铝箔分切机涨轴轴头键及联接的改进

铝箔分切机涨轴轴头键及联接的改进

刘杰杜新伟

乳源东阳光优艾希杰精箔有限公司广东韶关512700

摘要：铝箔分切机卷轴浮动支承端的端面键，因工作时不能完全卡入键槽，导致防转失效，引起滑动支承蠕动而磨损，致使间隙扩大，从而影响卷轴的旋转精度，需要频繁维修；且由于原结构采用卷轴与端面键一体化设计，致使出现问题后维修工作量巨大。针对以上问题，技术人员提出改进设计方案，对结构和零件以及加工工艺方面进行改进，通过实施验证，最终保证了轴头零故障。

关键词：铝箔分切机；浮动支承；键；防转；蠕动；磨损

Abstract：Duetothefactthatthekeyatthefloatingbearingend-faceofthealuminumfoilslittingmachinecannotbefullypluggedintothekeyslot,failureofantirotationmechanismoccurs,causingcreepabrasiononslidingbearingandgapexpanding,thusaffectingtheaccuracyofrotatingreelandneedingfrequentmaintenance.Alsodesignofthescrollandtheend-facekeyisintegratedintheoriginalstructure,causingmorerepairwork.Inviewofthese,techniciansimprovedthedesignofthestructure,inpidualpartsanditsrelatedprocessingtechnology.Finallythezerofailureofaxleheadwasensuredandverifiedexperimentally.

Keywords：Aluminumfoilslittingmachine;Floatingbearing;Key;Anti-rotating;Creep;Abrasion.

一、引言

铝箔分切机是一种对宽卷铝箔材料进行纵向分切的设备,主要由开卷机（放卷）、引料定位装置、分条纵剪刀盘、卷取机（收卷）等几部分组成,其主要功能是将宽卷材料沿长度方向剪切成窄的一定尺寸卷材，为其后续工序做好准备。其中卷取机是铝箔分条机的重要组成部分，卷取机主要包含液压涨轴本体、传动部分以及机架支撑三个部分。液压涨轴本体连接在传动侧减速箱输出轴法兰端面，通过另一侧移动机架支撑油缸推动轴头锁定套锁定轴头，从而支撑卷取机卷轴以抵消工作时卷重及张力对卷轴产生的偏斜影响，提高卷取精度。

二、卷取机卷轴原始结构设计及存在的问题

图1是卷筒浮动端支承原始设计。卷取涨轴浮动端10mm的键主要用于带动浮动端轴承箱轴系同步旋转。实际工作中，断面键经常损坏，且滑动支承间隙不断加大从而引起卷轴跳动增大，导致卷筒不能正常工作。

三、原因分析

前文叙述过，原设计中，卷取涨轴浮动端的键主要用于带动浮动端轴承箱轴系同步旋转，防止滑动支承出现蠕动磨损，致使间隙扩大，从而影响精确定位，相当于防转键。从结构设计中可以看出，卷取涨轴与防转键采用一体式方案。这种结构两个致命缺陷，一是由于制造装配的误差，以及涨轴刚性影响，难以保证轴端防转键精确插入浮动支承的键槽，且出现这种情况后又没有调整环节进行纠正，致使设备不在工作状态（通常由于键与键槽的接合处于隐蔽状态而难以确认，经常会出现键未完全卡入键槽就开机的异常状况），加大键的磨损，从而起不到防转的作用，进而引起滑动支承出现蠕动而磨损，导致配合间隙加大，最终导致卷轴跳动加大，影响设备正常工作；二是由于这种一体化设计不方便快速对损坏件如端面键的维修恢复。

四、改进过程与效果分析

针对此以上问题，技术人员进行技术攻关与不断尝试，首先将涨轴与端面键改为分体结构，即增加一件法兰轴，使涨轴、法兰轴、键采用螺钉连接，以改善维护性能，同时，将键的宽度加大到15mm，如图2。

此方案实施后，仅仅是可维护性有了一定改善，仍无法降低键的故障率，更为严重的是，联接键与轴头键的螺钉还经常断在轴头里面而无法取出。

究其原因，主要还是没有解决键不能正确纫入键槽的问题。当键与键槽不能正确结合时，高速旋转会对键产生冲击剪切力，键的磨损是必然的，且由于键与轴头间隙的存在，这种冲击也会剪断联接螺丝。

针对以上问题，技术人员进行了如下改进。将键与法兰轴做成一体，以避免产生螺丝链接的联接间隙问题；同时加大轴头键宽度为20mm（同时修改滑动支承内的键槽宽度）；保证法兰轴与涨轴本体采用止口联接，保证支承面φ90与止口φ140及卷筒φ200的同轴度；将平键倒R5的圆角，以便平顺导入键槽；键及支承面φ90表面淬火处理，提高抗疲劳及耐磨性能。结构形式如图3。

该方案实施后，经长时间考验，轴头键未发生卡入键槽不良导致的磨损更换，螺丝也未发生断裂故障，轴头键的故障问题得到了根本杜绝，设备可靠性得到了很大提高，为工厂节约了成本。

五、总结与体会

对于连续生产线上的设备，一方面零、部件的可靠性非常重要，这种可靠性需要设计者、制造方、使用者多方保证。正如前文所述，设计、制造上应能尽量保证键与键槽在任何情况下都能顺利正确结合。操作者在使用设备时，也应确认结合正确，比如在设备相关部位作状态标记；另一方面，设备的可维护性也是非常重要的，即对于出了故障的设备应能简捷方便的维修恢复。

另外还有一点需要说明的是，对于铝箔分切机这样的高速轻载设备，设备零件的工作位置的正确性比零件的强度、硬度更重要，正确的工作位置能避免冲击、震动等额外的非工作载荷。对上述改进方案2，起关键作用的应是将键的尖角倒圆，使键能平顺导入键槽，其他仅是锦上添花的措施。

参考文献：

[1]铝箔轧机开卷机上料自动对中的设计与实现[J].杨继明.有色金属加工.2011(05)

[2]铝箔分卷机卷取夹头改进[J].王永正,李凤云.中国新技术新产品.2009(14)