三角皮带拆装工具的研制与应用*

2013-08-02冯彦富

机械研究与应用 2013年1期

冯彦富

(大唐安阳发电厂，河南安阳 455004)

1 引言

目前，国内外很多生产企业的机械设备上都采用了带传动机构原理，它属于一种摩擦传动，由于具有弹性好、能缓冲、吸振及适用于两轴中心距较大的场合等很多优点而被广泛应用。但如果安装不良会损坏设备或降低皮带的寿命，新设计的三角皮带拆装工具实现了在不用拆卸地脚螺栓重新找正的情况下自动完成皮带的拆装工作。

2 三角皮带原始拆装方法概述

三角皮带的拆装是一个难题，劳动强度大，耗费时间长。三角皮带也常常因为安装质量问题而损坏严重，增加材料消耗。我们对以往人工拆装三角皮带的方法进行了一次总结，归纳起来主要有以下两种。

2.1 缩小对轮中心距法

其工作原理是把对轮中心距缩小后，将三角皮带套在两带轮上再张紧。这种方法操作起来十分烦琐。首先得松开电机地脚螺栓，然后再松开电机拉紧螺栓，以缩小两对轮中心距，存在着很多的弊端。

(1)在工作环境十分恶劣的情况下，电机地脚螺栓和拉紧螺栓长时间不动很容易锈死，拆卸非常困难。对于大型三角皮带(主要是指内周长度在3000mm以上的皮带)还需要在千斤顶的配合下将皮带撑紧才能紧固螺栓完成安装工作。

(2)带着多根皮带调整两对轮外端面平行十分困难。多根皮带既要张紧又要对轮找正，很难达到带传动机构的装配技术要求。如果两对轮中心平面不够重合，其倾斜角和轴向偏移量过大，带易张紧不足而脱落或加快带侧面磨损;张紧力不足，带将在带轮上打滑，使带急剧磨损;张紧力过大则会使带的寿命降低。

因此，这种方法安装皮带经常会造成设备损坏或降低皮带的寿命。这种传统的拆装方法目前被多数企业广泛采用。然而通过对比试验发现，单靠简单的沿电机道轨拉紧皮带，而不进行认真的找正，明显体现在皮带寿命的降低和机械侧承力轴承过早损坏上。安阳电厂2×300MW机组配备的6台L-22/7型仪用空压机采用的就是E5000型三角皮带传动。以这6台设备为研究对象，对#9炉#1仪用空压机、#2仪用空压机和#10炉#3仪用空压机采用了该拆装方法，另外3台进行了认真找正。然后经过一次长达一年的运行试验发现，#9炉#1仪用空压机承力轴承损坏。分析原因是皮带张力过紧，且两带轮的中心平面不够重合，机械侧对轮受力不均所致;#10炉#3仪用空压机皮带磨损严重，一年内更换了两次，甚至发生过几次单根皮带断裂打烂对轮防护罩现象。分析原因为两对轮端面不平行，其倾斜角和轴向偏移量过大所致。9炉#2仪用空压机和其它3台设备运行正常。

2.2 皮带拨入轮槽法

其工作原理是在不改变两对轮中心距的前提下，先将其套在小带轮轮槽中，然后套在大带轮上，边转动大轮边用螺钉旋具或铜棒将带拨入轮槽。这虽然避开了方法1对轮找正难的问题，但也存在很多缺点。

(1)人工拆装方法原始。尤其大型三角皮带紧力大，至少需要五个年青力壮的工人来盘皮带轮才能完成，大大增加了工人的劳动强度。

(2)这种方法还具有很大的危险性。边盘对轮边撬皮带很容易因协调不好使皮带挤伤手指或撬杠打滑伤人。

3 三角皮带拆装工具的研制

通过各单位调查发现，目前拆装三角皮带的方法都不外乎上述两种。于是决定自行研制一种专门用来拆装三角皮带的工具。

认真分析了以上两种方法的拆装特点，发现各有优缺点。方法1操作烦琐很难达到带传动机构的装配技术要求，但省力;方法2虽不用考虑带传动机构原来的装配技术要求，但劳动强度大且极不安全。

3.1 研制三角皮带拆装工具需解决的问题

如果按照方法1的思路去研制，那就必须解决大型三角皮带的撑紧问题，两对轮端面平行问题，电机地脚螺栓和拉紧螺栓的紧固问题等。否则安装的皮带就不会符合带传动机构的装配技术要求。如果按照方法2的思路去研制，那么就必须解决盘对轮所带来的劳动强度问题，尤其是大型三角皮带;撬杠撬皮带极易打滑打伤人的问题;盘皮带过程中，因协调不好，皮带挤伤手指问题等。

