PROTOS卷接機(jī)組蜘蛛手傳動機(jī)構(gòu)同步帶失效的原因及對策

栗勇偉，馬少軍，吳志強(qiáng)

（河南中煙工業(yè)有限責(zé)任公司鄭州卷煙廠，河南 鄭州 450000）

PROTOS卷接機(jī)組以其良好的使用性能在卷煙廠廣泛使用，并作為卷煙廠下一步設(shè)備升級的首選設(shè)備。據(jù)不完全統(tǒng)計，全國在用PROTOS卷接機(jī)組大約1 000臺套。PROTOS卷接機(jī)組蜘蛛手機(jī)構(gòu)的作用是將卷煙機(jī)上的雙倍長度煙支輸送到接裝機(jī)進(jìn)煙鼓輪上，是機(jī)組高精度運(yùn)轉(zhuǎn)的機(jī)構(gòu)之一，其動力通過同步帶傳遞，同步帶磨損后精度降低，使蜘蛛手機(jī)構(gòu)輸送煙支不準(zhǔn)確，影響機(jī)組運(yùn)行效率以及產(chǎn)品質(zhì)量，而且更換同步帶時必須對設(shè)備技術(shù)參數(shù)進(jìn)行反復(fù)調(diào)整，造成停機(jī)時間過長，影響設(shè)備生產(chǎn)效率。

本文對該同步帶失效的原因進(jìn)行分析，并通過設(shè)備的維護(hù)保養(yǎng)、應(yīng)用圓弧齒同步帶替代原梯形齒同步帶來解決蜘蛛手同步帶易失效問題。

一、原因分析

如圖1所示，PROTOS蜘蛛手機(jī)構(gòu)由卷煙機(jī)對接傳動箱上的主動輪通過梯形齒同步帶帶動，蜘蛛手拾取煙支，傳遞到接煙輪上并整齊排列。通過分析，該同步帶失效主要原因如下。

圖1 蜘蛛手傳動機(jī)構(gòu)

1.潤滑油浸入同步帶

如圖1所示，蜘蛛手機(jī)構(gòu)的潤滑油通過主軸上兩個泄漏的油封浸入同步帶，引起同步帶發(fā)脹，使同步帶強(qiáng)度降低，節(jié)距產(chǎn)生變化，造成與同步帶輪嚙合不正確，使同步帶磨損加快，加速失效。

2.同步帶預(yù)緊力過大

由于蜘蛛手機(jī)構(gòu)傳動精度要求較高，為消除同步帶傳動誤差造成的蜘蛛手機(jī)構(gòu)運(yùn)動曠量，維修人員習(xí)慣于通過張緊同步帶來消除傳動間隙，從而造成同步帶張力過大，引起同步帶節(jié)距變化，加速同步帶失效。

3.過大的沖擊載荷引起同步帶失效

為了節(jié)約輔料的消耗，機(jī)組的制動時間設(shè)置為2.5～3s，但由于蜘蛛手機(jī)構(gòu)自身重量大，轉(zhuǎn)速高，設(shè)備頻繁啟動對同步帶產(chǎn)生較大的沖擊載荷，降低了同步帶的使用壽命。

二、改進(jìn)措施

1.防止主軸潤滑油的泄漏

加強(qiáng)蜘蛛手機(jī)構(gòu)的維護(hù)力度，及時檢查潤滑油是否泄漏。在維護(hù)過程中要注意以下兩個問題：

（1）安裝油封時注意唇口方向的正確安裝，兩個油封的唇口方向均朝著蜘蛛手機(jī)構(gòu)的殼體。

（2）保持用作通風(fēng)的消聲器表面潔凈，消聲器表面的粉塵和油污會造成通風(fēng)阻塞，當(dāng)設(shè)備運(yùn)行后，油溫升高，蜘蛛手機(jī)構(gòu)內(nèi)部壓力大于大氣壓力，造成潤滑油泄漏。故在維護(hù)過程中，應(yīng)及時清理消聲器表面的粉塵及油污。

2.避免同步帶過大的預(yù)緊力

在安裝同步帶時，使其張緊并保持適當(dāng)?shù)念A(yù)緊力。

3.選用圓弧齒同步帶替代梯形齒同步帶

同步帶在運(yùn)動中，梯形齒同步帶齒頂不與帶輪槽接觸，帶齒構(gòu)成直邊產(chǎn)生多邊形效應(yīng)。圓弧齒同步帶齒頂與齒槽接觸，減少了圓弧齒同步帶帶齒形成的多邊形邊長，大大降低了多邊形效應(yīng)，使圓弧齒同步帶傳動精度增加、傳動噪聲降低、沖擊振動減小，能夠承載較大負(fù)荷。結(jié)合蜘蛛手機(jī)構(gòu)的傳動載荷與精度較高的要求，選擇圓弧齒同步帶驅(qū)動蜘蛛手機(jī)構(gòu)。

（1）同步帶的選擇。參考表1同步帶的物理性能表（GB/T 13487-2002），圓弧齒8M型同步帶的多項物理性能優(yōu)于H型梯形齒同步帶，因此選擇8M型圓弧齒同步帶替代原H型梯形齒同步帶。

原蜘蛛手傳動機(jī)構(gòu)使用的梯形齒同步帶型號為450H075，該同步帶的節(jié)距Pb為12.7mm，節(jié)線長上的齒數(shù)為90，則該同步帶的節(jié)線長Lp為

Lp=Pb×齒數(shù)=12.7×90=1 143mm

選擇節(jié)線長與原同步帶節(jié)線長較為接近的HTD-8M-1136圓弧齒同步帶，該同步帶節(jié)距為8mm，節(jié)線長為1 136mm。

表1 同步帶的物理性能

（2）改進(jìn)同步帶輪。原來的主動輪為DN21 204200；改進(jìn)后的主動輪為DN21203600，其節(jié)距為12.7mm，齒數(shù)均為34。

周節(jié)線長=12.7mm×34=431.8mm。

431.8 mm÷8mm=53.975，選擇齒數(shù)為54、節(jié)距為8mm的圓弧齒同步帶輪作為改進(jìn)后同步帶輪。

三、結(jié)論

以上改進(jìn)措施應(yīng)用在中速機(jī)卷接機(jī)組PROTOS70和高速機(jī)卷接機(jī)組PTOTOS90(ZJ112)，使蜘蛛手機(jī)構(gòu)進(jìn)行煙支輸送準(zhǔn)確，同步帶的使用壽命有了很大提高。

[1]楊玉萍，曹清林，沈世德.同步齒形帶的研究使用現(xiàn)狀與發(fā)展.