帶式輸送機(jī)新型清掃裝置的研制

馬加平，呂敏黎，劉明松

（紅云紅河煙草（集團(tuán)）有限責(zé)任公司會澤卷煙廠制絲部，云南曲靖 654200）

0 引言

帶式輸送機(jī)是煙草制品生產(chǎn)線上較為重要的輔聯(lián)設(shè)備之一，在日常生產(chǎn)中，作為傳送裝置，經(jīng)常接觸煙葉、煙梗、煙絲等物料，其清潔程度會直接影響到煙草成品質(zhì)量。當(dāng)前帶式輸送機(jī)常用的清掃方式是依托傳統(tǒng)的毛刷組件進(jìn)行清掃，不但清掃效果不徹底，還容易附著煙絲，存在清掃故障率高、更換頻次多等局限性。在更換過程中，由于帶式輸送機(jī)清掃不徹底，毛刷附著物長期積累，導(dǎo)致毛刷兩端頭銹蝕嚴(yán)重，增加更換難度和工作量。有時還會導(dǎo)致毛刷長軸兩端在更換過程中被敲打變形，甚至造成損壞，既增大了配件消耗量，又存在一定質(zhì)量和安全隱患。上述這些因素制約了生產(chǎn)過程中的連續(xù)性、穩(wěn)定性、高質(zhì)性，因此解決帶式輸送機(jī)清掃效果不佳和更換維修不便等問題成為關(guān)鍵。

1 當(dāng)前毛刷裝置存在問題的調(diào)查分析

1.1 當(dāng)前傳統(tǒng)毛刷更換頻次及配件維修處理情況

針對車間現(xiàn)有實(shí)際狀況，為進(jìn)一步了解當(dāng)前傳統(tǒng)毛刷使用情況，以梗線為跟蹤研究對象。統(tǒng)計2017 年4—12 月每月毛刷更換頻次，統(tǒng)計結(jié)果是1 次/月。

1.2 當(dāng)前傳統(tǒng)毛刷清掃效果調(diào)查統(tǒng)計

針對毛刷清掃效果，取梗線中的519#帶式輸送機(jī)為研究對象，統(tǒng)計了2017 年8—12 月每月某天（注：具體某天為隨機(jī)抽取，且取樣結(jié)果為當(dāng)天生產(chǎn)結(jié)束之后）的毛刷組件后方積料情況，統(tǒng)計結(jié)果見表1。

調(diào)查結(jié)論：當(dāng)前的毛刷更換頻次平均為每月1 次，更換頻次過高，配件更換量過大，且清掃效果不佳，導(dǎo)致毛刷組件后方積料增加，既造成一定的物料浪費(fèi)，又增大保養(yǎng)難度，迫切需要改變帶式輸送機(jī)清掃方式，以滿足當(dāng)前車間生產(chǎn)需求。

2 清掃裝置研究進(jìn)展

為解決帶式輸送機(jī)清掃效果不佳和更換維修不便等問題，查閱了大量相關(guān)文獻(xiàn)資料，張儷齡等人[2]研制了一種煙草皮帶清潔器。該清潔器包括齒狀刮片和刷筒，具有結(jié)構(gòu)簡單、清掃效果佳等優(yōu)點(diǎn)，但在刷筒的圓周面上開有若干卡槽，且在卡槽兩側(cè)的阻擋部頂面倒圓角，多個齒狀刮片卡裝在刷筒的卡槽內(nèi)，齒狀刮片兩側(cè)與相應(yīng)卡槽兩側(cè)的阻擋部之間留有距離，導(dǎo)致維修更換復(fù)雜，使用壽命較短，成本高，無法保障煙草輸送帶運(yùn)行的穩(wěn)定性與可靠性。

表1 2017 年傳統(tǒng)毛刷清掃效果調(diào)查統(tǒng)計

趙文龍、田竟超、趙保衛(wèi)等人[3]研制了一種煙草生產(chǎn)用周轉(zhuǎn)箱清掃系統(tǒng)，該清掃系統(tǒng)在輸送方向上，依次設(shè)置有3 個工位清掃裝置。每個工位均設(shè)有不同運(yùn)動形式的刷輥組件，完成不同任務(wù)，具有清掃效率高，布局合理等優(yōu)點(diǎn)，但因刷輥組件設(shè)置過多，導(dǎo)致安裝空間大，維修程度復(fù)雜，不利于資源合理配置。

在以上兩種方法的啟發(fā)下，進(jìn)行了以下方案的設(shè)計和嘗試。

3 研制方案的確定

3.1 研制方案

3.1.1 自動補(bǔ)償式清掃裝置

自動補(bǔ)償式清掃裝置由壓蓋、縮緊絲桿、壓緊彈簧、支撐彈簧和連接桿等部件組成，見圖1。在應(yīng)用中，采用直線型結(jié)構(gòu)傾斜安裝在支架上，在清掃裝置上配合自動補(bǔ)償裝置進(jìn)行清掃。其中，縮緊絲桿旋轉(zhuǎn)到最外端，保證調(diào)節(jié)時有最大行程，將清掃裝置頂住皮帶，利用皮帶的反作用力推動自動補(bǔ)償裝置內(nèi)的連接桿，將壓緊彈簧壓縮使其具有一定的預(yù)緊力，從而保證清潔刮片在清潔中與清潔面充分接觸，增強(qiáng)清掃效果。

