GDX500包裝機(jī)內(nèi)襯打碼組件輸入軸的改進(jìn)

摘 要：為解決GDX500包裝機(jī)內(nèi)襯打碼組件輸入軸更換耗時(shí)長(zhǎng)，對(duì)輸入軸的結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)。采用分體軸的改進(jìn)方案，將輸入軸分為軸體以及軸頭兩部份，兩者間用圓環(huán)進(jìn)行定位，用沉頭螺釘進(jìn)行連接。更換時(shí)，僅需更換軸頭部分即可。應(yīng)用效果表明，改進(jìn)后輸入軸的更換耗時(shí)由1.8小時(shí)降低為0.5小時(shí)。

關(guān)鍵詞：GDX500包裝機(jī)；內(nèi)襯打碼組件輸入軸；分體軸

GDX500包裝機(jī)內(nèi)襯打碼組件由位于設(shè)備主傳動(dòng)箱體內(nèi)的輸出軸T與法蘭盤(pán)K相配合驅(qū)動(dòng)打碼輥M運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)內(nèi)襯的輸送和打碼工作，如圖1。由于運(yùn)行速度存在變化，輸入軸T的負(fù)載也隨之變化，在交變負(fù)載的影響下，輸入軸與法蘭盤(pán)相配合的部分出現(xiàn)疲勞磨損，如圖2，產(chǎn)生傳動(dòng)間隙，進(jìn)而導(dǎo)致內(nèi)襯裁切長(zhǎng)短、內(nèi)襯阻塞等故障。此時(shí)，需對(duì)輸入軸和法蘭盤(pán)進(jìn)行更換。

M.打碼輥、K.法蘭盤(pán)、T.輸入軸

1 存在問(wèn)題

根據(jù)輸入部分結(jié)構(gòu)示意圖3可知，輸入軸只能從設(shè)備前端進(jìn)行拆除。為此需拆除主傳動(dòng)箱體蓋板，拆卸潤(rùn)滑油管，松開(kāi)輸入軸上的螺母，取下齒輪和鍵，并拆除前端箱體后才能取出輸入軸。且由于輸入軸位于靠設(shè)備前端一側(cè)，拆裝空間較小。輸入軸的更換流程繁瑣，工作量大，且存在設(shè)備損傷風(fēng)險(xiǎn)，故導(dǎo)致維修更換耗時(shí)長(zhǎng)。

47.螺母，48.輸入軸，53.內(nèi)骨架油封，58.齒輪

在之前的設(shè)備技改中，為提高輸入軸的使用壽命，我們將輸入軸與法蘭盤(pán)的連接點(diǎn)由一個(gè)增加為兩個(gè)，有效的提高了輸入軸的使用壽命。然而由于磨損不可避免，輸入軸使用一段時(shí)間后仍需進(jìn)行更換。結(jié)合打碼組件輸入部份結(jié)構(gòu)以及輸入軸更換流程進(jìn)行分析，如圖4可知：輸入軸更換流程較為繁瑣，且耗時(shí)長(zhǎng)。單次更換輸入軸耗時(shí)為1.8小時(shí)，其中拆裝過(guò)程耗時(shí)1.5小時(shí)。

2 改進(jìn)方法

輸入軸從功能上可分為兩部分，如圖5，其一為軸體部分，用于接收主傳動(dòng)動(dòng)力，其二為軸頭部分，將動(dòng)力輸出給法蘭盤(pán)。

輸入軸的更換主要原因?yàn)檩S頭部分的磨損，因此我們將輸入軸改進(jìn)為分體軸，使軸體與軸頭分開(kāi)。則僅需拆除輸入軸前端箱體即可對(duì)磨損的軸頭部份進(jìn)行更換，更換過(guò)程簡(jiǎn)單快捷。

2.1 分體方案的選擇

可采用兩種方案實(shí)現(xiàn)聯(lián)軸器的分體設(shè)計(jì)，一是減少聯(lián)軸器大端面厚度，增加一個(gè)一端為凸牙，一端為凹槽的中鍵盤(pán)（類(lèi)似十字滑塊聯(lián)軸器結(jié)構(gòu)，如圖6。但十字滑塊聯(lián)軸器并不適用于高速運(yùn)轉(zhuǎn)工況，故放棄該方案。

二是將聯(lián)軸器從大端面進(jìn)行拆分，分為軸體及軸頭部分，以軸頭為動(dòng)力傳動(dòng)環(huán)節(jié)，如圖7。該方案軸體與軸頭部分在設(shè)計(jì)合適的定位、連接方式后，能有效保證軸體、軸頭之間的整體性，從而滿足改進(jìn)前的使用條件，采用該方案。

由于輸入軸大端面與油封存在配合關(guān)系，為使軸體部分大端面超過(guò)油封唇口，保證密封性，因此選擇軸體部份大端面厚度為5mm。

2.2 定位方式

常用的定位方式有槽式定位、定位銷(xiāo)定位。定位銷(xiāo)定位定位精度高，但在更換軸頭時(shí)拆除難度較大，且在軸頭與軸體大斷面上加工定位孔會(huì)降低其強(qiáng)度。槽式定位定位精度能滿足要求，且拆裝簡(jiǎn)便，故選擇槽式定位。輸入軸進(jìn)行回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，為使軸體定位槽在設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中不受力，避免被軸頭磨損，選擇圓型定位槽，軸頭上與槽配合的圓環(huán)外徑為15mm，高度為2mm，如圖8所示。

2.3 固定方式

軸頭與法蘭盤(pán)為間隙配合，為避免裝配干涉，使用2顆內(nèi)六角沉頭螺釘對(duì)軸頭進(jìn)行固定。軸體上鍵普通平鍵（圓頭），其寬度b=5mm，h=5mm，L=20mm，材料為45鋼。根據(jù)靜聯(lián)接鍵擠壓強(qiáng)度條件：，其中d=17mm，（單位：MPa）。計(jì)算得：根據(jù)螺桿剪切強(qiáng)度條件公式，其中（R為螺釘中心與軸頭中心距離），d為螺釘抗剪面直徑，即螺紋小徑，d=4.918mm，m=1，查表計(jì)算得，當(dāng)選用M6304不銹鋼沉頭螺釘，R為12.5mm時(shí)，滿足剪切強(qiáng)度條件。

至此，分體輸入軸的主要參數(shù)得以確定，結(jié)合改進(jìn)前輸入軸圖紙繪制改進(jìn)后的輸入軸圖紙并進(jìn)行加工，其示意圖如圖9所示。

3 改進(jìn)效果

GDX500包裝機(jī)內(nèi)襯打碼組件輸入軸改進(jìn)后，更換耗時(shí)為0.5小時(shí)，有效解決了輸入軸更換耗時(shí)長(zhǎng)的問(wèn)題，同時(shí)有效避免了以往更換輸入軸時(shí)存在的設(shè)備損傷隱患，改進(jìn)效果顯著。同時(shí)，更換輸入軸的單次維修成本也由改進(jìn)前的452.11元降低至156.52元。

參考文獻(xiàn)

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