一種適用于狹小空間的軸快速拆卸工具的設計與應用

王蘭 黃敬貴 劉玉東

摘 要：針對卷煙設備上安裝的一種軸，當其出現磨損需拆卸更換時，往往因其軸面光滑無受力點，且其內部空間狹小結構特點，使用傳統的拆卸工具拆卸困難或無法拆卸，本文方案巧妙地應用了軸外端部潤滑油加注孔結構，通過結構創新設計了一套拆卸工具，并將該工具與軸外端潤滑油加注孔連接為一體，通過1個維修人員操作，即可達到快速有效拆卸的目的。

關鍵詞：軸;維修;拆卸;拆卸工具

目前，在卷煙設備上有一種軸，一端是固定在設備主機架上，與主機架開孔之間過盈配合，并在軸四周均勻用沉頭螺絲固定;另一端凸出于主機架外，用于安裝離合器、齒輪和鏈輪等傳動部件，傳動部件外圍安裝有箱體。當這種軸出現磨損或其他故障需維修更換的情況下，往往因使用時間過長，軸與主機架開孔之間已出現銹死現象，而凸出于設備主機架端的軸面光滑，且與主機架面契合處較為平整無凹凸面等受力點，并且安裝其外圍的箱體往往因周邊零部件較多不便于拆卸，致使其內部空間狹小，使用現有兩角或三角拉力器、管子鉗等拆卸工具都無法進行拆卸。不僅嚴重影響設備運行效率、影響生產運行，而且還增大了維修人員的勞動強度，增加了維修時間。經統計使用傳統拆卸工具維修情況如下表：

1 提出設計思路

鑒于傳統的拆卸工具所帶來的不便拆卸困難，本文在總結以往拆卸經驗的基礎上，針對以上相關技術中的問題，特別是由于軸面光滑且無受力點的結構特點，提出改進設計思路：

（1）以上維修時間之所以很長，主要是因為軸的內部空間狹小，為便于維修操作，需對外圍箱體進行拆除，而對外圍部件進行解體的時間占據了大部分的維修時間。如能通過不拆卸外圍箱體而完成軸的拆卸工作，以大大縮減維修時間。

（2）在外圍箱體不拆卸的情況下，因其內部空間狹小，使用傳統拆卸工具無法施展作業，需要尋找更加靈活便捷的操作工具來代替傳統的工具。

（3）因軸面光滑且無受力點，如能查找應用其他受力點或支撐點，則可達到拆卸的目的。

基于以上設計思路，我們通過結構創新設計了獨具特色的快速拆卸方案，該方案巧妙地應用了軸端潤滑油加注孔結構作為工具連接受力點，設計了一套拆卸工具與其連接為一體，以達到不用拆卸外圍箱體而且能快速有效拆卸的目的。

2 軸的快速拆卸工具設計方案

該設計方案為實現上述技術目的，通過圖紙設計及樣品制作及不斷改進優化，最終形成如下技術方案（如圖1）：該工具主要由套桿、活動錘、雙頭連接螺桿等組成。套桿的后端頭部位配置有手柄，中端部位配置有限位擋板和活動錘;活動錘是個可以活動的套筒體，直接套裝在套桿的外表面上;而在套桿的前端頭部位的中心處則配置有螺絲孔;螺絲孔與雙頭連接螺桿一端的尺寸相同并配套安裝在一起;雙頭連接螺桿的另一端則與軸的潤滑油加注孔的尺寸相同并配套安裝在一起;套桿其外徑與軸的直徑相同;雙頭連接螺桿的一端擰緊固定在套桿前端頭部位的中心處的螺絲孔處，另一端與軸的潤滑油加注孔進行旋緊連接，從而把套桿與軸固定連接在一起。

限位擋板其外徑尺寸略大于活動錘的外徑尺寸，有利于活動錘向限位擋板作敲擊運動時，使限位擋板右側面能完全接受到活動錘左側面的敲擊力，從而帶動軸松動。活動錘外表面進行網紋滾花處理且其內徑尺寸略大于套桿外徑尺寸，便于活動錘沿套桿和軸的軸線作往復直線運動。雙頭連接螺桿兩端為同方向螺絲結構，便于雙頭連接螺桿分別與套桿前端頭的中心處的螺絲孔和軸的潤滑油加注孔旋緊連接;中間設置有六角結構的凸臺，便于扳手等工具擰緊裝配或拆卸雙頭連接螺桿。軸拆卸工具一般選用45#圓鋼，對其表面滲碳或者滲氮處理，以增加表面硬度、疲勞強度和耐磨性。