圖1 自動補(bǔ)償式清掃裝置

3.1.2 輥刷式清掃裝置

輥刷式清掃裝置由刷體緊固件、清掃輥軸、刷體等構(gòu)成，結(jié)合SOLIDWORKS 三維軟件繪出該設(shè)計示意圖[4]，如圖2 所示。利用清掃裝置上配置的刷體槽固定刷體，在運(yùn)行中可借助清掃輥軸的滾動，帶動刷體滾動完成清掃過程。

3.1.3 振動式清掃裝置

圖2 輥刷式清掃裝置三維示意

振動式清掃裝置列出了3 種形式，見圖3。圖3a）為最簡單的一種振動式清掃裝置，它安裝在輸送帶空載分支下面帶有球形凸塊的托輥上。托輥上有3 列球形凸塊，相互錯開120°布置。輸送帶通過托輥時受凸塊的沖擊而引起振動，由此產(chǎn)生清掃效果。圖3b）為另一種受弱冠交錯安裝的托輥組成的振動式清掃裝置。托輥表面焊了許多鋼條，輸送帶通過托輥時，鋼條對輸送帶引起的振動和輸送帶在幾個托輥之間的反向彎曲作用達(dá)到清掃目的。圖3c）為第三種振動式清掃裝置，其輸送帶在托輥下面通過，能方便地清掃花紋輸送帶及帶裙邊的輸送帶。托輥經(jīng)彈性支座用彈簧吊掛在機(jī)架上。彈性支座上安裝有專用振動器。為使振動效果增強(qiáng)，振動器振動頻率應(yīng)與輸送帶的自振頻率一致，從而使被清掃段的輸送帶發(fā)生共振。

圖3 振動式清掃裝置

3.2 研制方案對比及確定

通過列表逐條逐一對比，最中采用輥刷式清掃裝置，見表2。

3.3 對研制方案進(jìn)行細(xì)化分解

圍繞“輥刷式清掃裝置”，按照清掃裝置結(jié)構(gòu)不同，將清掃裝置劃分為清掃部件和動力部件2 個部分，并依據(jù)各部件結(jié)構(gòu)特征，進(jìn)行“帶式輸送機(jī)新型清掃裝置”的方案細(xì)化分解，見表3。

4 研制方案實(shí)施

4.1 清掃裝置二維圖紙設(shè)計、繪制及校核

依據(jù)清掃裝置的技術(shù)原理，結(jié)合CAD 二維軟件[6]，設(shè)計清掃裝置圖紙。方案選型后，新的清掃裝置重量略比之前增加，且存在更換傳統(tǒng)的毛刷組件時，因鏈條被拉長變形或銹蝕等情況，導(dǎo)致更換鏈條，參考《機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)》理論[7]，在此處對鏈條和清掃裝置設(shè)計軸進(jìn)行簡略校核，檢驗(yàn)一下新型掃裝置在使用后，是否會超出鏈條及其軸的承受極限。

4.2 零件加工制作及安裝試運(yùn)行

依據(jù)設(shè)計的清掃裝置圖紙，進(jìn)行清掃裝置的加工制作，經(jīng)檢查，裝置加工制作均達(dá)到合格要求。清掃裝置兩端同樣使用SKF-FYTB25 型軸承座安裝在帶式輸送機(jī)上，如圖4 所示，圖中，“①”對清掃裝置的零部件進(jìn)行裝配；“②”拆卸傳統(tǒng)的毛刷，兩者進(jìn)行安裝尺寸比較；“③”安裝調(diào)整后，進(jìn)行開機(jī)試運(yùn)行。安裝過程中應(yīng)適當(dāng)調(diào)整刷片與皮帶之間的接觸距離，過大會使得刷片磨損較快，造成驅(qū)動電機(jī)負(fù)荷較大，縮短使用壽命；過小會使得清掃效果不佳，造成物料損耗和設(shè)備故障。

表2 工作需求判定表

表3 帶式輸送機(jī)新型清掃裝置方案細(xì)化

圖4 清掃裝置安裝試運(yùn)行

此外，在進(jìn)行清掃裝置的安裝時，還應(yīng)注意電機(jī)驅(qū)動齒輪、張緊齒輪和清掃裝置軸上齒輪的安裝位置應(yīng)共面，否則會出現(xiàn)鏈條跳齒、軸承磨損和清掃裝置長軸磨損等故障。

5 效果驗(yàn)證

2018 年5 月，在梗線取519#帶式輸送機(jī)為試點(diǎn)，進(jìn)行帶式輸送機(jī)新型清掃裝置更換，使用后至2019 年3 月均正常，未有故障發(fā)生。

針對毛刷的清掃效果，統(tǒng)計了2018 年8—12 月每月某天（注：具體某天為隨機(jī)抽取，且取樣結(jié)果為當(dāng)天生產(chǎn)結(jié)束之后）的新型清掃裝置后方積料情況，統(tǒng)計結(jié)果見表4。

從2018 年5 月至今，該新型清掃裝置依舊使用正常，且新型清掃裝置清掃效果比之前更佳，達(dá)到了降低維修故障頻次的目的。

6 結(jié)論

表4 新型清掃裝置清掃效果

該帶式輸送機(jī)新型清掃裝置的研制降低了設(shè)備清掃裝置的維修更換頻次，保證了設(shè)備穩(wěn)定、高效運(yùn)行；提升了帶式輸送機(jī)的清掃效果，保證了煙絲質(zhì)量，為維護(hù)企業(yè)品牌提供了保障；節(jié)約車間設(shè)備更換成本和人力成本，積極響應(yīng)了國家局優(yōu)化資源配置、全面提升效益的號召；立足“全員、全過程、全方位”精益管理機(jī)制，強(qiáng)化了管理創(chuàng)新，夯實(shí)了基礎(chǔ)管理，推動企業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。