YJ 112卷煙機(jī)吸絲帶驅(qū)動(dòng)輪安裝結(jié)構(gòu)的改進(jìn)

姜冬子 馬洪明 楊健榮

（山東中煙工業(yè)有限責(zé)任公司濟(jì)南卷煙廠，山東 濟(jì)南 250104）

YJ 112卷煙機(jī)吸絲帶驅(qū)動(dòng)輪安裝結(jié)構(gòu)的改進(jìn)

姜冬子 馬洪明 楊健榮

（山東中煙工業(yè)有限責(zé)任公司濟(jì)南卷煙廠，山東 濟(jì)南 250104）

為減少YJ112卷煙機(jī)吸絲帶驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的故障，對(duì)其驅(qū)動(dòng)輪安裝結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，采用改變其的支撐方式的方法，將齒形帶輪原單側(cè)軸承支撐形式改為兩側(cè)軸承座支撐形式，并對(duì)轉(zhuǎn)軸、齒形帶輪、法蘭盤、鍵聯(lián)接等結(jié)構(gòu)進(jìn)行了改進(jìn)，增加頂絲以分解設(shè)備啟動(dòng)對(duì)轉(zhuǎn)軸鍵聯(lián)接的剪切力。改進(jìn)后的吸絲帶驅(qū)動(dòng)輪運(yùn)行正常，沒有再更換過，節(jié)約了備件費(fèi)用，增加了設(shè)備有效運(yùn)行時(shí)間。

YJ112；卷煙機(jī)；吸絲帶；驅(qū)動(dòng)輪；改進(jìn)

Z J112高速卷接機(jī)組是由常德煙草機(jī)械有限責(zé)任公司消化、吸收德國HAUNI公司PR OT OS90E卷煙機(jī)組技術(shù)而發(fā)展起來的國產(chǎn)化單煙槍卷煙設(shè)備,生產(chǎn)速度可達(dá)到10000支/min,其中Y J112卷煙機(jī)和Y J212接裝機(jī)是Z J112高速卷接機(jī)組的核心組成部分。與Y J17型卷煙機(jī)相比，Y J112卷煙機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu)部分并沒有明顯的改變，但其生產(chǎn)速度卻提高了43%，自國產(chǎn)化實(shí)際應(yīng)用以來,設(shè)計(jì)單位和用戶根據(jù)該設(shè)備運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)的問題進(jìn)行了有針對(duì)性的改進(jìn)，取得了良好的效果。濟(jì)南卷煙廠自引進(jìn)該設(shè)備以來，發(fā)現(xiàn)Y J112卷煙機(jī)的吸絲帶驅(qū)動(dòng)部分仍存在較高的故障率，一定程度上影響了設(shè)備運(yùn)行效率和產(chǎn)品質(zhì)量。因此本文對(duì)吸絲帶驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行深入分析并進(jìn)行針對(duì)性的改進(jìn)和完善。

一、存在問題及分析

1.存在問題

Y J112卷煙機(jī)吸絲帶驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的齒形輪、齒形帶、軸承、共軸雙輪轉(zhuǎn)軸、平鍵等零件容易出現(xiàn)聯(lián)接松動(dòng)并最終導(dǎo)致失效損壞。經(jīng)統(tǒng)計(jì)，7臺(tái)Y J112卷煙機(jī)一年內(nèi)共更換齒形帶23根、齒形輪9個(gè)、轉(zhuǎn)軸11根、軸承40個(gè)、平鍵一批，故障率較高，維修耗時(shí)累計(jì)約42h，由此引起的設(shè)備啟停造成廢煙28.6萬支以上。此外，聯(lián)接松動(dòng)造成吸絲帶驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)各主要構(gòu)件的晃動(dòng)直接導(dǎo)致吸絲帶高速運(yùn)行不穩(wěn)定，影響吸絲帶上煙絲流分布的均勻性，容易導(dǎo)致輕微的竹節(jié)煙現(xiàn)象。

