PROTOS卷接機組蜘蛛手傳動機構同步帶失效的原因及對策

栗勇偉，馬少軍，吳志強

（河南中煙工業有限責任公司鄭州卷煙廠，河南 鄭州 450000）

PROTOS卷接機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備升級的首選設備。據不完全統計，全國在用PROTOS卷接機組大約1 000臺套。PROTOS卷接機組蜘蛛手機構的作用是將卷煙機上的雙倍長度煙支輸送到接裝機進煙鼓輪上，是機組高精度運轉的機構之一，其動力通過同步帶傳遞，同步帶磨損后精度降低，使蜘蛛手機構輸送煙支不準確，影響機組運行效率以及產品質量，而且更換同步帶時必須對設備技術參數進行反復調整，造成停機時間過長，影響設備生產效率。

本文對該同步帶失效的原因進行分析，并通過設備的維護保養、應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蜘蛛手機構由卷煙機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 蜘蛛手傳動機構

1.潤滑油浸入同步帶

如圖1所示，蜘蛛手機構的潤滑油通過主軸上兩個泄漏的油封浸入同步帶，引起同步帶發脹，使同步帶強度降低，節距產生變化，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.同步帶預緊力過大

由于蜘蛛手機構傳動精度要求較高，為消除同步帶傳動誤差造成的蜘蛛手機構運動曠量，維修人員習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

為了節約輔料的消耗，機組的制動時間設置為2.5～3s，但由于蜘蛛手機構自身重量大，轉速高，設備頻繁啟動對同步帶產生較大的沖擊載荷，降低了同步帶的使用壽命。

二、改進措施

1.防止主軸潤滑油的泄漏

加強蜘蛛手機構的維護力度，及時檢查潤滑油是否泄漏。在維護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構的殼體。

（2）保持用作通風的消聲器表面潔凈，消聲器表面的粉塵和油污會造成通風阻塞，當設備運行后，油溫升高，蜘蛛手機構內部壓力大于大氣壓力，造成潤滑油泄漏。故在維護過程中，應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緊力

在安裝同步帶時，使其張緊并保持適當的預緊力。

3.選用圓弧齒同步帶替代梯形齒同步帶

同步帶在運動中，梯形齒同步帶齒頂不與帶輪槽接觸，帶齒構成直邊產生多邊形效應。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，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，能夠承載較大負荷。結合蜘蛛手機構的傳動載荷與精度較高的要求，選擇圓弧齒同步帶驅動蜘蛛手機構。

（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。

原蜘蛛手傳動機構使用的梯形齒同步帶型號為450H075，該同步帶的節距Pb為12.7mm，節線長上的齒數為90，則該同步帶的節線長Lp為

Lp=Pb×齒數=12.7×90=1 143mm

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

表1 同步帶的物理性能

（2）改進同步帶輪。原來的主動輪為DN21 204200；改進后的主動輪為DN21203600，其節距為12.7mm，齒數均為34。

周節線長=12.7mm×34=431.8mm。

431.8 mm÷8mm=53.975，選擇齒數為54、節距為8mm的圓弧齒同步帶輪作為改進后同步帶輪。

三、結論

以上改進措施應用在中速機卷接機組PROTOS70和高速機卷接機組PTOTOS90(ZJ112)，使蜘蛛手機構進行煙支輸送準確，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狀與發展.