一种适用于狭小空间的轴快速拆卸工具的设计与应用

2023.03.24

王兰黄敬贵刘玉东

摘要：针对卷烟设备上安装的一种轴，当其出现磨损需拆卸更换时，往往因其轴面光滑无受力点，且其内部空间狭小结构特点，使用传统的拆卸工具拆卸困难或无法拆卸，本文方案巧妙地应用了轴外端部润滑油加注孔结构，通过结构创新设计了一套拆卸工具，并将该工具与轴外端润滑油加注孔连接为一体，通过1个维修人员操作，即可达到快速有效拆卸的目的。

关键词：轴;维修;拆卸;拆卸工具

目前，在卷烟设备上有一种轴，一端是固定在设备主机架上，与主机架开孔之间过盈配合，并在轴四周均匀用沉头螺丝固定;另一端凸出于主机架外，用于安装离合器、齿轮和链轮等传动部件，传动部件外围安装有箱体。当这种轴出现磨损或其他故障需维修更换的情况下，往往因使用时间过长，轴与主机架开孔之间已出现锈死现象，而凸出于设备主机架端的轴面光滑，且与主机架面契合处较为平整无凹凸面等受力点，并且安装其外围的箱体往往因周边零部件较多不便于拆卸，致使其内部空间狭小，使用现有两角或三角拉力器、管子钳等拆卸工具都无法进行拆卸。不仅严重影响设备运行效率、影响生产运行，而且还增大了维修人员的劳动强度，增加了维修时间。经统计使用传统拆卸工具维修情况如下表：

1 提出设计思路

鉴于传统的拆卸工具所带来的不便拆卸困难，本文在总结以往拆卸经验的基础上，针对以上相关技术中的问题，特别是由于轴面光滑且无受力点的结构特点，提出改进设计思路：

（1）以上维修时间之所以很长，主要是因为轴的内部空间狭小，为便于维修操作，需对外围箱体进行拆除，而对外围部件进行解体的时间占据了大部分的维修时间。如能通过不拆卸外围箱体而完成轴的拆卸工作，以大大缩减维修时间。

（2）在外围箱体不拆卸的情况下，因其内部空间狭小，使用传统拆卸工具无法施展作业，需要寻找更加灵活便捷的操作工具来代替传统的工具。

（3）因轴面光滑且无受力点，如能查找应用其他受力点或支撑点，则可达到拆卸的目的。

基于以上设计思路，我们通过结构创新设计了独具特色的快速拆卸方案，该方案巧妙地应用了轴端润滑油加注孔结构作为工具连接受力点，设计了一套拆卸工具与其连接为一体，以达到不用拆卸外围箱体而且能快速有效拆卸的目的。

2 轴的快速拆卸工具设计方案

该设计方案为实现上述技术目的，通过图纸设计及样品制作及不断改进优化，最终形成如下技术方案（如图1）：该工具主要由套杆、活动锤、双头连接螺杆等组成。套杆的后端头部位配置有手柄，中端部位配置有限位挡板和活动锤;活动锤是个可以活动的套筒体，直接套装在套杆的外表面上;而在套杆的前端头部位的中心处则配置有螺丝孔;螺丝孔与双头连接螺杆一端的尺寸相同并配套安装在一起;双头连接螺杆的另一端则与轴的润滑油加注孔的尺寸相同并配套安装在一起;套杆其外径与轴的直径相同;双头连接螺杆的一端拧紧固定在套杆前端头部位的中心处的螺丝孔处，另一端与轴的润滑油加注孔进行旋紧连接，从而把套杆与轴固定连接在一起。

限位挡板其外径尺寸略大于活动锤的外径尺寸，有利于活动锤向限位挡板作敲击运动时，使限位挡板右侧面能完全接受到活动锤左侧面的敲击力，从而带动轴松动。活动锤外表面进行网纹滚花处理且其内径尺寸略大于套杆外径尺寸，便于活动锤沿套杆和轴的轴线作往复直线运动。双头连接螺杆两端为同方向螺丝结构，便于双头连接螺杆分别与套杆前端头的中心处的螺丝孔和轴的润滑油加注孔旋紧连接;中间设置有六角结构的凸台，便于扳手等工具拧紧装配或拆卸双头连接螺杆。轴拆卸工具一般选用45#圆钢，对其表面渗碳或者渗氮处理，以增加表面硬度、疲勞强度和耐磨性。