2.原因分析

Y J112卷煙機(jī)吸絲帶驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)由齒形帶傳動(dòng)裝置和吸絲帶傳動(dòng)裝置共同組成。主動(dòng)力通過聯(lián)軸器傳遞到齒形帶傳動(dòng)裝置的主驅(qū)動(dòng)輪，然后再帶動(dòng)第一、第二驅(qū)動(dòng)輪將動(dòng)力傳遞到吸絲帶傳動(dòng)裝置，從而帶動(dòng)吸絲帶高速運(yùn)行(圖1)。吸絲帶運(yùn)行平穩(wěn)與否，是影響煙支煙絲分布均勻性的關(guān)鍵因素之一。齒形帶、吸絲帶均由張緊輪來調(diào)整張緊程度，以防止齒形帶爬齒或吸絲帶打滑。

圖1 吸絲帶驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)示意圖

第一驅(qū)動(dòng)輪、第二驅(qū)動(dòng)輪的安裝結(jié)構(gòu)完全相同，均有由一根φ12mm的轉(zhuǎn)軸、齒形輪、吸絲帶輪組成。轉(zhuǎn)軸通過裝配有雙軸承的法蘭盤安裝在支架上，轉(zhuǎn)軸兩端分別以鍵聯(lián)接方式安裝齒形輪、吸絲帶輪（圖2）。轉(zhuǎn)軸對(duì)齒形輪、吸絲帶輪的支撐均為單軸承座支撐形式。

圖2 吸絲帶同軸傳動(dòng)雙輪剖面圖

Y J112卷煙機(jī)啟動(dòng)時(shí)，齒形輪短時(shí)間內(nèi)加速到1960r/min左右，產(chǎn)生巨大的沖擊，一方面容易造成剛性嚙合的齒形輪、齒形帶之間的相互破壞，縮短使用壽命；另一方面,也會(huì)對(duì)單軸承座支撐的齒形輪產(chǎn)生較大的徑向扭矩，軸承兩側(cè)長期受力不均造成滾動(dòng)體與軸承內(nèi)外圈出現(xiàn)配合間隙，這種間隙顯然會(huì)導(dǎo)致吸絲帶輪運(yùn)行不平穩(wěn)，導(dǎo)致煙絲流的分布不均勻，出現(xiàn)竹節(jié)煙和導(dǎo)致軸承失效損壞。

為降低因單軸承座支撐帶來的徑向扭矩對(duì)軸承的破壞作用，第一、第二驅(qū)動(dòng)輪采用并聯(lián)雙軸承方式與法蘭盤聯(lián)接的設(shè)計(jì)。雖然一定程度上降低了單個(gè)軸承的徑向扭矩，延長了軸承的使用周期，但同時(shí)法蘭盤軸向尺寸過大，導(dǎo)致齒形輪只能設(shè)計(jì)成套筒狀套在法蘭盤上，擠占了齒形輪的聯(lián)接平鍵的鍵長設(shè)計(jì)空間，鍵槽規(guī)格僅為（11.5×4）mm，平鍵規(guī)格為（10×4）mm。由于鍵聯(lián)接強(qiáng)度不足，因此在設(shè)備啟動(dòng)剪切力的反復(fù)沖擊下，其配合間隙會(huì)不斷增大，直至鍵聯(lián)接失效而更換平鍵或轉(zhuǎn)軸。因此，鍵聯(lián)接強(qiáng)度不足是吸絲帶運(yùn)行不穩(wěn)的重要原因，同樣也會(huì)導(dǎo)致煙絲堵塞或竹節(jié)煙。

由此可知，齒形輪的單軸承座支撐形式是第一、第二驅(qū)動(dòng)輪安裝結(jié)構(gòu)的主要設(shè)計(jì)缺陷，鍵聯(lián)接強(qiáng)度不足是因單軸承座支撐設(shè)計(jì)衍生出的次要設(shè)計(jì)缺陷。

二、改進(jìn)方法

1.改進(jìn)齒形輪的支撐結(jié)構(gòu)

