聚酯复合纤维牵伸机传动辊结构的改进设计

宿 锐

(邯郸宏大化纤机械有限公司,河北 邯郸 056000)

·革新改造

聚酯复合纤维牵伸机传动辊结构的改进设计

宿 锐

(邯郸宏大化纤机械有限公司,河北 邯郸 056000)

为了解决聚酯复合纤维牵伸机传动辊辊筒变形、断裂及齿轮断齿等问题，从原牵伸机传动辊结构入手，分析导致问题的原因，并提出针对性的改进方案。指出：将原辊筒连接处的连接方式由V形焊接改为U形焊接，并增加筋板、辊筒套和挡边等辊筒支撑，解决传动辊从焊道处断裂问题；采用右端轴承定位，并在轴上设计安装双螺母固定套及密封结构，解决传动轴轴向窜动问题；改进后的牵伸机传动辊结构能有效避免辊筒变形、断裂和轴向窜动等问题，且安装维修方便。

牵伸机；传动辊；辊筒断裂；轴向窜动；结构改进

0 引言

随着涤纶市场需求的扩大及生产工艺的进一步成熟，国内出现了一些小型生产线的扩容、改造以及大容量生产线的建设潮，但随之而来的问题是某些相关设备出现故障，急需维护。聚酯复合纤维牵伸机主要由传动辊部件、齿轮箱部件及润滑部件等构成，其作为涤纶后处理生产线上的一种常用设备，主要用于丝束的牵伸，从而使丝束达到一定的工艺要求[1-2]。笔者针对某生产现场聚酯复合纤维牵伸机传动辊出现的问题，进行分析、探讨，提出解决方案并设计出一种可满足生产需要的新传动辊结构方案。

1 问题分析与解决方案探讨

在某生产现场，涤纶后处理生产线上的聚酯复合纤维牵伸机出现部分传动辊辊筒从焊道处断裂问题，以及传动辊轴向窜动造成齿轮断齿问题。原牵伸机传动辊结构见图1[3-4]。

1—轴承端盖；2—压板；3—轴承套；4—斜齿轮；5—挡油板；6—端盖；7—传动轴；8—辊筒套；9—辊筒。图1 原牵伸机传动辊结构

分析认为，原牵伸机部分传动辊辊筒从焊道处(即辊筒与辊筒套连接处)断裂，是V形焊接方式造成焊接底部缺陷所致，考虑改用U形焊接方式，并在辊筒内部增加支撑，以防止辊筒变形影响焊道质量。

部分传动辊发生轴向窜动，造成齿轮啮合错位，长时间运行后导致局部断齿；左端带退卸套的轴承同样会发生轴向窜动，破坏止动垫圈，轴端圆螺母松动。这些问题的产生是由于斜齿轮产生较大的轴向力，而右端轴承只采用内套定位的方式，导致轴向力全部集中在轴承退卸套和轴承端盖上，由于轴向力过大，轴承退卸套和轴承端盖难以承受，引起整个传动轴产生轴向偏移。

原牵伸机传动辊结构采用的是轴承退卸套和轴承端盖定位轴承，一方面，安装时需在箱体轴承套内定位轴承，导致轴承退卸套不易安装到位，且无法产生自锁效果；另一方面，传动辊整套结构的轴向定位点集中在轴承外环的轴承端盖上，而轴承端盖采用粗牙螺纹连接，该结构本身存在轴向窜动量。因此，会出现传动辊轴向窜动、止动垫圈损坏、齿轮断齿等问题。为解决上述问题，焊接圆螺母将左端封死，同时改进右端轴承定位方式。此方法能有效防止传动辊轴向窜动，但维修较困难。原结构虽然存在上述问题，但是也有一些优点，如左端轴承结构拆卸方便，右端轴承处的机械密封好等。

2 传动辊结构的改进设计

改进设计后的牵伸机传动辊结构如图2所示。

传动辊的辊筒与轴通过键连接，并通过螺钉用端盖将轴固定。另外，辊筒上设计安装筋板、辊筒套和挡边，有效支撑辊筒，保证其强度，而挡边还起到防止液体腐蚀轴的作用。右端轴承内环采用轴肩和套定位，并在轴上设计安装双螺母固定套；右端轴承处设计两套机械密封结构。轴承套上设计加工有孔道，用于轴承的强制润滑。齿轮材质采用40Cr钢，需进行调质处理和齿面淬火处理等以避免强度不足导致的断齿问题；同时提高制造安装精度，避免因齿轮啮合造成的断齿问题。

1—端盖；2—轴承套；3—斜齿轮；4—轴承端盖；5—套；6—双螺母；7—传动轴；8—辊筒；9—筋。图2 改进后牵伸机传动辊结构

与原设计结构相比，新结构只需将轴承套拆掉，就可以更换轴承并拆卸整个传动辊，方便维修；轴承润滑方式与原设计结构一致，都是通过设计加工在轴承套上的过油孔对轴承进行润滑；密封结构方面，左端轴承处采用橡胶板密封，右端轴承处采用机械密封；斜齿轮位置设计偏向中部，减少了左端的轴向力；辊筒上安装设计的筋板能有效防止辊筒的变形；右端定位处采用比原规格大的调心辊轴承，提高了轴承的使用寿命。

3 结语

改进后的聚酯复合纤维牵伸机传动辊结构避免了辊筒变形、断裂和轴向窜动等问题。现场使用效果表明，改进后的传动辊运转正常，安装维修方便，且对其他机械设备传动轴的设计改造有一定的借鉴意义。

[1] 成大先.机械设计手册[M].北京:化学工业出版社,1998.

[2] 元士磊.牵伸机传动轴安装方法改进[J].纺织器材，2012，39(2)：46-52.

[3] 方桂花，潘海涛.钻机液压系统故障分析与排除[J].液压与气动,2008(9)：80-81.

[4] 高占勇，元士磊，任立维.集中传动式牵伸机两个传动参数的确定方法[J].纺织机械，2012(4)：29-31.

The Improved Design of the Driving Roller of the Drawing Frame for Polyester Composite Fiber

SU Rui

(Handan Grand Chemical Fiber Machinery Co., Ltd.，Handan 056000，China)

In order to solve the problems such as deformation and fracture of the driving roller and tooth breakage of the gears of the drawing frame for polyester composite fiber，starting with the structure of driving roller of drawing frame,analysis is done to the factors with the problems，and the corresponding solotions are presented.It is pointed out that the problem of roller fracture from the welding seam can be solved by changing the joint connection with U-shaped welding instead of V-shaped welding,and increasing roller support such as reinforced plate,roller set and flange.The problem with the axial displacement of the driving roller can be solved by using the right end bearing positioning device,and installing double-nut fixing sets with the sealing structure.The drawing frame with the improved driving roller structure can effectively avoid the problems such as roller deformation,fracture and axial displacement.It is of easy installation and maintenance.

drawing frame；driving roller；fracture of roller；axial dispalcement；structure improvement

2016-09-22

宿 锐(1972—)，男，工程师，河北邯郸人，主要从事化纤机械设计方面的研究。

TS103.11+4；TS152.2

B

1001-9634(2017)03-0054-02