3 轴的快速拆卸工具操作步骤

因箱体周边零部件较多不便拆卸，致使其操作空间狭小，为实现不用解体周边箱体部件，又能在空间狭小的环境完成维修任务，因此设计了该套轴的快速拆卸工具。

请参阅图示（如图2），在对轴进行拆卸时主要分三个阶段步骤实施：即拆卸准备阶段、工具安装阶段和拆卸阶段。首先将轴上的离合器等传动部件拆卸下来，并将固定轴的沉头螺丝拆卸，然后将活动锤套装在套杆内，再将双头连接螺杆一端拧紧固定在套杆前端头的螺丝孔处，另一端拧紧固定在轴前端的润滑油加注孔处，即完成轴的快速拆卸工具的安装;进行拆卸工作时，用一只手握住手柄，另一只手握住活动锤，使活动锤沿套杆和轴的轴线做往复直线运动，并向活动锤施加向外的作用力，使其向限位挡板方向进行敲击，如此反复，使限位挡板受到向外的敲击力同时，带动轴逐渐从主机架上松脱出来，最终完成拆卸任务。

4 实验验证

通过对该工具的使用，其应用效果比较显著，不仅有效地解决了不用拆除箱体及箱体周边部件的工作难题，而且很好的找到了轴的受力点，从而达到在狭小空间快速拆除轴的目的，该工具的应用得到了车间维修师傅的一致好评。经统计使用该工具的维修时间分析如图3所示，其拆卸时间共计10分35秒，比以往使用传统工具的拆卸时间3小时左右，大大得到了缩短，效率显著提升。

5 有益效果

本方案是涉及卷烟设备技术领域，具体为一种适用于狭小空间内轴的快速拆卸工具。能有效解决在狭小空间内无法使用传统常用工具进行拆卸的问题，降低了劳动强度，节省了维修时间，工作效率得到显著提高。与传统维修方式相比较，其有益效果主要表现在以下几个方面：

（1）可减少维修人员数量。传统维修需2～3人操作，使用该工具仅1名维修人员即可完成拆卸任务。

（2）大大降低拆卸时间。使用该工具仅需十多分钟就可以轻松完成，而使用传统拉力器或管子钳等工具，不仅需要借助其他工具或物品，而且拆卸时间很长，视设备生锈程度，时间较短的也需要2～3小时。

（3）提高维修安全性。使用该工具操作方便、简洁，无潜在安全风险，使用传统维修工具因轴面光滑，不好受力，存在较多危险性。

（4）拓展性强。该工具不仅适用于烟草行业卷烟设备，也可适用于其他行业类似结构设备，拓展性和适用性较强。

（5）应用性灵活。该工具可以根据轴上润滑油加注孔的不同尺寸进行对应制作，增加了该工具的灵活性。

6 结语

本文主要从设备维修中存在的拆卸现状、拆卸工具设计方案和拆卸工具操作步骤以及该工具所带来的有益效果方面来阐述一种适用于狭小空间的轴的快速拆卸工具的设计与应用。

该工具加工制作简易、成本低、结构小巧，外观简洁，功能实用，方便携带，具有很强的实用意义和推广价值。

参考文献：

[1]濮良贵，陈国定，吴立言.机械设计（第9版）.高等教育出版社，2013，5.

[2]刘永贤.机械工程概论（第2版）.机械工业出版社，2017，2.

[3]王爱珍.机械工程材料.北京航空航天大学出版社，2009，2.

基金项目：企业自有资金（项目名称：一种适用于狭小空间的轴快速拆卸工具）

作者简介：黄敬贵（1969—），男，江西兴国人，本科（工学学士），高级工程师，研究方向：设备管理、工程技术改造管理工作;刘玉东（1982—），男，江西赣州人，本科（工学学士），工程师，注册安全工程师，研究方向：设备管理、工程技术改造工作。