設備維修專用工具的設計及應用

朱仁剛，高海駿，徐誠峰，李志強，周利彬，裴立坤

（江蘇法爾勝精工科技有限公司，江蘇江陰 214433）

0 引言

鋼絲和鋼絲繩生產是將盤條拉至成鋼絲和將鋼絲捻制成鋼絲繩的生產過程，常見的生產設備有水箱拉絲機、管式捻股機、雙捻機等。

1 設計背景

隨著科學技術的快速發展，與之而來的是鋼絲制品設備的高速蓬勃發展，相應的維修難度也增加了。在設備的維修安裝和拆卸過程中，經常出現難裝、難拆的現象，影響了維修進程。由于現場生產設備的獨臺性，導致無備用設備生產，且設備停臺時間較長耽誤正常生產，影響交貨期。因此，設計制作一系列安裝、拆卸專用維修工具[1]，以提高工作效率和質量。

2 設計介紹

2.1 安裝專用工具

2.1.1 雙捻機掛腳軸承安裝專用工具

雙捻機小船由兩端掛腳固定，兩端掛腳各通過1 只雙列調心球軸承與傳動主軸連接。雙捻機轉速較快，兩端軸承故障率高，維修困難。在更換損壞軸承時，由于其結構的特殊性，只能在車上現場更換。由于掛腳偏心大、重量大，又是調心球軸承[2]，安裝時需要一人扶正掛腳，另一人安裝軸承，在安裝時不能有偏差，否則極易損壞軸承花籃，造成軸承報廢（圖1）。同時，安裝時若兩人配合不當，容易敲到手指，存在安全隱患。現設計了套筒式安裝工具，安裝時只需將套筒套住主軸，就可對準安裝，不需要另一個人扶正掛腳（圖2）。原來需要2個人才能完成的安裝工作、現在只要1 人就能輕松解決，提高了工作效率，降低了勞動強度，為快速修復設備提供了強有力的技術保障（圖3）。

圖1 原需2 人才能安裝

圖2 掛腳軸承安裝工具

圖3 現只需1 人就能安裝

2.1.2 雙捻機主軸承裝配專用工具

雙捻機主軸軸承（7212CTYNSULP4、7210CTYNSULP4）是 角 接觸球軸承[2]，精度等級高、價格昂貴（每只軸承近千元），對裝配要求非常高，原來裝配時是通過敲棒敲擊來安裝，安裝過程中容易發生受力不均勻，單邊受力易損傷主軸（圖4）。由于單邊敲擊接觸面小、敲擊作用力大，極易造成軸承內邊崩口，損傷軸承。現設計了加長套筒式安裝工具，通過加長套筒安裝，由原來單邊受力變成軸承內圈整體受力安裝，徹底解決了損傷主軸和軸承的現象，安裝過程方便、可靠（圖5、圖6）。

圖4 原安裝方式

圖5 主軸承安裝工具

圖6 現安裝方式

2.2 拆卸專用工具

2.2.1 水箱拉絲機同步帶輪拆卸專用工具

水箱拉絲機故障主要是主傳動軸故障，而主傳動軸故障中3#軸故障率最高。3#軸是所有傳動軸中最難拆卸的，因為在3#軸的20齒同步帶輪上，緊靠20 齒帶輪后面還有1 只30 齒帶輪，2 個同步帶輪輪緊密接觸，中間只有1 只5 mm厚的墊片（圖7）。因帶輪間間隙小，拉馬無法插入也無法固定，常用的拆卸方法無法使用。因角度關系，作用力不能全部作用于拆卸方向，而且在拆卸過程中，敲擊經常導致3#軸和同步帶輪損傷、變形、損壞，所以敲擊法也無法使用。不僅給維修帶來一定困難，還造成維修成本提高，維修時間延長。現設計了專門用于拆卸3#軸同步帶輪的工具，采用2 個哈夫式滑塊設計，用6 只M12 螺絲正反向固定抱緊在帶輪上，利用哈夫式滑塊上專為拉馬拆卸設計的凸臺進行拆卸（圖8、圖9）。為快速修復設備提供了強有力技術保障[3]。

圖7 主軸3#軸結構

圖8 自制拉馬夾具

圖9 可輕松拆卸帶輪

2.2.2 管式捻股機小船內部專用拆卸工具

管式捻股機結構緊湊，各傳動部件間空間位置較小，對拆卸和裝配要求也高，特別是小船支架軸承和小船防振圈套的拆卸（圖10）。防振圈套、軸承與筒體墻板間距離小，又在筒體內部，僅通過筒體維修口維修，沒有敲擊空間；因防振圈套、軸承后面距離太小，拉馬腳放不進去，最小拉馬也無法使用，拆卸極其困難。為了防止維修時筒體慣性轉動撞到頭，維修時需要一人扶住筒體，另一人鉆進小船維修口，才能確保安全維修。針對此維修難題，專門研發了防振圈套拆卸的專用工具和小船軸承專用拆卸工具（圖11、圖12）。根據拉馬原理，加工1套專用卡套，將軸承和防振套卡住，專用卡套可隨螺紋頂針直接做前進、后退以調距。維修時，旋轉螺紋頂桿，專用卡套相應后退，軸承和防振圈套就能輕松被拉出，也不會磨損小軸（圖13）。維修時，先將專用卡套卡住軸承和防振圈套，一只手扶助筒體，另一只手就旋轉螺紋頂桿，將軸承和防振圈套拆下。只需一個人就能安全、高效地完成維修工作，徹底解決了管式捻股機防振圈套、小船支撐軸承的拆卸難題。

圖10 小船軸承拆卸操作空間極小

圖11 軸承專用拆卸工具

圖12 防振套專用拆卸工具

圖13 輕松拆卸軸承

3 使用效果

設備維修在使用專用工具后，原來需要2 人甚至多人才能完成的維修工作，現在只需要1 人即可完成。維修效率提高了，且維修質量也得到了保障，保障了生產的延續性，提高了產品質量。

4 應用總結

（1）減少維修人員損害，提高安全性。使用專用工具后，可以減少維修中的危險動作，減少維修誤操作帶來的設備損壞和維修人員傷害。

（2）節約維修成本，提高工作效益。使用維修專用工具安裝，拆卸簡單，操作方便，提高了維修效率，解決了因拆卸困難造成的零部件損壞及精度降低，減少了由于維修不當帶來的備件損耗，大大減少了維修時間和維修成本。

（3）保證工藝要求，提高產能。在維修過程中快速修復設備，減少停臺時間；提高裝配精度，延長設備使用時間，既滿足了工藝技術的要求，又提高了產品的產能。

（4）普適性。維修專用工具制作簡單、成本較低，對不同類型設備維修均可應用，對提升設備維修行業效率具有重要意義[4]。