插秧机发动机皮带安装工具的设计

陈哲亚

（柳州五菱柳机动力有限公司工程部，广西 柳州 545005）

插秧机发动机皮带安装工具的设计

陈哲亚

（柳州五菱柳机动力有限公司工程部，广西 柳州 545005）

该皮带安装工具巧妙地运用现代安装工具（气动扳手）和杠杆原理的结合，通过作用力与反作用力，力矩由工具顶部转移到底部，皮带快速张紧，实现安装，对于插秧机的大批量生产和野外维修保养都非常适用。

插秧机；皮带安装；工具；杠杆原理

插秧机和其他农机具一样，在我国广大的农村得到越来越普遍的使用，尤其在北方地区，市场需求量很大。插秧机的发动机和变速箱，是通过发动机上皮带轮的皮带，带动变速箱内的齿轮轴的转动，从而带动齿轮转动。但是由于客观因素制约，安装条件有限，张紧发动机和变速箱的皮带，以及锁紧发动机和变速箱的螺栓，是非常困难的（图1为插秧机产品总图）。

图1 插秧机产品总图

以下常用办法，对此均不可行：

（1）安装空间有限，以至于很难用气动扳手等常用工具伸进发动机和变速箱底部进行作业，既使伸进其中，也不便施力，故常用工具法行不通。

（2）土办法，即一人用木棒撬动发动机拉紧皮带，另一人拧紧发动机和变速箱的固定螺栓；但这种方法耗时耗力，每台发动机皮带的张紧度都不一样，也不适合现代化生产理念，故也不适用。

因此，需设计一套专用工装来解决这个问题。

1 工具的设计与分析

针对这种情况，设计了此套方便实用的皮带安装工具，既可在大批量生产总装线上使用，又可用于插秧机的野外维修保养。该工具节省人力物力，大大减轻人的劳动强度，一个人即可完成皮带的安装，并锁紧发动机和变速箱的所有螺栓。

工具由5个组件构成：双螺母1，连结螺栓2，右支臂3，左支臂4，销轴5（如图2所示）。

该工具的每个零件和整体的结构功能是：销轴5穿过右支臂3和左支臂4的销孔，通过螺母把左右支臂连在一起；销轴5与左右支臂的销孔是过渡配合。安装销轴5后，左右支臂能自由转动。连结螺栓2的螺杆穿过右支臂顶部的螺纹孔，连结到左支臂顶部的螺纹盲孔内，这套工具就基本形成。

其作用从力学角度的分析为：销轴5为支点，左右支臂的交点（支点）到工具顶部的连结螺栓2的距离为力臂Ll(动力臂)，在外力F（气动扳手或扳手）作用下，通过连结螺栓2移动作用到左右支臂顶部，到左右支臂底部4个点与支撑发动机和变速箱4个点接触，形成F1(动力)，左右支臂底部4个支撑发动机和变速箱4个点（发动机和变速箱各2个）到转动销4的距离为L2（阻力臂），安装工具受外力F作用，对支撑发动机和变速箱4个点同时作用，发动机和变速箱4个点反作用左右支臂底部4个支撑发动机和变速箱4个点，同时形成F2（阻力）。

据据杠杆平衡条件：

动力F1×动力臂=阻力F2×阻力臂L2，即

当气动扳手（或者扳手）施力F后，支点顶部的左右支臂受力张开，带动支点底部左右支臂张开，使发动机与变速箱做相离运动，从而使皮带拉紧。

当拉到指定位置后，即可装配发动机和变速箱的螺栓，用气动扳手或扳手拧紧螺栓，完成装配工作。

外力F（气动扳手或扳手）对工具反向施力（–F），工具收缩，取出工具，完成全部发动机皮带安装过程。

工具连结螺栓2上双螺母1的作用，是防止气动扳手的力打得过大，使得发动机皮带张得过紧、导致发动机皮带过早磨损失效而设定的过载保护装置；由于螺母在螺杆上有可调性和双螺母在螺杆有自锁性功能，因此，当安装首件的皮带调整好后，把双螺母拧到右支端面靠紧，再相互拧紧，成自锁状态。第二件后都不需调整，气动扳手套筒把螺杆六角栓打到双螺母外端面与右支臂端面贴合即可；如果气动扳手继续施力，由于双螺母在螺杆上的自锁功能，将使得连结螺栓2不能前行，从而对皮带起着保护作用。

2 使用效果分析

该工具通过螺杆移动，来形成作用力与反作用力，运用杠杆原理，把原属在发动机与变速箱底部施力部位，转移到发动机与变速箱顶部施力（见图2），使极小的不利的安装空间转化为极大的安装空间，有利于管道的气动扳手（常用工具——扳手）施展，巧妙地使发动机与变速箱平稳的作相互移动，实现皮带的迅速张紧，从而紧固发动机与变速箱上的螺栓，实现发动机皮带安装；并配以双螺母在螺栓2上的精准微调和自锁功能，装出的机器效果比手工更加快速精准。

利用现有管道送气和气动扳手条件，特别适用大批量插秧机发动机皮带安装生产线作业，装出的发动机皮带的张紧度，几乎台台相同，合格率很高。

对于野外维修使用，在没有气源和气动扳手的条件下，可用活动扳手代替气动扳手，效果同样很好。图3是安装工具实体设计的三维数模图。

图3 安装工具实体设计三维数模图

无论是大批量插秧机发动机皮带的安装，还是野外维修使用，一个人即可完成；从而大大减轻人的劳动强度，提高了产品的装机品质。

如果工具张紧距离不够，可把左支臂或者右支臂的圆销孔改为平键形槽孔(如图2虚线所示)，使销轴能自由滑动即可。

3 结束语

该装置的特点是：体积小，总质量小，结构简单，成本低，移动灵活，携带方便，效果好，特别适合插秧机发动机皮带安装的安装；并且通过实际的使用，该安装工具证明是简便实用的，希望能对其他发动机皮带安装，提供有益的借鉴。

[1]彭前程.物理[M].北京：人民教育出版社，2005.

[2]薛源顺.机床夹具设计[M].北京：机械工业出版社出版，2004.

[3]马文蔚，柯景凤.物理学（上册）[M].北京：高等教育出版社，1981.

[4]刘巽尔.互换性与技术测量[M].北京：中央广播电视大学出版社，1985.

Design of Installation Tool Used in Conveyor Belt of Engine of Trans Planter

CHEN Zhe-ya
（Liuzhou Wuling LiujiPower Co.,Ltd.,Liuzhou Guangxi545005,China）

this device is a kind of conveyor belt installation tool,which combines modern installation tool called Standard Impact Wrench with lever theory ingeniously.It conveys the moment of force from the top to the bottom by acting force and reacting force so that finishes the installation quickly through straining the belt.The tool is useful to the trans planters which are produced on a large scale and maintained outdoors.

trans planter;installation of belt;tool;lever theory

TS914.51

B

1672-545X（2011）09-0098-02

2011-06-11

陈哲亚（1956—），男，广西柳州人，工程师，大学专科,从事工艺工装夹具设计工作。