提高ZJ118卷接機組分離輪的運行穩(wěn)定性

周欽， 陳浩

（常德煙草機械有限責(zé)任公司，湖南常德 415000）

0 引言

ZJ118型卷接機組是中煙機械集團公司以ZJ112型卷接機組為技術(shù)平臺，自主研發(fā)的新一代國產(chǎn)中速機組，額定生產(chǎn)速度為8000支／min，由常德煙草機械有限責(zé)任公司研制完成，成為繼ZJ17、ZJ112、ZJ116之后國產(chǎn)卷接設(shè)備的又一主力機型[1-2]。在卷接機組調(diào)試和運行過程中，由于分離輪運行的不穩(wěn)定性，會導(dǎo)致整機運行受阻和產(chǎn)生較大的振動噪聲，嚴(yán)重降低卷接機組的產(chǎn)品質(zhì)量。

杜坤艷等[3]分析了煙支分離輪凸輪與二次分切輪和端頭掃描輪的相位關(guān)系。但未對煙支分離輪的工作原理和故障診斷進行研究。熊宏志[4]采用排列圖和因果圖相結(jié)合的方式分析了卷接機組的主要停機故障模式及可能導(dǎo)致故障的原因，能理論性地推斷卷接機組的故障要因，但未對分離輪的具體結(jié)構(gòu)和實際運行情況進行分析。為此，本文深入分析了ZJ118卷接機組分離輪的結(jié)構(gòu)和工作原理，利用PDCA循環(huán)理論對分離輪的運行穩(wěn)定性進行分析研究。

1 調(diào)查研究

分離輪作為卷接機組的關(guān)鍵部件，位于濾嘴接裝機的一次分切輪和過渡輪之間，用于將等長的煙支分開，并輸送到過渡輪處與濾嘴連接[5-6]。其運行的穩(wěn)定性與否，直接影響著產(chǎn)品的品質(zhì)，分離輪的結(jié)構(gòu)如圖1所示。

由圖1可見，經(jīng)過一次分切輪后，已切割的煙支在分離輪上被分開排列，以利于濾嘴被放置在兩支煙的中間。滑塊的軸向移動由一對凸輪控制，工作原理如圖2所示。

圖1 分離輪三維圖

圖2 分離輪原理圖

由圖2可見，分離輪工作原理：主傳動電動機提供動力，驅(qū)動安裝軸旋轉(zhuǎn)，并帶動桿和桿上的滑塊沿著凸輪軌跡做上下往復(fù)運動，當(dāng)桿運動到極限位置時，壓縮彈簧推動桿從而實現(xiàn)往復(fù)運動。在桿與配氣座之間放有密封圈，當(dāng)滑塊出現(xiàn)卡阻現(xiàn)象時，就極易與一次分切輪浮圈發(fā)生干涉。

在廠內(nèi)整理了2016年ZJ118卷接機組分離輪運行的情況，得到卡阻和燒壞數(shù)據(jù)如表1所示，分離輪的軸承燒壞現(xiàn)象如圖3所示。

2016年公司共生產(chǎn)28組ZJ118型卷接機組，在工作的過程中多次出現(xiàn)卡阻和燒壞現(xiàn)象，于是制定了2017年的改善目標(biāo)，如圖4所示。

由圖4可見，ZJ118卷接機組分離輪運行的卡阻率為14.3%，燒壞率為10.7%，2017年的目標(biāo)是將卡阻率和燒壞率降低為0。

表1 2016年分離輪情況統(tǒng)計表

圖3 分離輪軸承燒壞

圖4 分離輪卡阻和燒壞改善目標(biāo)

圖5 分離輪卡阻和燒壞因果圖

2 原因解析

小組利用頭腦風(fēng)暴法，考慮人員、機器、物料、方法、測量和環(huán)境等影響，找出造成分離輪卡阻和燒壞的所有可能因素，得出圖5所示因果圖。

由圖5可見，產(chǎn)生分離輪卡阻和燒壞問題的末端因素有：潤滑油、脂質(zhì)量問題，潤滑油量過小，零件材質(zhì)問題，零件是否符合設(shè)計圖樣要求和零件設(shè)計是否有缺陷等。接下來，分別對末端因素進行了要因確認。

1）潤滑油、脂質(zhì)量問題。潤滑油、脂均由德國KLüBER（克魯勃）公司采購而來，經(jīng)檢驗員檢測符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，所以為非要因。

2）潤滑油量過小。分離輪的潤滑是通過電器設(shè)置數(shù)值量來控制微量泵的油量供給，微量泵位于濾嘴接裝機分離輪的后端，如圖6所示。由圖6可見，微量泵為分離輪提供所需潤滑油。通過分析其結(jié)構(gòu)，得到微量泵工作示意圖如圖7所示。由圖7可見，油管1通向SE（卷煙機）傳送裝置，油管2、油管3通向分離輪。調(diào)節(jié)銷A、B、C則可調(diào)節(jié)每一次的油量，可在0～24擋之間調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)銷A為12擋（由廠方設(shè)定）。調(diào)節(jié)銷B、C設(shè)為12擋（中間擋）。

卷接機組運行后，分離輪潤滑的間隔時間為8 h，每隔8 h潤滑1次，電磁閥負責(zé)控制動作的執(zhí)行，每次10 s，1s滴一滴，停止1 s后再滴1 s，共滴5滴。也就是分離輪在持續(xù)運行8 h過程中得到的總油量約為0.006 g，而這點油不足以支撐分離輪在8 h持續(xù)運行中的潤滑。通過拆分返廠的燒壞分離輪，我們觀察到整個凸輪軌道上沒有油，并且軸承也得不到潤滑，從而導(dǎo)致分離論的卡阻及燒壞。故潤滑油量過小是要因。

