YJ 112卷煙機吸絲帶驅動輪安裝結構的改進

姜冬子 馬洪明 楊健榮

（山東中煙工業有限責任公司濟南卷煙廠，山東 濟南 250104）

YJ 112卷煙機吸絲帶驅動輪安裝結構的改進

姜冬子 馬洪明 楊健榮

（山東中煙工業有限責任公司濟南卷煙廠，山東 濟南 250104）

為減少YJ112卷煙機吸絲帶驅動機構的故障，對其驅動輪安裝結構進行分析，采用改變其的支撐方式的方法，將齒形帶輪原單側軸承支撐形式改為兩側軸承座支撐形式，并對轉軸、齒形帶輪、法蘭盤、鍵聯接等結構進行了改進，增加頂絲以分解設備啟動對轉軸鍵聯接的剪切力。改進后的吸絲帶驅動輪運行正常，沒有再更換過，節約了備件費用，增加了設備有效運行時間。

YJ112；卷煙機；吸絲帶；驅動輪；改進

Z J112高速卷接機組是由常德煙草機械有限責任公司消化、吸收德國HAUNI公司PR OT OS90E卷煙機組技術而發展起來的國產化單煙槍卷煙設備,生產速度可達到10000支/min,其中Y J112卷煙機和Y J212接裝機是Z J112高速卷接機組的核心組成部分。與Y J17型卷煙機相比，Y J112卷煙機的機械結構部分并沒有明顯的改變，但其生產速度卻提高了43%，自國產化實際應用以來,設計單位和用戶根據該設備運行中發現的問題進行了有針對性的改進，取得了良好的效果。濟南卷煙廠自引進該設備以來，發現Y J112卷煙機的吸絲帶驅動部分仍存在較高的故障率，一定程度上影響了設備運行效率和產品質量。因此本文對吸絲帶驅動機構進行深入分析并進行針對性的改進和完善。

一、存在問題及分析

1.存在問題

Y J112卷煙機吸絲帶驅動機構的齒形輪、齒形帶、軸承、共軸雙輪轉軸、平鍵等零件容易出現聯接松動并最終導致失效損壞。經統計，7臺Y J112卷煙機一年內共更換齒形帶23根、齒形輪9個、轉軸11根、軸承40個、平鍵一批，故障率較高，維修耗時累計約42h，由此引起的設備啟停造成廢煙28.6萬支以上。此外，聯接松動造成吸絲帶驅動機構各主要構件的晃動直接導致吸絲帶高速運行不穩定，影響吸絲帶上煙絲流分布的均勻性，容易導致輕微的竹節煙現象。

2.原因分析

Y J112卷煙機吸絲帶驅動機構由齒形帶傳動裝置和吸絲帶傳動裝置共同組成。主動力通過聯軸器傳遞到齒形帶傳動裝置的主驅動輪，然后再帶動第一、第二驅動輪將動力傳遞到吸絲帶傳動裝置，從而帶動吸絲帶高速運行(圖1)。吸絲帶運行平穩與否，是影響煙支煙絲分布均勻性的關鍵因素之一。齒形帶、吸絲帶均由張緊輪來調整張緊程度，以防止齒形帶爬齒或吸絲帶打滑。

圖1 吸絲帶驅動機構示意圖

第一驅動輪、第二驅動輪的安裝結構完全相同，均有由一根φ12mm的轉軸、齒形輪、吸絲帶輪組成。轉軸通過裝配有雙軸承的法蘭盤安裝在支架上，轉軸兩端分別以鍵聯接方式安裝齒形輪、吸絲帶輪（圖2）。轉軸對齒形輪、吸絲帶輪的支撐均為單軸承座支撐形式。

圖2 吸絲帶同軸傳動雙輪剖面圖

Y J112卷煙機啟動時，齒形輪短時間內加速到1960r/min左右，產生巨大的沖擊，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,也會對單軸承座支撐的齒形輪產生較大的徑向扭矩，軸承兩側長期受力不均造成滾動體與軸承內外圈出現配合間隙，這種間隙顯然會導致吸絲帶輪運行不平穩，導致煙絲流的分布不均勻，出現竹節煙和導致軸承失效損壞。

為降低因單軸承座支撐帶來的徑向扭矩對軸承的破壞作用，第一、第二驅動輪采用并聯雙軸承方式與法蘭盤聯接的設計。雖然一定程度上降低了單個軸承的徑向扭矩，延長了軸承的使用周期，但同時法蘭盤軸向尺寸過大，導致齒形輪只能設計成套筒狀套在法蘭盤上，擠占了齒形輪的聯接平鍵的鍵長設計空間，鍵槽規格僅為（11.5×4）mm，平鍵規格為（10×4）mm。由于鍵聯接強度不足，因此在設備啟動剪切力的反復沖擊下，其配合間隙會不斷增大，直至鍵聯接失效而更換平鍵或轉軸。因此，鍵聯接強度不足是吸絲帶運行不穩的重要原因，同樣也會導致煙絲堵塞或竹節煙。

由此可知，齒形輪的單軸承座支撐形式是第一、第二驅動輪安裝結構的主要設計缺陷，鍵聯接強度不足是因單軸承座支撐設計衍生出的次要設計缺陷。

二、改進方法

1.改進齒形輪的支撐結構

為解決齒形輪的單軸承座支撐問題，對第一、第二驅動輪做如下改進：（1）將端蓋加厚，安裝與轉軸等徑的HK1216滾針軸承，使其軸線與轉軸軸線對齊；（2）設計新的轉軸，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。此項改進實現了齒形輪支撐的雙軸承座支撐設計，杜絕了軸承、轉軸晃動現象。齒形輪實現雙軸承座支撐后，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心圓柱狀。

2.降低鍵聯接沖擊強度

為進一步降低設備啟動時剪切力對鍵聯接的沖擊強度，做如下改進：（1）安裝齒形輪部分的轉軸直徑由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）改進后的圓柱狀齒形輪徑向鉆孔攻絲，在轉軸對應位置銑出平面，配裝M5頂絲，使齒形輪與轉軸聯接更緊密，從而分解設備啟動沖擊對鍵聯接的剪切強度。

改進后的吸絲帶同軸雙輪結構見圖3。

圖3 改進后的吸絲帶同軸轉動輪組結構

三、改進效果

Y J112卷煙機吸絲帶第一、第二驅動輪改進以來，濟南卷煙廠7臺設備至今未損壞一件轉軸、齒形帶、齒形輪、軸承以及平鍵，平均每年可節約齒形帶20根、齒形輪10個、轉軸10根、軸承60個、平鍵若干，因吸絲帶驅動機構晃動而產生竹節煙的現象已經根除。與改進前相比，每臺卷煙機每年節約備件費用3～4萬元，直接增加設備有效運行時間8h以上，直接減少廢煙5.7萬支以上。

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1671-0711（2016）06-0062-02