刘 杰，杜新伟

(乳源东阳光优艾希杰精箔有限公司，广东 韶关 512700)

铝箔分切机是一种对宽卷铝箔材料进行纵向分切的设备，主要由开卷机(放卷)、引料定位装置、分条纵剪刀盘、卷取机(收卷)等几部分组成，其主要功能是将宽卷材料沿长度方向剪切成多条窄的一定尺寸卷材，为其后续工序做好准备。其中卷取机是铝箔分条机的重要组成部分，卷取机主要包含液压涨轴本体、传动部分以及机架支承3个部分。液压涨轴本体连接在传动侧减速箱输出轴法兰端面，另一侧通过可轴向移动的轴套来进行浮动支承，从而减少卷取机卷轴工作时因卷重及张力产生的偏斜影响，提高卷取精度。

1 卷取机卷轴原始结构设计及存在的问题

图1是卷筒浮动端支承原始设计。卷取涨轴浮动端宽10mm的键主要用于带动浮动端轴承箱轴系同步旋转。实际工作中，断面键经常损坏，且浮动支承间隙不断加大从而引起卷轴跳动增大，导致卷筒不能正常工作。

图1 卷轴浮动端支承原设计Fig.1 Original design of floating end support of mandrel

2 原因分析

如前所述，原设计中，卷取涨轴浮动端的防转键主要用于带动浮动端轴承箱轴系同步旋转，防止浮动支承出现蠕动磨损，致使间隙扩大，从而影响精确定位。从结构设计中可以看出，卷取涨轴与防转键采用一体式方案。这种结构有两个致命缺陷，一是由于制造装配的误差，以及涨轴刚性影响，难以保证轴端防转键精确插入浮动支承的键槽，且出现这种情况后又没有调整环节进行纠正，致使设备不在工作状态(通常由于键与键槽的接合处于隐蔽状态而难以确认，经常会出现键未完全卡入键槽就开机的异常状况)，加大键的磨损，从而起不到防转的作用，进而引起浮动支承出现蠕动而磨损，导致配合间隙加大，最终导致卷轴跳动加大，影响设备正常工作；二是由于这种一体化设计不方便快速对损坏件如端面键的维修恢复。

3 改进过程与效果分析

针对此以上问题，技术人员进行技术攻关与不断尝试，首先将涨轴与端面键改为分体结构，即增加1件法兰轴，使涨轴、法兰轴、键采用螺钉连接，以改善维护性能，同时，将键的宽度加大到15mm，如图2所示。此方案实施后，仅仅是可维护性有了一定改善，仍无法降低键的故障率，更为严重的是，联接键与轴头的螺钉还经常断在轴头里面而无法取出。

图2 改进方案1Fig.2 Improvement scheme1

究其原因，主要还是没有解决键不能正确纫入键槽的问题。当键与键槽不能正确结合时，高速旋转会对键产生冲击剪切力，键的磨损是必然的，且由于键与轴头间隙的存在，这种冲击也会剪断联接螺丝。

针对以上问题，进行了如下改进，将键与法兰轴做成一体，以避免产生螺丝链接的联接间隙问题；同时加大轴头键宽度为20mm(同时修改锁定套内的键槽宽度)；保证法兰轴与涨轴本体采用止口联接，保证支承面Φ90mm与止口Φ140mm及卷筒Φ200mm的同轴度；将平键倒R5的圆角，以便平顺导入键槽；键及支承面Φ90mm表面淬火处理，提高抗疲劳及耐磨性能。结构形式如图3所示。

图3 改进方案2Fig.3 Improvement scheme 2

该方案实施后，经长时间生产实践，轴头键未发生卡入键槽不良导致的磨损更换，螺丝也未发生断裂故障，轴头键的故障问题得到了根本解决，设备可靠性得到了很大提高，为工厂节约了成本。

4 总结与体会

对于连续生产线上的设备，一方面零部件的可靠性非常重要，这种可靠性需要设计者、制造方、使用者多方保证。正如前文所述，设计、制造上应尽量保证键与键槽在任何情况下都能顺利正确结合，操作者在使用设备时，也应确认结合正确，比如在设备相关部位作状态标记。另一方面，设备的可维护性也是非常重要的，即对于出了故障的设备应能简捷方便的维修恢复。

另外还有一点需要说明的是，对于铝箔分切机这

样的高速轻载设备，设备零件工作位置的正确性比零件的强度、硬度更重要，正确的工作位置能避免冲击、震动等额外的非工作载荷。对上述改进方案2，起关键作用的应是将键的尖角倒圆，使键能平顺导入键槽，其他仅是锦上添花的措施。