王 東，劉亞男

（紅塔集團(tuán)楚雄卷煙廠，云南 楚雄 675000）

1 引言

巷道堆垛機(jī)是高架立體倉(cāng)庫(kù)中最核心的搬運(yùn)設(shè)備，伴隨著自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)的廣泛應(yīng)用，巷道堆垛機(jī)的穩(wěn)定性、可靠性、高效性越來越受到重視。行走裝置的穩(wěn)定性和可靠性是堆垛機(jī)高效運(yùn)行的基礎(chǔ)和前提，國(guó)內(nèi)外關(guān)于行走裝置和堆垛機(jī)結(jié)構(gòu)改進(jìn)方面的研究已經(jīng)相當(dāng)成熟[1-3]，目前較常用的就是采用文獻(xiàn)[1]中的側(cè)輪同步式行走機(jī)構(gòu)。然而，堆垛機(jī)行走輪系工作頻繁，主動(dòng)輪和被動(dòng)輪磨損較快，超過技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)后就必須對(duì)行走輪系進(jìn)行更換，在更換過程中由于缺少相應(yīng)的專用工具，拆卸過程相當(dāng)困難，特別是對(duì)于銹跡較重的情況，只能采用切割式破壞拆除方式，導(dǎo)致后期備件費(fèi)用和維護(hù)費(fèi)用增加。國(guó)內(nèi)外關(guān)于堆垛機(jī)行走輪系拆卸工具的研究尚沒有大的進(jìn)展，本文擬結(jié)合實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和理論分析，依據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)相關(guān)知識(shí)，設(shè)計(jì)出一種堆垛機(jī)行走輪系拆卸裝置，提高作業(yè)效率，減少維修人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。

紅塔集團(tuán)楚雄卷煙廠共有12臺(tái)堆垛機(jī)，其中卷包車間8臺(tái)，制絲車間4臺(tái)，每臺(tái)堆垛機(jī)行走輪系共有一個(gè)驅(qū)動(dòng)輪和一個(gè)被動(dòng)輪，驅(qū)動(dòng)輪和被動(dòng)輪表層經(jīng)過淬火處理，淬火層厚度大約4mm,當(dāng)磨損超過淬火層厚度，磨損會(huì)加劇，會(huì)造成以下后果：（1）主動(dòng)輪脆性斷裂，堆垛機(jī)傾覆，造成嚴(yán)重的安全事故。（2）由于驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)速一定，造成運(yùn)行效率降低。（3）當(dāng)主動(dòng)輪橢圓度偏離量超過0.2mm時(shí)，行走過程中噪音和振動(dòng)會(huì)急劇增加，影響堆垛機(jī)整體使用壽命。（4）造成堆垛機(jī)停不準(zhǔn)貨位位置或者紅外通訊中斷，造成堆垛機(jī)經(jīng)常性報(bào)警。（5）堆垛機(jī)立柱高約24m，滿載貨物時(shí)，在最頂部有撓度變形，當(dāng)行走輪磨損過大后，導(dǎo)致堆垛機(jī)貨叉在頂部時(shí)與貨架橫梁摩擦，損壞堆垛機(jī)貨叉，過度磨損的話，甚至在底層也會(huì)出現(xiàn)類似現(xiàn)象。

當(dāng)堆垛機(jī)的行走系統(tǒng)磨損超過4mm時(shí)，為保證堆垛機(jī)的正常運(yùn)行，必須更換行走輪系，因此，設(shè)計(jì)出一款專用拆裝工具很有必要。

2 行走輪系結(jié)構(gòu)分析和技術(shù)要求

堆垛機(jī)行走輪系是堆垛機(jī)的動(dòng)力輸入源，堆垛機(jī)整體重量超過10t，行走輪系包含有主驅(qū)動(dòng)輪和被動(dòng)輪，行走輪系的作用是將驅(qū)動(dòng)力傳遞給地軌，行走輪系穩(wěn)定運(yùn)行是確保堆垛機(jī)高效運(yùn)行的基礎(chǔ)。行走輪系主要包括：驅(qū)動(dòng)電機(jī)、主驅(qū)動(dòng)軸、主驅(qū)動(dòng)輥、下橫梁、調(diào)心滾子軸承、被動(dòng)軸、被動(dòng)輪、導(dǎo)向輪，主驅(qū)動(dòng)軸和驅(qū)動(dòng)輪之間通過1:10的錐度面進(jìn)行過盈配合。

主驅(qū)動(dòng)軸工程圖和裝配圖如圖1、圖2所示。

被動(dòng)軸和被動(dòng)輪之間也是通過1:10的錐度面進(jìn)行過盈配合的，如圖3所示。

行走輪系技術(shù)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(jié)構(gòu)和作業(yè)過程

當(dāng)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(shí)，就需要對(duì)行走輪系進(jìn)行更換，否則會(huì)導(dǎo)致上文所述的5種情況。

圖1 驅(qū)動(dòng)輪裝配圖

為了克服背景技術(shù)中的問題，在實(shí)踐過程中研究出一套可分別對(duì)驅(qū)動(dòng)輪和被動(dòng)輪進(jìn)行拆裝的專用工具，并且完全不會(huì)破壞主動(dòng)軸、被動(dòng)軸、行走輪的形位公差，確保更換后的堆垛機(jī)可以安全可靠運(yùn)行。

圖2 主驅(qū)動(dòng)軸

圖3 從動(dòng)軸

3.1 拆卸工具結(jié)構(gòu)

