巷道堆垛机行走轮系专用拆卸工具

王 东，刘亚男

（红塔集团楚雄卷烟厂，云南 楚雄 675000）

1 引言

巷道堆垛机是高架立体仓库中最核心的搬运设备，伴随着自动化立体仓库的广泛应用，巷道堆垛机的稳定性、可靠性、高效性越来越受到重视。行走装置的稳定性和可靠性是堆垛机高效运行的基础和前提，国内外关于行走装置和堆垛机结构改进方面的研究已经相当成熟[1-3]，目前较常用的就是采用文献[1]中的侧轮同步式行走机构。然而，堆垛机行走轮系工作频繁，主动轮和被动轮磨损较快，超过技术标准后就必须对行走轮系进行更换，在更换过程中由于缺少相应的专用工具，拆卸过程相当困难，特别是对于锈迹较重的情况，只能采用切割式破坏拆除方式，导致后期备件费用和维护费用增加。国内外关于堆垛机行走轮系拆卸工具的研究尚没有大的进展，本文拟结合实践经验和理论分析，依据机械设计相关知识，设计出一种堆垛机行走轮系拆卸装置，提高作业效率，减少维修人员的劳动强度。

红塔集团楚雄卷烟厂共有12台堆垛机，其中卷包车间8台，制丝车间4台，每台堆垛机行走轮系共有一个驱动轮和一个被动轮，驱动轮和被动轮表层经过淬火处理，淬火层厚度大约4mm,当磨损超过淬火层厚度，磨损会加剧，会造成以下后果：（1）主动轮脆性断裂，堆垛机倾覆，造成严重的安全事故。（2）由于驱动电机转速一定，造成运行效率降低。（3）当主动轮椭圆度偏离量超过0.2mm时，行走过程中噪音和振动会急剧增加，影响堆垛机整体使用寿命。（4）造成堆垛机停不准货位位置或者红外通讯中断，造成堆垛机经常性报警。（5）堆垛机立柱高约24m，满载货物时，在最顶部有挠度变形，当行走轮磨损过大后，导致堆垛机货叉在顶部时与货架横梁摩擦，损坏堆垛机货叉，过度磨损的话，甚至在底层也会出现类似现象。

当堆垛机的行走系统磨损超过4mm时，为保证堆垛机的正常运行，必须更换行走轮系，因此，设计出一款专用拆装工具很有必要。

2 行走轮系结构分析和技术要求

堆垛机行走轮系是堆垛机的动力输入源，堆垛机整体重量超过10t，行走轮系包含有主驱动轮和被动轮，行走轮系的作用是将驱动力传递给地轨，行走轮系稳定运行是确保堆垛机高效运行的基础。行走轮系主要包括：驱动电机、主驱动轴、主驱动辊、下横梁、调心滚子轴承、被动轴、被动轮、导向轮，主驱动轴和驱动轮之间通过1:10的锥度面进行过盈配合。

主驱动轴工程图和装配图如图1、图2所示。

被动轴和被动轮之间也是通过1:10的锥度面进行过盈配合的，如图3所示。

行走轮系技术要求：

（1）磨损情况（最小直径266mm）；（2）椭圆度（最大偏离量0.2mm）[1]。

3 拆卸工具的结构和作业过程

当行走轮系磨损程度超过最小直径266mm或者椭圆度最大偏离量大于0.2mm时，就需要对行走轮系进行更换，否则会导致上文所述的5种情况。

图1 驱动轮装配图

为了克服背景技术中的问题，在实践过程中研究出一套可分别对驱动轮和被动轮进行拆装的专用工具，并且完全不会破坏主动轴、被动轴、行走轮的形位公差，确保更换后的堆垛机可以安全可靠运行。

图2 主驱动轴

图3 从动轴

3.1 拆卸工具结构

行走轮系拆卸工具包含有驱动轮拆卸工具和被动轮拆卸工具，如图4所示。

结构说明：

（1）长固定支架；（2）螺母；（3）长螺杆；（4）短固定支架；（5）短螺杆；（6）螺母；（7）万向节轴螺杆；（8）万向节轴螺母；（9）堆垛机下横梁；（10）驱动轴；（11）驱动轮；（12）调心滚子轴承座；（13）卡簧；（14）调心滚子轴承座；（15）M24螺纹孔；（16）M24螺纹孔；（17）被动轴；（18）拆卸工具作用在驱动轮上的工作状态；（19）拆卸工具作用在被动轮上的工作状态；（20）被动轮。

固定支架和万象节轴工程图如图5、图6所示。

3.2 作业过程

对于驱动轮系来说，万向节轴M24螺杆7与驱动轴中M24螺纹孔15进行配合，万向节轴M30螺母8与M30长螺杆3底部一侧配合，长固定支架1底部环与调心滚子轴承座12配合，M30长螺杆3顶部一侧穿过长固定支架1顶部Φ32孔，M30长螺杆3顶部与M30螺母2进行配合。万向节轴与M24螺纹孔15和M30长螺杆3配合过程中，可以旋转一定的角度，确保M30长螺杆3与螺纹孔15中心线即使不在一条直线上，也不会损坏螺纹孔15，保证驱动轴10可以多次使用而不会损坏，提高驱动轴10的使用寿命，降低备件费用。维修人员通过46的扳手转动M30螺母2，力通过长固定支架1、M30长螺杆3、带M24螺杆和带M30螺母的万向节轴和M24螺纹孔15作用在驱动轴10上，驱动轴10和驱动轮11之间是通过1:10的锥度面进行过盈配合的，在力的作用下，二者分开，可将驱动轴10和驱动轮11取出。

图4 结构图

图5 固定支架工程图

图6 万向节轴工程图

对于被动轮系来说，万向节轴M24螺杆7与被动轴中M24螺纹孔16进行配合，万向节轴M30螺母8与M30短螺杆5底部一侧配合，短固定支架4底部环与调心滚子轴承座14配合，M30短螺杆5顶部一侧穿过短固定支架4顶部Φ32孔，M30短螺杆5顶部与M30螺母6进行配合。万向节轴与M24螺纹孔16和M30短螺杆5配合过程中，可以旋转一定的角度，确保M30短螺杆5与M24螺纹孔16中心线即使不在一条直线上，也不会损坏M24螺纹孔16，保证被动轴17可以多次使用而不会损坏，提高被动轴17的使用寿命，降低备件费用。维修人员通过46的扳手转动M30螺母6，力通过短固定支架4、M30短螺杆5、带M24螺杆和带M30螺母的万向节轴和M24螺纹孔16作用在被动轴17上，被动轴17和被动轮20之间是通过1:10的锥度面进行过盈配合的，在力的作用下，二者分开，可将被动轴17和被动轮20取出。

4 结语

堆垛机行走轮系拆卸专用工具通过带M24螺杆和带M30螺母的万向节轴分别与主驱动轴上M24螺纹孔相配合和长、短螺杆进行配合，完全不会破坏驱动轴、被动轴的螺纹及形位公差，可确保驱动轴、被动轴多次循环使用，节约备件费用；可以杜绝驱动轮和被动轮空转造成的椭圆度偏离量超过0.2mm，减少堆垛机的振动，延长堆垛机整体寿命；利用千斤顶分别将驱动轮端和被动轮端顶起，在地轨表面垫上垫片，可以同时对驱动轮和被动轮进行作业，提高作业效率；与传统的拆装方法相比，可大幅度减少维修人员的劳动强度，一个维修人员即可完成作业。