3 軸的快速拆卸工具操作步驟

因箱體周邊零部件較多不便拆卸，致使其操作空間狹小，為實現不用解體周邊箱體部件，又能在空間狹小的環境完成維修任務，因此設計了該套軸的快速拆卸工具。

請參閱圖示（如圖2），在對軸進行拆卸時主要分三個階段步驟實施：即拆卸準備階段、工具安裝階段和拆卸階段。首先將軸上的離合器等傳動部件拆卸下來，并將固定軸的沉頭螺絲拆卸，然后將活動錘套裝在套桿內，再將雙頭連接螺桿一端擰緊固定在套桿前端頭的螺絲孔處，另一端擰緊固定在軸前端的潤滑油加注孔處，即完成軸的快速拆卸工具的安裝;進行拆卸工作時，用一只手握住手柄，另一只手握住活動錘，使活動錘沿套桿和軸的軸線做往復直線運動，并向活動錘施加向外的作用力，使其向限位擋板方向進行敲擊，如此反復，使限位擋板受到向外的敲擊力同時，帶動軸逐漸從主機架上松脫出來，最終完成拆卸任務。

4 實驗驗證

通過對該工具的使用，其應用效果比較顯著，不僅有效地解決了不用拆除箱體及箱體周邊部件的工作難題，而且很好的找到了軸的受力點，從而達到在狹小空間快速拆除軸的目的，該工具的應用得到了車間維修師傅的一致好評。經統計使用該工具的維修時間分析如圖3所示，其拆卸時間共計10分35秒，比以往使用傳統工具的拆卸時間3小時左右，大大得到了縮短，效率顯著提升。

5 有益效果

本方案是涉及卷煙設備技術領域，具體為一種適用于狹小空間內軸的快速拆卸工具。能有效解決在狹小空間內無法使用傳統常用工具進行拆卸的問題，降低了勞動強度，節省了維修時間，工作效率得到顯著提高。與傳統維修方式相比較，其有益效果主要表現在以下幾個方面：

（1）可減少維修人員數量。傳統維修需2～3人操作，使用該工具僅1名維修人員即可完成拆卸任務。

（2）大大降低拆卸時間。使用該工具僅需十多分鐘就可以輕松完成，而使用傳統拉力器或管子鉗等工具，不僅需要借助其他工具或物品，而且拆卸時間很長，視設備生銹程度，時間較短的也需要2～3小時。

（3）提高維修安全性。使用該工具操作方便、簡潔，無潛在安全風險，使用傳統維修工具因軸面光滑，不好受力，存在較多危險性。

（4）拓展性強。該工具不僅適用于煙草行業卷煙設備，也可適用于其他行業類似結構設備，拓展性和適用性較強。

（5）應用性靈活。該工具可以根據軸上潤滑油加注孔的不同尺寸進行對應制作，增加了該工具的靈活性。

6 結語

本文主要從設備維修中存在的拆卸現狀、拆卸工具設計方案和拆卸工具操作步驟以及該工具所帶來的有益效果方面來闡述一種適用于狹小空間的軸的快速拆卸工具的設計與應用。

該工具加工制作簡易、成本低、結構小巧，外觀簡潔，功能實用，方便攜帶，具有很強的實用意義和推廣價值。

參考文獻：

[1]濮良貴，陳國定，吳立言.機械設計（第9版）.高等教育出版社，2013，5.

[2]劉永賢.機械工程概論（第2版）.機械工業出版社，2017，2.

[3]王愛珍.機械工程材料.北京航空航天大學出版社，2009，2.

基金項目：企業自有資金（項目名稱：一種適用于狹小空間的軸快速拆卸工具）

作者簡介：黃敬貴（1969—），男，江西興國人，本科（工學學士），高級工程師，研究方向：設備管理、工程技術改造管理工作;劉玉東（1982—），男，江西贛州人，本科（工學學士），工程師，注冊安全工程師，研究方向：設備管理、工程技術改造工作。

通訊作者：王蘭（1978—），女，漢族，江西贛州人，本科（工學學士），工程師，研究方向：設備管理、工程技術改造工作。