運行是確保堆垛機高效運行的基礎。行走輪系主要包括：驅動電機、主驅動軸、主驅動輥、下橫梁、調心滾子軸承、被動軸、被動輪、導向輪，主驅動軸和驅動輪之間通過1:10的錐度面進行過盈配合。

主驅動軸工程圖和裝配圖如圖1、圖2所示。

被動軸和被動輪之間也是通過1:10的錐度面進行過盈配合的，如圖3所示。

行走輪系技術要求：

（1）磨損情況（最小直徑266mm）；（2）橢圓度（最大偏離量0.2mm）[1]。

3 拆卸工具的結構和作業過程

當行走輪系磨損程度超過最小直徑266mm或者橢圓度最大偏離量大于0.2mm時，就需要對行走輪系進行更換，否則會導致上文所述的5種情況。

圖1 驅動輪裝配圖

為了克服背景技術中的問題，在實踐過程中研究出一套可分別對驅動輪和被動輪進行拆裝的專用工具，并且完全不會破壞主動軸、被動軸、行走輪的形位公差，確保更換后的堆垛機可以安全可靠運行。

圖2 主驅動軸

圖3 從動軸

3.1 拆卸工具結構

行走輪系拆卸工具包含有驅動輪拆卸工具和被動輪拆卸工具，如圖4所示。

結構說明：

（1）長固定支架；（2）螺母；（3）長螺桿；（4）短固定支架；（5）短螺桿；（6）螺母；（7）萬向節軸螺桿；（8）萬向節軸螺母；（9）堆垛機下橫梁；（10）驅動軸；（11）驅動輪；（12）調心滾子軸承座；（13）卡簧；（14）調心滾子軸承座；（15）M24螺紋孔；（16）M24螺紋孔；（17）被動軸；（18）拆卸工具作用在驅動輪上的工作狀態；（19）拆卸工具作用在被動輪上的工作狀態；（20）被動輪。

固定支架和萬象節軸工程圖如圖5、圖6所示。

3.2 作業過程

對于驅動輪系來說，萬向節軸M24螺桿7與驅動軸中M24螺紋孔15進行配合，萬向節軸M30螺母8與M30長螺桿3底部一側配合，長固定支架1底部環與調心滾子軸承座12配合，M30長螺桿3頂部一側穿過長固定支架1頂部Φ32孔，M30長螺桿3頂部與M30螺母2進行配合。萬向節軸與M24螺紋孔15和M30長螺桿3配合過程中，可以旋轉一定的角度，確保M30長螺桿3與螺紋孔15中心線即使不在一條直線上，也不會損壞螺紋孔15，保證驅動軸10可以多次使用而不會損壞，提高驅動軸10的使用壽命，降低備件費用。維修人員通過46的扳手轉動M30螺母2，力通過長固定支架1、M30長螺桿3、帶M24螺桿和帶M30螺母的萬向節軸和M24螺紋孔15作用在驅動軸10上，驅動軸10和驅動輪11之間是通過1:10的錐度面進行過盈配合的，在力的作用下，二者分開，可將驅動軸10和驅動輪11取出。

圖4 結構圖

圖5 固定支架工程圖

圖6 萬向節軸工程圖

對于被動輪系來說，萬向節軸M24螺桿7與被動軸中M24螺紋孔16進行配合，萬向節軸M30螺母8與M30短螺桿5底部一側配合，短固定支架4底部環與調心滾子軸承座14配合，M30短螺桿5頂部一側穿過短固定支架4頂部Φ32孔，M30短螺桿5頂部與M30螺母6進行配合。萬向節軸與M24螺紋孔16和M30短螺桿5配合過程中，可以旋轉一定的角度，確保M30短螺桿5與M24螺紋孔16中心線即使不在一條直線上，也不會損壞M24螺紋孔16，保證被動軸17可以多次使用而不會損壞，提高被動軸17的使用壽命，降低備件費用。維修人員通過46的扳手轉動M30螺母6，力通過短固定支架4、M30短螺桿5、帶M24螺桿和帶M30螺母的萬向節軸和M24螺紋孔16作用在被動軸17上，被動軸17和被動輪20之間是通過1:10的錐度面進行過盈配合的，在力的作用下，二者分開，可將被動軸17和被動輪20取出。

4 結語

堆垛機行走輪系拆卸專用工具通過帶M24螺桿和帶M30螺母的萬向節軸分別與主驅動軸上M24螺紋孔相配合和長、短螺桿進行配合，完全不會破壞驅動軸、被動軸的螺紋及形位公差，可確保驅動軸、被動軸多次循環使用，節約備件費用；可以杜絕驅動輪和被動輪空轉造成的橢圓度偏離量超過0.2mm，減少堆垛機的振動，延長堆垛機整體壽命；利用千斤頂分別將驅動輪端和被動輪端頂起，在地軌表面墊上墊片，可以同時對驅動輪和被動輪進行作業，提高作業效率；與傳統的拆裝方法相比，可大幅度減少維修人員的勞動強度，一個維修人員即可完成作業。