鋁箔分切機(jī)下刀軸防斷鍵及防跳動(dòng)改進(jìn)

張品軍 龍思燦

摘要：鋁箔分切機(jī)刀軸錐頭緊固螺桿及錐頭聯(lián)動(dòng)鍵采用一體化設(shè)計(jì)。在設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，刀軸本身的重力及鋁箔張力會(huì)導(dǎo)致錐頭緊固螺桿松動(dòng)而磨損，致使間隙不斷擴(kuò)大，從而影響刀軸旋轉(zhuǎn)精度，導(dǎo)致切邊質(zhì)量不良，嚴(yán)重時(shí)會(huì)直接導(dǎo)致錐頭的緊固螺桿扭曲斷裂和錐頭聯(lián)動(dòng)鍵斷裂。針對(duì)以上這些問(wèn)題，技術(shù)人員對(duì)錐頭結(jié)構(gòu)和零部件以及加工工藝方面進(jìn)行改進(jìn)，通過(guò)改進(jìn)，有效延長(zhǎng)了使用壽命，且實(shí)現(xiàn)了兩年零故障的優(yōu)良效果。

關(guān)鍵詞：鋁箔分切機(jī);從動(dòng)錐頭;鍵;磨損;斷裂

Absrtact：the shaft taper head fastening screw and the taper joint key of the aluminum foil slitter machine are integrative designed. During the operation of the equipment，the gravity of the slitter shaft itself and the tension of aluminum foil will lead to loosening and wear of the taper head fastening screw，which will cause the gap to expand constantly，which will affect the rotation accuracy of the tool shaft and lead to poor cutting quality. When it is serious，it will lead directly to the twisted fracture of the fastening screw and the fracture of the taper joint key. In view of the above problems，the technicians have improved the conical head structure，parts and processing technology. Through the improvement，the service life has been effectively extended，and the excellent effect of two years zero fault has been realized.

Key words：aluminum foil slitter machine;follower cone;bond;wear;fracture

一、引言

鋁箔分切機(jī)是一種對(duì)卷狀鋁箔材料根據(jù)成品寬度要求，對(duì)其進(jìn)行縱向分條的設(shè)備，主要由開卷機(jī)（放卷）、不同包角的導(dǎo)輥裝置、縱向分條刀軸、夾送輥、面壓輥、卷取裝置（收卷）等幾部分組成，其主要功能是將較大寬度的卷材沿長(zhǎng)度方向剪切成小寬度和小卷徑的成品卷材，為后續(xù)工序做好準(zhǔn)備。其中分條刀軸是電子鋁箔分切機(jī)的關(guān)鍵組成部分，刀軸主要包含上刀軸（公套）、下刀軸（母套）刀軸本體、傳動(dòng)部分以及中心定位錐頭五個(gè)部分。刀軸本體通過(guò)從動(dòng)側(cè)錐頭錐面，插入從動(dòng)側(cè)錐套結(jié)構(gòu)，固定和定位刀軸中心，從而支撐刀軸以抵消工作時(shí)刀軸自重及鋁箔張力對(duì)刀軸產(chǎn)生的壓力影響，確保旋轉(zhuǎn)精度和穩(wěn)定性。

二、刀軸從動(dòng)側(cè)原始結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及存在的問(wèn)題

如上圖1是刀軸從動(dòng)側(cè)錐頭原始設(shè)計(jì)。刀軸從動(dòng)側(cè)錐頭內(nèi)的緊固螺桿實(shí)際也用于帶動(dòng)從動(dòng)側(cè)錐套結(jié)構(gòu)同步旋轉(zhuǎn)。在實(shí)際使用過(guò)程中，錐套緊固螺桿經(jīng)常扭曲變形，從而引起刀軸徑向跳動(dòng)增大，出現(xiàn)切邊不良，嚴(yán)重時(shí)直接出現(xiàn)緊固螺桿斷裂或附加導(dǎo)致錐頭聯(lián)動(dòng)鍵斷裂，無(wú)法使用。

三、原因分析

前文敘述過(guò)，原設(shè)計(jì)中，刀軸本體與錐頭是通過(guò)錐頭內(nèi)緊固螺桿連接鎖緊，從動(dòng)端的錐頭聯(lián)動(dòng)鍵主要用于帶動(dòng)從動(dòng)端錐套結(jié)構(gòu)同步旋轉(zhuǎn)。從結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中可以看出，刀軸錐頭與錐頭聯(lián)動(dòng)鍵采用一體式方案，而錐頭內(nèi)緊固螺桿又是主要連接固定刀軸本體與錐頭的重要部分，這種結(jié)構(gòu)兩個(gè)致命缺陷：一是由于刀軸本體與從動(dòng)端錐頭僅是通過(guò)螺桿連接，雖然在錐頭中間另外有一段凸出圓軸可插入刀軸本體內(nèi)凹孔中，可起到一定支撐作用，但由于這種裝配結(jié)構(gòu)，注定錐頭中間的凸出圓軸與刀軸本體內(nèi)凹孔不可能過(guò)盈配合，必須是間隙配合，必定存在一定的間隙余量以方便拆卸錐頭。而正因?yàn)榇碎g隙余量的原因，刀軸在運(yùn)轉(zhuǎn)中本身重力與鋁箔張力均施加在了錐頭中間的凸出圓軸緊固螺桿上，從而導(dǎo)致螺桿過(guò)度受力扭曲或斷裂;二是由于刀軸從動(dòng)端錐頭與錐頭聯(lián)動(dòng)鍵采用一體式設(shè)計(jì)加工，當(dāng)錐頭內(nèi)緊固螺桿受力扭曲時(shí)，錐頭錐面不能完全與從動(dòng)端錐套同心吻合，致使加大錐面的磨損，導(dǎo)致錐頭錐面與錐套配合間隙越來(lái)越大，最終導(dǎo)致刀軸跳動(dòng)加大或錐頭聯(lián)動(dòng)鍵斷裂，導(dǎo)致設(shè)備無(wú)法正常工作。