圖6 微量泵位置

圖7 微量泵結(jié)構(gòu)示意圖

3）零件材質(zhì)問題。檢驗員按照檢測規(guī)范，對凸輪、滑塊、配氣座和軸承等分離輪進行了檢驗，發(fā)現(xiàn)各零件都符合質(zhì)量要求。然后對防漏油的密封圈進行了研究，分析了密封圈的軟硬度，如表2所示。由表2可見，隨著卷接機組的不斷運行，較硬的密封圈會出現(xiàn)表面劃痕，導(dǎo)致卡阻現(xiàn)象，所以零件材質(zhì)問題是要因。

4）零件是否符合設(shè)計圖樣要求。將分離輪的主要零件與設(shè)計圖樣進行了比對，發(fā)現(xiàn)分離輪組成零件都符合設(shè)計圖樣要求，故零件是否符合設(shè)計圖樣要求不是要因。

5）零件設(shè)計是否有缺陷。對分離輪零件的設(shè)計參數(shù)進行了仔細查看，并對比了國外相關(guān)參數(shù)，最后認定了零件設(shè)計參數(shù)合理。

故零件材質(zhì)問題是要因。

表2 使用不同密封圈分離輪運行情況

3 實施對策

得到產(chǎn)生分離輪卡阻和燒壞問題的原因后，采取相應(yīng)的對策：1）更換密封圈材質(zhì)，使用較軟材質(zhì)的密封圈；2）根據(jù)分離輪工作的實際情況，給出新的油量參數(shù)。

由于分離輪的油量增減是通過兩方面來實現(xiàn)的：1）微量泵的擋位決定單次油量的大小；2）電氣數(shù)值的設(shè)定決定潤滑次數(shù)（現(xiàn)程序固定為8 h潤滑1次）。為此我們進行了手動泵入實驗，檢驗人員對相關(guān)數(shù)據(jù)做了記錄，并將數(shù)據(jù)反映給研究部門，以便做出準(zhǔn)確判斷。實驗數(shù)據(jù)見表3。

表3 實驗測試油量統(tǒng)計表

通過分析參數(shù)設(shè)置，然后與相關(guān)煙廠的技術(shù)人員進行了交流，根據(jù)經(jīng)驗值確定了優(yōu)化后的參數(shù)，并修改程序，使電氣設(shè)定值可以在機組控制面板上進行修改。在未確定新的參數(shù)前，今后出廠設(shè)備均按此參數(shù)設(shè)置。相關(guān)參數(shù)修改后如下：潤滑油泵油時間間隔參數(shù)設(shè)為8 h；所有泵油擋位設(shè)到最大值（24擋）。

4 效果檢查

1）卡阻率效果。為了對新的密封圈進行效果驗證，我們現(xiàn)場抽取了3臺設(shè)備，使用了較硬的密封圈，并運行24 h，發(fā)現(xiàn)未出現(xiàn)卡阻現(xiàn)象，得到卡阻率統(tǒng)計圖，如圖8所示。更換后的密封圈滿足現(xiàn)場設(shè)備要求，通過對后續(xù)裝配機組的追蹤觀察，我們同樣發(fā)現(xiàn)卷接機組運行良好，無卡阻現(xiàn)象。因此，卡阻率效果檢查達到預(yù)期目標(biāo)。

2）燒壞率效果。因為分離輪的燒壞通常是機組在運行一定時間后發(fā)生的現(xiàn)象，所以我們選擇在長沙卷煙廠ZJ118卷接機組上進行驗證。機組設(shè)備已運行超過9個月，進行了兩次拆除分離輪后的檢查，驗證情況如下：拆除分離輪后，檢查潤滑情況良好，接煙輪、分離輪下方無滲漏。得到改善后的燒壞率效果圖，如圖9所示。使用優(yōu)化參數(shù)后，潤滑情況得到改善，產(chǎn)品質(zhì)量得以提高。通過對后續(xù)裝配機組的追蹤觀察，機組無燒壞情況發(fā)生，因此燒壞率效果檢查達到預(yù)定目標(biāo)。

圖8 卡阻率改善情況

圖9 燒壞率改善情況

5 結(jié)論

1）通過調(diào)查研究，原因解析，實施對策和效果檢查等，我們發(fā)現(xiàn)了導(dǎo)致分離輪運行不穩(wěn)定性的要因是潤滑油量過小和零件材質(zhì)問題；2）通過更換密封圈材質(zhì)和增大潤滑油量，有效解決了分離輪運行過程中的卡阻和燒壞問題；3）分離輪運行穩(wěn)定性的解決方案也可以應(yīng)用于ZJ17和ZJ116等卷接機組的裝配調(diào)試中。

［參考文獻］

[1] 周欽.ZJ118卷接機組煙支切口問題分析與處理[J].機械管理開發(fā),2017,32(12):75-77.

[2] 賴暉.卷接機組移位雙倍長濾嘴段的剔除裝置[J].機械工程師,2017(4):150-151.

[3] 杜坤艷,孫斌,程衛(wèi)民,等.PROTOS2-2卷接機組煙支分離輪凸輪設(shè)計方法研究[J].煙草科技,2014(5):27-29.

[4] 熊宏志.卷接機組可靠性分析及故障診斷[J].機械工程師,2016(3):248-250.

[5] 栗勇偉,喬建軍,馬少軍.卷接機組煙支搓接質(zhì)量的研究及改進[J].煙草科技,2012(10):24-27.

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