3.2 研制三角皮带拆装工具的思路

由以上分析可知，方法1所遇到的问题无论怎样解决，如何改进，都无法避开对轮找正这样一个操作起来十分烦琐的工作过程。如果按照方法2的思路去研制就会发现所面临的问题具有很大的可改进性。方法2所需解决的问题可归结为两个:人力盘对轮和撬杠易打滑。为解决人力盘对轮问题，可设计一种电动盘车装置来代替人力。在操纵时装置慢速的盘动皮带轮正反方向交替旋转。这是主要针对大型三角皮带的拆装而设计的。例如:对于E5000型三角皮带的安装，须5个年青力壮的小伙子才能完成。改装置必须使用方便，移动灵活。撬杠容易打滑问题是遇到最难解决的问题，考虑必须是用一种特制的东西来代替撬杠，并且为了实现皮带安装的自动化，消除三角皮带安装过程中易伤人的不安全隐患，最好能在无人靠近皮带轮的情况下完成皮带的拆装工作。只有按照以上思路去分析，才能研制开发出较为先进的三角皮带拆装工具。

3.3 三角皮带拆装工具的研制

沿着以上思路分析，得出所要研制开发的三角皮带拆装工具的主要工作原理:将一特制的拨带工具置于轮槽中，当电动盘车装置缓慢的正反方向交替旋转时，三角皮带会自动地装入或拆离轮槽，从而完成三角皮带的拆装工作。因此，该拆装工具应由两部分组成。用来缓慢盘动皮带轮的电动盘车装置命名为“盘车”;给能够自动将皮带拨入下一个轮槽的特制工具命名为“拨带扳手”。

3.3.1 盘车

盘车的研制解决了人力盘对轮的问题，其构造如图1所示，其外型规格大小与拨对轮的电动拉马大小相同。由于凡有对轮的地方其前面都留有拆皮带轮的空间，因此也就有足够的放置盘车的空间。

图1 盘车构造图

盘车作成了推车式，由小车、减速机、盘轮器组成。小车底部安装有4个万向轮，后部焊有扶手，扶手上装有倒相开关按纽。小车底部同时还在四角安装了4个伸长臂，每个伸长臂上安装有调节丝杠。当盘车移动到被盘的对轮前时，伸长臂向四周张开，通过调节丝杠来完成盘车与被盘对轮的同轴心联结并牢牢将盘车固定;盘轮器上有两根调节杠可插到被盘对轮轮辐内;减速机在操作人员的操纵下以6r/min的转速正反方向交替旋转，从而解决了人力盘皮带轮问题。

3.3.2 拨带扳手［2］

拨带扳手的研制解决了用撬杠撬皮带易打滑问题，它利用自身特殊的结构自动完成皮带的拆卸工作。其构造如图2所示，其外型如同一只正在飞翔的小鸟，因此，车间的同志们亲切的叫它“小鸟”。它的每一个部位都是经过了反复的试验和计算得出来的，都起着十分重要的作用。

图2 拨带扳手构造图

拨带扳手由压紧翅、固定筋、轮槽卡、扳头和滑道组成。压紧翅由弹性较好的弹簧钢片制成，可贴合在不同直径的对轮轮槽内。它的设计使拨带扳手能够在皮带轮低速旋转的过程中靠皮带的张紧力自行固定拨带扳手;固定筋是为了防止扳手周向倾斜;轮槽卡是为了防止扳手轴向倾斜;扳头作成半圆型，直径地方是为了阻挡皮带向后脱离扳手，半圆地方上部做成尖型过渡是为了让拨带扳手能顺利的从两皮带之间穿过，从而完成皮带的拆卸工作;滑道做成一斜面，粗糙度为Ra0.8，两侧成圆弧过渡，是为了皮带不受棱角损坏并沿光滑的斜面进入下一个轮槽。滑道斜度的确定，我们进行了反复的现场试验，角度过大势必会增加拨带扳手的高度，但又受到对轮与机械台板位置的限制;角度过小皮带将不能沿滑道滑进下一个轮槽。最后得出滑道倾斜角度的试验数据为75°，从而可兼顾了上述两个条件。

4 拆装工具的推广应用

对于大型三角皮带，由于其价格昂贵，只有依靠不断地增加对轮间距来延长皮带的寿命。皮带报废后再把间距调整过来，增加了工人的劳动强度。如果我们将每三台设备组成一组，分别设计成不同的对轮间距。新的皮带首先安装在对轮间距较小的设备上，运行一段时间后，皮带变松，就用方便省力的三角皮带拆装机将其换到对轮间距较大的设备上得到再次利用，依次类推，等安装到对轮间距最大的设备上再变松时，这副皮带也就该报废了。既节省了大量的人力，又使价格昂贵的皮带得到了充分利用。

如果同种皮带规格的设备只有1、2台，为保证拆装工作的安全进行，可以用方便省力的皮带拆装机将皮带先拆下来，调整对轮间距并认真找正后再将皮带装上去。这样既保证了带传动机构的装配技术要求，又省去了在千斤顶的配合下拉紧和紧固电机地脚螺栓的工作。

对于小型三角皮带的拆装可省去盘车，只需1～2人轻轻盘动皮带轮并在拨带扳手的配合下即可完成。对于不同型号的三角皮带我们设计成了不同规格的拨带扳手，见表1。制作的三角皮带拆装机现已投入使用，效果非常好。申请国家专利后，正在与几个电动工具厂家商谈该项目的合作开发问题。该项成果不久将转化成产品投放市场。