四、改進(jìn)過(guò)程與效果分析

針對(duì)上述這些問(wèn)題，技術(shù)人員通過(guò)分析和進(jìn)行技術(shù)探討，認(rèn)為將刀軸與錐頭之間起一定支撐作用的錐頭凸出圓軸（序號(hào)2）的直徑由原來(lái)的30mm加大至40mm，同時(shí)對(duì)刀軸本體的內(nèi)凹孔也同樣擴(kuò)大，以增大圓軸的耐壓力;其次，將錐頭凸出圓軸和錐頭（序號(hào)3、4）分體加工，且將其與刀軸內(nèi)凹孔之間的配合由原來(lái)的間隙配合調(diào)整為過(guò)盈配合，以增加其在使用過(guò)程中的穩(wěn)定性;再次，在圓軸加大條件下，將原緊固螺桿由原來(lái)的與刀軸本體連接結(jié)構(gòu)調(diào)整為與錐頭圓軸內(nèi)連結(jié)構(gòu)，將緊固螺桿的工作負(fù)荷轉(zhuǎn)移給錐頭圓軸，并將緊固螺桿（序號(hào)8）數(shù)量由原來(lái)4枚減少為2枚，此時(shí)的螺桿不再承擔(dān)刀軸重量，只起錐頭壓緊作用（如下圖2）。

上述改進(jìn)方案實(shí)施之后，刀軸運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程的穩(wěn)定性得到一定改善，跳動(dòng)明顯降低。但使用一段時(shí)間后仍然出現(xiàn)錐頭聯(lián)動(dòng)鍵斷裂的情況。

究其原因，分析主要還是沒有解決錐頭聯(lián)動(dòng)鍵因原設(shè)計(jì)加工方式導(dǎo)“應(yīng)力集中”的問(wèn)題。當(dāng)錐頭聯(lián)動(dòng)鍵與從動(dòng)錐套鍵槽不能正確結(jié)合時(shí)，旋轉(zhuǎn)啟停會(huì)對(duì)鍵產(chǎn)生沖擊剪切力，鍵的扭曲疲勞和斷裂是必然的，而錐頭本體與凸起鍵條之間存在應(yīng)力集中，所以斷裂往往發(fā)生在此處。

針對(duì)以上問(wèn)題，技術(shù)人員通過(guò)思考再次進(jìn)行了如下改進(jìn)。將錐頭聯(lián)動(dòng)鍵與錐頭（序號(hào)4、5）分體設(shè)計(jì)和加工，如下圖中部件4，分體設(shè)計(jì)將允許加大鍵條的寬度（10mm加大至16mm），鍵體淬火處理，提高抗疲勞及耐磨性能。同時(shí)在刀軸（序號(hào)1）的軸端也加工兩個(gè)鍵槽，并與從動(dòng)側(cè)錐套鍵槽對(duì)應(yīng)的結(jié)構(gòu)形式如圖3。

該方案實(shí)施后，經(jīng)過(guò)較長(zhǎng)時(shí)間考驗(yàn)，此聯(lián)動(dòng)鍵未再發(fā)生斷裂的情況，因聯(lián)動(dòng)鍵的故障問(wèn)題得到了根本杜絕，設(shè)備可靠性得到了很大提高，為工廠節(jié)約了維修成本，產(chǎn)品切邊品質(zhì)也得到了保障。

五、總結(jié)與體會(huì)

對(duì)于連續(xù)生產(chǎn)線設(shè)備，其關(guān)鍵部位的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，是非常重要的。其在設(shè)計(jì)時(shí)，要充分考慮力學(xué)因素，生產(chǎn)工況以及零件的加工精度;另外，關(guān)鍵部位的使用頻率、零部件的抗疲勞及耐磨性能都需要設(shè)計(jì)者、制造方、維護(hù)方多方保證。另外，操作者在使用設(shè)備時(shí)，也應(yīng)確認(rèn)結(jié)合正確，比如在設(shè)備相關(guān)部位作狀態(tài)標(biāo)記;出現(xiàn)異常應(yīng)及時(shí)反饋，不要累積和擴(kuò)大問(wèn)題、等設(shè)備完全無(wú)法運(yùn)轉(zhuǎn)了才報(bào)維修，這樣不斷會(huì)增加設(shè)備維修時(shí)間和成本，還會(huì)間接損耗整體設(shè)備的性能和精度。

（作者單位：乳源東陽(yáng)光優(yōu)艾希杰精箔有限公司）