设备维修专用工具的设计及应用

朱仁刚，高海骏，徐诚峰，李志强，周利彬，裴立坤

（江苏法尔胜精工科技有限公司，江苏江阴 214433）

0 引言

钢丝和钢丝绳生产是将盘条拉至成钢丝和将钢丝捻制成钢丝绳的生产过程，常见的生产设备有水箱拉丝机、管式捻股机、双捻机等。

1 设计背景

随着科学技术的快速发展，与之而来的是钢丝制品设备的高速蓬勃发展，相应的维修难度也增加了。在设备的维修安装和拆卸过程中，经常出现难装、难拆的现象，影响了维修进程。由于现场生产设备的独台性，导致无备用设备生产，且设备停台时间较长耽误正常生产，影响交货期。因此，设计制作一系列安装、拆卸专用维修工具[1]，以提高工作效率和质量。

2 设计介绍

2.1 安装专用工具

2.1.1 双捻机挂脚轴承安装专用工具

双捻机小船由两端挂脚固定，两端挂脚各通过1 只双列调心球轴承与传动主轴连接。双捻机转速较快，两端轴承故障率高，维修困难。在更换损坏轴承时，由于其结构的特殊性，只能在车上现场更换。由于挂脚偏心大、重量大，又是调心球轴承[2]，安装时需要一人扶正挂脚，另一人安装轴承，在安装时不能有偏差，否则极易损坏轴承花篮，造成轴承报废（图1）。同时，安装时若两人配合不当，容易敲到手指，存在安全隐患。现设计了套筒式安装工具，安装时只需将套筒套住主轴，就可对准安装，不需要另一个人扶正挂脚（图2）。原来需要2个人才能完成的安装工作、现在只要1 人就能轻松解决，提高了工作效率，降低了劳动强度，为快速修复设备提供了强有力的技术保障（图3）。

图1 原需2 人才能安装

图2 挂脚轴承安装工具

图3 现只需1 人就能安装

2.1.2 双捻机主轴承装配专用工具

双捻机主轴轴承（7212CTYNSULP4、7210CTYNSULP4）是 角 接触球轴承[2]，精度等级高、价格昂贵（每只轴承近千元），对装配要求非常高，原来装配时是通过敲棒敲击来安装，安装过程中容易发生受力不均匀，单边受力易损伤主轴（图4）。由于单边敲击接触面小、敲击作用力大，极易造成轴承内边崩口，损伤轴承。现设计了加长套筒式安装工具，通过加长套筒安装，由原来单边受力变成轴承内圈整体受力安装，彻底解决了损伤主轴和轴承的现象，安装过程方便、可靠（图5、图6）。

图4 原安装方式

图5 主轴承安装工具

图6 现安装方式

2.2 拆卸专用工具

2.2.1 水箱拉丝机同步带轮拆卸专用工具

水箱拉丝机故障主要是主传动轴故障，而主传动轴故障中3#轴故障率最高。3#轴是所有传动轴中最难拆卸的，因为在3#轴的20齿同步带轮上，紧靠20 齿带轮后面还有1 只30 齿带轮，2 个同步带轮轮紧密接触，中间只有1 只5 mm厚的垫片（图7）。因带轮间间隙小，拉马无法插入也无法固定，常用的拆卸方法无法使用。因角度关系，作用力不能全部作用于拆卸方向，而且在拆卸过程中，敲击经常导致3#轴和同步带轮损伤、变形、损坏，所以敲击法也无法使用。不仅给维修带来一定困难，还造成维修成本提高，维修时间延长。现设计了专门用于拆卸3#轴同步带轮的工具，采用2 个哈夫式滑块设计，用6 只M12 螺丝正反向固定抱紧在带轮上，利用哈夫式滑块上专为拉马拆卸设计的凸台进行拆卸（图8、图9）。为快速修复设备提供了强有力技术保障[3]。

图7 主轴3#轴结构

图8 自制拉马夹具

图9 可轻松拆卸带轮

2.2.2 管式捻股机小船内部专用拆卸工具

管式捻股机结构紧凑，各传动部件间空间位置较小，对拆卸和装配要求也高，特别是小船支架轴承和小船防振圈套的拆卸（图10）。防振圈套、轴承与筒体墙板间距离小，又在筒体内部，仅通过筒体维修口维修，没有敲击空间；因防振圈套、轴承后面距离太小，拉马脚放不进去，最小拉马也无法使用，拆卸极其困难。为了防止维修时筒体惯性转动撞到头，维修时需要一人扶住筒体，另一人钻进小船维修口，才能确保安全维修。针对此维修难题，专门研发了防振圈套拆卸的专用工具和小船轴承专用拆卸工具（图11、图12）。根据拉马原理，加工1套专用卡套，将轴承和防振套卡住，专用卡套可随螺纹顶针直接做前进、后退以调距。维修时，旋转螺纹顶杆，专用卡套相应后退，轴承和防振圈套就能轻松被拉出，也不会磨损小轴（图13）。维修时，先将专用卡套卡住轴承和防振圈套，一只手扶助筒体，另一只手就旋转螺纹顶杆，将轴承和防振圈套拆下。只需一个人就能安全、高效地完成维修工作，彻底解决了管式捻股机防振圈套、小船支撑轴承的拆卸难题。

图10 小船轴承拆卸操作空间极小

图11 轴承专用拆卸工具

图12 防振套专用拆卸工具

图13 轻松拆卸轴承

3 使用效果

设备维修在使用专用工具后，原来需要2 人甚至多人才能完成的维修工作，现在只需要1 人即可完成。维修效率提高了，且维修质量也得到了保障，保障了生产的延续性，提高了产品质量。

4 应用总结

（1）减少维修人员损害，提高安全性。使用专用工具后，可以减少维修中的危险动作，减少维修误操作带来的设备损坏和维修人员伤害。

（2）节约维修成本，提高工作效益。使用维修专用工具安装，拆卸简单，操作方便，提高了维修效率，解决了因拆卸困难造成的零部件损坏及精度降低，减少了由于维修不当带来的备件损耗，大大减少了维修时间和维修成本。

（3）保证工艺要求，提高产能。在维修过程中快速修复设备，减少停台时间；提高装配精度，延长设备使用时间，既满足了工艺技术的要求，又提高了产品的产能。

（4）普适性。维修专用工具制作简单、成本较低，对不同类型设备维修均可应用，对提升设备维修行业效率具有重要意义[4]。