行走輪系拆卸工具包含有驅(qū)動(dòng)輪拆卸工具和被動(dòng)輪拆卸工具，如圖4所示。

結(jié)構(gòu)說明：

（1）長(zhǎng)固定支架；（2）螺母；（3）長(zhǎng)螺桿；（4）短固定支架；（5）短螺桿；（6）螺母；（7）萬(wàn)向節(jié)軸螺桿；（8）萬(wàn)向節(jié)軸螺母；（9）堆垛機(jī)下橫梁；（10）驅(qū)動(dòng)軸；（11）驅(qū)動(dòng)輪；（12）調(diào)心滾子軸承座；（13）卡簧；（14）調(diào)心滾子軸承座；（15）M24螺紋孔；（16）M24螺紋孔；（17）被動(dòng)軸；（18）拆卸工具作用在驅(qū)動(dòng)輪上的工作狀態(tài)；（19）拆卸工具作用在被動(dòng)輪上的工作狀態(tài)；（20）被動(dòng)輪。

固定支架和萬(wàn)象節(jié)軸工程圖如圖5、圖6所示。

3.2 作業(yè)過程

對(duì)于驅(qū)動(dòng)輪系來說，萬(wàn)向節(jié)軸M24螺桿7與驅(qū)動(dòng)軸中M24螺紋孔15進(jìn)行配合，萬(wàn)向節(jié)軸M30螺母8與M30長(zhǎng)螺桿3底部一側(cè)配合，長(zhǎng)固定支架1底部環(huán)與調(diào)心滾子軸承座12配合，M30長(zhǎng)螺桿3頂部一側(cè)穿過長(zhǎng)固定支架1頂部Φ32孔，M30長(zhǎng)螺桿3頂部與M30螺母2進(jìn)行配合。萬(wàn)向節(jié)軸與M24螺紋孔15和M30長(zhǎng)螺桿3配合過程中，可以旋轉(zhuǎn)一定的角度，確保M30長(zhǎng)螺桿3與螺紋孔15中心線即使不在一條直線上，也不會(huì)損壞螺紋孔15，保證驅(qū)動(dòng)軸10可以多次使用而不會(huì)損壞，提高驅(qū)動(dòng)軸10的使用壽命，降低備件費(fèi)用。維修人員通過46的扳手轉(zhuǎn)動(dòng)M30螺母2，力通過長(zhǎng)固定支架1、M30長(zhǎng)螺桿3、帶M24螺桿和帶M30螺母的萬(wàn)向節(jié)軸和M24螺紋孔15作用在驅(qū)動(dòng)軸10上，驅(qū)動(dòng)軸10和驅(qū)動(dòng)輪11之間是通過1:10的錐度面進(jìn)行過盈配合的，在力的作用下，二者分開，可將驅(qū)動(dòng)軸10和驅(qū)動(dòng)輪11取出。

圖4 結(jié)構(gòu)圖

圖5 固定支架工程圖

圖6 萬(wàn)向節(jié)軸工程圖

對(duì)于被動(dòng)輪系來說，萬(wàn)向節(jié)軸M24螺桿7與被動(dòng)軸中M24螺紋孔16進(jìn)行配合，萬(wàn)向節(jié)軸M30螺母8與M30短螺桿5底部一側(cè)配合，短固定支架4底部環(huán)與調(diào)心滾子軸承座14配合，M30短螺桿5頂部一側(cè)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(jìn)行配合。萬(wàn)向節(jié)軸與M24螺紋孔16和M30短螺桿5配合過程中，可以旋轉(zhuǎn)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(huì)損壞M24螺紋孔16，保證被動(dòng)軸17可以多次使用而不會(huì)損壞，提高被動(dòng)軸17的使用壽命，降低備件費(fèi)用。維修人員通過46的扳手轉(zhuǎn)動(dòng)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(wàn)向節(jié)軸和M24螺紋孔16作用在被動(dòng)軸17上，被動(dòng)軸17和被動(dòng)輪20之間是通過1:10的錐度面進(jìn)行過盈配合的，在力的作用下，二者分開，可將被動(dòng)軸17和被動(dòng)輪20取出。

4 結(jié)語(yǔ)

堆垛機(jī)行走輪系拆卸專用工具通過帶M24螺桿和帶M30螺母的萬(wàn)向節(jié)軸分別與主驅(qū)動(dòng)軸上M24螺紋孔相配合和長(zhǎng)、短螺桿進(jìn)行配合，完全不會(huì)破壞驅(qū)動(dòng)軸、被動(dòng)軸的螺紋及形位公差，可確保驅(qū)動(dòng)軸、被動(dòng)軸多次循環(huán)使用，節(jié)約備件費(fèi)用；可以杜絕驅(qū)動(dòng)輪和被動(dòng)輪空轉(zhuǎn)造成的橢圓度偏離量超過0.2mm，減少堆垛機(jī)的振動(dòng)，延長(zhǎng)堆垛機(jī)整體壽命；利用千斤頂分別將驅(qū)動(dòng)輪端和被動(dòng)輪端頂起，在地軌表面墊上墊片，可以同時(shí)對(duì)驅(qū)動(dòng)輪和被動(dòng)輪進(jìn)行作業(yè)，提高作業(yè)效率；與傳統(tǒng)的拆裝方法相比，可大幅度減少維修人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，一個(gè)維修人員即可完成作業(yè)。