一种铺料车轮磨损变形检测工具的设计

杨彪 马加平 赵庆辉 方瑞萍 高闯

（红云红河烟草（集团）有限责任公司 会泽卷烟厂，云南会泽 654200）

0.引言

贮柜是卷烟制丝线用于储存和均衡物料水分的重要设备，其主要功能是保障车间原料、半成品、成品等的储存和水份平衡，它们是各工序之间的节点，可以起到调节生产时间，改变生产品种，提高设备运行效率的作用。铺料车是实现贮柜进行正常布料的关键设备之一，在进料时，铺料车沿着导轨往复运动，日积月累铺料车的轮子会有不同程度的磨损、变形，导致铺料车在导轨上跑偏甚至卡死。

通过查阅文献资料，赖林[1]等人结合制丝车间贮柜布料的工艺要求，通过激光测距仪获取贮柜铺料车在布料过程中的位置，利用PLC进行实时数据采集，建立了贮柜铺料车位置预警系统。张礼程[2]等人针对贮柜频繁出现铺料车压边带物料积料现象，研发设计安装布料带自动清吹装置。张兴礼[3]等人研制了一种贮叶柜往复铺料车的双驱动装置，有效减少了贮叶柜铺料车输送带打滑问题。但未找到关于铺料车轮磨损变形检测方法的相关阐述。通过咨询，其他生产厂均是用钢尺粗略测量铺料车轮子不同位置的半径，这样粗略测量，无法固定起始点，测量误差较大，不能很好地为轮子更换及维修提供依据。为了填补这一空白，本文研究了一种铺料车轮磨损变形检测工具。

1.车间铺料车现状及相关处理办法

目前车间涉及在用贮柜主要分布在梗线、叶片线及叶丝线，型号有GDT(D)H10型对顶式贮柜、GDT20H10型对顶式贮柜、GDT20H10型贮柜、GPT(D)H10型储丝柜和GPT20H10型贮柜，共计37台，但无论对应哪种类型贮柜，在进料过程中，每种型号每台均使用相应的铺料车以条播或寻堆的方式进行布料进柜。根据贮柜型号不同，对应铺料车上安装的车轮数量及尺寸大小也不同，经统计针对车间现有铺料车使用车轮数量有4对、5对和6对之分，车轮尺寸由于对外按设计要求统一采购，且对本文研究关联性不大，此处不做说明。

现通过以GDT(D)H10型对顶式贮柜为例（见图1），阐述铺料车当前运行现状及处理情况。

该类型贮柜铺料车车轮共有4对，当信号接通时，铺料车驱动电机运转（见图2），从而使铺料车沿着贮柜上方两侧导轨移动（见图3），至检测位置后进行换向，沿相反方向移动，从而实现往复布料。结合生产安全要求，铺料车车轮均装有防护罩，防护罩上设置有毛刷，主要清除导轨上的黏附烟料等，以保障导轨干净且平整。

但在长期运行过程中，由于导轨和车轮之间的相互作用，会出现几点问题：（1）导轨磨损，造成车轮部分变形，但肉眼却无法精准识别。（2）由于轴承损坏，发现不及时，导致车轮部分轮缘被磨平，有些肉眼同样无法识别。（3）车轮由于材质问题被腐蚀，导致部分变形，有些肉眼也同样无法识别等。

针对导轨，目前检测方式主要为使用水平尺或水平仪器进行检测（见图4），但对于车轮，一般为凭经验进行诊断，必要时使用钢尺进行大概测量（见图5），这样造成的误差相对较大，误判概率增加，同时伴随有异响产生，相应零配件消耗加大，维修劳动强度居高，严重时甚至导致铺料车送料不畅，影响车间各项生产关键指标。

2.铺料车轮磨损变形检测工具原理

参考钢尺检测方法，利用圆的所有半径相等，且其两个端点，一个是圆心（O点），一个在圆上（D点）原理（见图6），将车轮横向及纵向进行结合，通过车轮中心定位，旋转360°，无缝隙产生，即可对车轮整个圆周面进行精准检测。

3.铺料车轮磨损变形检测工具结构

辅料车轮磨损变形检测工具，其结构如图7、图8所示，包括钢轴、旋转套、标尺杆、挡杆及手柄等部件。

钢轴的一端设置有同轴向中线的螺纹轴10（即钢轴与螺纹轴为一体结构），螺纹轴用于同铺料车轴9的中心孔处的内螺纹连接，用于将铺料车轮磨损变形检测工具与铺料车轴9进行连接检测。

旋转套安装于钢轴上，旋转套以钢轴为中心任意旋转，旋转套的两端用挡圈1定位，以防止旋转套的轴向位移，在每个挡圈1的侧壁均设置有至少一个第一螺纹孔4，该第一螺纹孔与挡圈的内腔连通，将挡圈套于钢轴上并定位后，使用螺钉拧于第一螺纹孔内，由螺钉的端部与钢轴侧表面相抵，以避免挡圈的轴向移动或径向转动。这样两个挡圈将旋转套夹于中心，旋转套可以绕钢轴旋转[4]。

标尺杆6固定于旋转套2的外侧面，标尺杆为长方板结构，在标尺杆的一个外表面设置有刻度，标尺杆的轴向中线与旋转套的轴向中线垂直。挡杆7套于标尺杆6上，在挡杆的一端设置有手柄5。挡杆7包括挡杆本体，在挡杆本体上设置有标尺杆穿孔，在挡杆本体的侧壁设置有第二螺纹孔11，第二螺纹孔与标尺杆穿孔连通；第二螺纹孔的作用是通过螺钉拧入第二螺纹孔，能够将挡杆定位于标尺杆的确定位置。在挡杆的端部设置有第三螺纹孔，手柄与第三螺纹孔螺纹连接。挡杆本体的弹性大于标尺杆的弹性，在进行辅料车轮的检测时，挡杆与辅料车轮8的外边相切，有磨损时，挡杆会出现跳动，为防止挡杆与标尺杆之间的剪切力过大而损坏，挡杆本体的弹性大于标尺杆的弹性能够有效避免这一现象的发生。

4.铺料车轮磨损变形检测工具功能实现

通过检测工具中的螺纹轴10与辅料车轴9外侧的螺纹孔组合，使辅料车轴与检测工具的钢轴形成同心轴。调整挡杆7的位置，与铺料车轮8相切，从标尺杆6上读出相切位置的铺料车轮半径。以钢轴3为圆心，通过旋转套2旋转标尺杆6，旋转时，挡杆7紧贴铺料车轮8，得到铺料车轮的半径值与跳动量。同样方法测量铺料车的4个车轮，通过对检测磨损程度的结果进行分析，决定车轮是否需要更换。该种检测工具结构简单、便于携带。

5.结语

该检测工具已成功应用于制丝车间的贮柜铺料车，能够快速、准确地检测铺料车车轮的磨损变形情况，为铺料车的维修、调整提供有效的参考依据，并根据参考依据进行相应的判断，从而确定车轮的磨损情况，做出相应的预防措施，消除因车轮磨损变形致布料运行不平衡带来的跑偏、卡死现象，同时提高设备检维修效率和效果。该种检测工具结构简单、易于实现、便于维护，可推广应用于多种设备铺料车，如喂料机铺料车车轮磨损情况的检测，具有较好的推广应用价值。