為解決齒形輪的單軸承座支撐問題，對(duì)第一、第二驅(qū)動(dòng)輪做如下改進(jìn)：（1）將端蓋加厚，安裝與轉(zhuǎn)軸等徑的HK1216滾針軸承，使其軸線與轉(zhuǎn)軸軸線對(duì)齊；（2）設(shè)計(jì)新的轉(zhuǎn)軸，在齒形輪方向加長17.5mm，直徑不變，嵌套在滾針軸承上；（3）為提高滾針軸承的潤滑性，在加厚端蓋上安裝油嘴，以便定期添加潤滑脂。此項(xiàng)改進(jìn)實(shí)現(xiàn)了齒形輪支撐的雙軸承座支撐設(shè)計(jì)，杜絕了軸承、轉(zhuǎn)軸晃動(dòng)現(xiàn)象。齒形輪實(shí)現(xiàn)雙軸承座支撐后，僅保留軸承B,法蘭盤厚度因此可由36mm改為18.5mm，因此齒形輪就可由空心套筒狀改為實(shí)心圓柱狀。

2.降低鍵聯(lián)接沖擊強(qiáng)度

為進(jìn)一步降低設(shè)備啟動(dòng)時(shí)剪切力對(duì)鍵聯(lián)接的沖擊強(qiáng)度，做如下改進(jìn)：（1）安裝齒形輪部分的轉(zhuǎn)軸直徑由12mm增大至15mm；（2）鍵槽尺寸由（11.5×4）mm改為（17×5）mm；（3）平鍵尺寸由（10×4）mm改為（14×5）mm；（4）改進(jìn)后的圓柱狀齒形輪徑向鉆孔攻絲，在轉(zhuǎn)軸對(duì)應(yīng)位置銑出平面，配裝M5頂絲，使齒形輪與轉(zhuǎn)軸聯(lián)接更緊密，從而分解設(shè)備啟動(dòng)沖擊對(duì)鍵聯(lián)接的剪切強(qiáng)度。

改進(jìn)后的吸絲帶同軸雙輪結(jié)構(gòu)見圖3。

圖3 改進(jìn)后的吸絲帶同軸轉(zhuǎn)動(dòng)輪組結(jié)構(gòu)

三、改進(jìn)效果

Y J112卷煙機(jī)吸絲帶第一、第二驅(qū)動(dòng)輪改進(jìn)以來，濟(jì)南卷煙廠7臺(tái)設(shè)備至今未損壞一件轉(zhuǎn)軸、齒形帶、齒形輪、軸承以及平鍵，平均每年可節(jié)約齒形帶20根、齒形輪10個(gè)、轉(zhuǎn)軸10根、軸承60個(gè)、平鍵若干，因吸絲帶驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)晃動(dòng)而產(chǎn)生竹節(jié)煙的現(xiàn)象已經(jīng)根除。與改進(jìn)前相比，每臺(tái)卷煙機(jī)每年節(jié)約備件費(fèi)用3～4萬元，直接增加設(shè)備有效運(yùn)行時(shí)間8h以上，直接減少廢煙5.7萬支以上。

[1]金登權(quán).ZJ112型卷接機(jī)組的煙支重量短期標(biāo)準(zhǔn)偏差超差問題的處理方法[J].湖南文理學(xué)院學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版）,2009(4).

[2]袁華兵.卷煙企業(yè)卷接包車間生產(chǎn)物流評(píng)價(jià)與仿真研究[D].長沙:湖南大學(xué)物流工程，2014.

[3]戴永生,姚文祥,武凱等.卷制過程中設(shè)備參數(shù)對(duì)煙支內(nèi)煙絲分布的影響[J].煙草科技,2012(4).

[4]肉孜·毛拉買提.離心式水（油）泵軸承潤滑改進(jìn)[J].城市建設(shè)理論研究（電子版）,2015(19).

TS43

B

1671-0711（2016）06-0062-02