锥套链轮在玻璃清洗机上的应用策略分析

　引言
　　我公司的汽车玻璃生产设备为上世纪90年代末从美国、瑞士、法国等欧美国家进口，其工艺流程如下（以美国tamglass生产线为例）：LEK-1223型玻璃切割机→LCK-1005砂带磨边机→LPK-1300玻璃清洗机→ESU连续热弯炉→KBY合片→PZL预真空→AK-2200高压釜→成品。这些设备在当时采用世界上较先进的技术制造，曾经为公司创造了不菲的价值。其中，玻璃清洗机在整个工序中占有重要地位，玻璃清洗效果直接影响产品质量。经过十几年的运行，该设备的传动系统，特别是胶辊传动链轮（总计32只链轮）的链齿已有不同程度磨损，严重影响了玻璃的清洗效果。因为玻璃清洗机工作在湿热的环境中，链轮与胶辊轴键联接处已严重锈蚀，给拆卸及维修工作带来极大困难。为此我们采用锥套链轮进行了代换和改造，取得了满意的效果。
　　1 锥套链轮技术原理及其与轴键联接的比较
　　1.1 锥套联接原理
　　TB型锥套与链轮接触的锥面上的孔都是半边的，锥套上的两个光孔与带轮上的两个螺纹孔组成两个完整的孔。并且光孔采用盲孔，其孔径比紧固螺钉外径稍大，螺孔采用通孔，利用螺钉的旋进来安装或拆卸锥套链轮。简言之，其实质就是将螺钉的轴向力转化为抱紧的径向力，实现链轮的定位。
　　在锥套联接系统中，常用的锥套系列有TB型、QD型。QD型锥套为带法兰型锥套，TB型锥套为不带法兰锥套，具有结构紧凑、维修方便的特点，其规格从1008～6050，根据轴孔又分为公制、英制两大类计几十种锥套。
　　1.2 锥套联接的优越性
　　我国传统机械应用中，用轴键联接配合将动力传动部件安装到轴上的装配方法费时费力，在我公司的玻璃清洗机上，因为轴键与链轮连接锈蚀严重，使拆卸链轮非常困难，多数情况下会使整根胶辊受力弯曲或折断而报废（见图1），而一根进口胶辊的价格在5～6千元之间，造成相当大的维修成本浪费。从制造成本上考虑，因为轴键联接要求轮毂内孔与轴径均要保持较高精度的尺寸公差与形位公差。而对于小功率、清负荷传动，这种联接的成本更显昂贵。锥套联接相对于键连接的优点是拆装方便，安装时只需将链轮和轴置于正确的位置，放入锥套，拧紧两颗螺钉即可。由于锥套在联接时内孔有一定的收缩量，轴的公差允许范围较大，因此可以降低轴的加工成本，而且其配合相当于圆周收缩配合，可以使负荷均匀分布。
　　2 拆装过程及日常维护
　　2.1 安装与拆卸
　　请参考图2，安装时，将两个螺钉旋进链轮上的两个安装螺纹孔中，随着螺钉不断拧紧，因锥套上的两个光孔并没有加工穿，便将锥套推向链轮锥孔的小端，因为锥面作用，链轮与锥套锥面抱紧的同时，锥套的轴孔也变小，从而与轴抱紧。实现链轮-锥套-胶辊轴的轴向定位。反之，拆卸时，用一颗螺钉旋入锥套上的螺孔中，在不断拧紧过程中，当螺钉头部抵住皮带轮光孔的底部时，锥套相对于皮带轮向锥孔大端方向移动，使皮带轮与锥套间脱离开来，而锥套也因失去了来自于皮带轮锥孔的约束力，加上自身恢复圆度的一点弹性，也与轴脱离开来。
　　2.2 维修维护
　　锥套链轮的日常维护也非常简单易行，当2颗安装螺钉（内六角）松动后，会引起链轮的松动或串位，此时只需检查螺钉是否损坏，损坏后可以更换一新螺钉；如螺钉正常，旋紧即可。为防止弄错，尽量不要将拆卸螺钉装在拆卸孔上。当链轮链齿磨损后，选用相同型号的链轮（TB系列）更换。拆卸时，须先旋下2颗安装螺钉，然后在拆卸孔中旋进1颗螺钉（通常与安装螺钉一致）。需要注意的一点是：当更换或拆卸锥套链轮后，通常在3个螺纹孔中涂上润滑脂，这样可有效防止在湿热环境中螺孔生锈腐蚀。应用不锈钢螺钉代替普通螺钉也可起到很好的防锈效果。
　　3 结束语
　　本文是利用锥套与链轮联接实现链轮的安装固定的实例，经过一段时间的观察，这种锥套链轮特别适用于玻璃清洗机上，更换链轮或胶辊工作变得非常快捷，免去强力拆卸锈蚀链轮给胶辊造成的折断或弯曲。有效减少维修损失。实际上可以利用锥套与很多种轮盘类零件联接，如皮带轮、齿轮、滑轮、同步带轮和离合器等，也可用在搅拌器、推进器、泵和风机的叶轮上面。在我国机械设备中，利用锥套联接的轮盘类零件结构也日益增多。这种技术的确具有传统结构无法比拟的优越性。锥套联接结构可以省去轴肩、螺纹等轴向固定元素，大大减少轴的尺寸和阶梯；在加工方面，锥套和轮毂之间的半螺孔、半光孔结构似乎稍有特殊，但可通过专用夹具来加工，工艺也不算复杂。我国现在已经推出用精密铸造方法大批生产弹性体锥套铸件。目前我国已经制定出锥套零件一类标准，这将进一步推进各种轮盘件的组合结构化。
　　参考文献
　　[1]濮良贵.机械设计[M].北京：高等教育出版社，1991.
　　[2]中华人民共和国国家标准. DB586-86.张紧联接套形式与基本尺寸[S].1986.
　　[3]中华人民共和国机械行业标准. JB/T 7513-1994.锥套形式、尺寸和基本参数[S].
　　[注]Taper lock bush 直译为锥面锁紧套，是欧美国家普遍使用的机械传动部件，在进口设备中，有欧标和美标之分，使用时需注意。
　　作者简介：别大鹏（1970-），男，职称：中级工程师，工作经历：曾先后在长春皮尔金盾安全玻璃有限公司，长春博泽汽车部件有限公司，任设备工程师职务，对汽车玻璃、方向盘、摇窗机、冷却风扇等零部件生产设备的原理、维修、改进有丰富的实践经验。

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