PASSIM卷煙機劈刀保險裝置改進

【摘要】PASSIM卷煙機劈刀傳動機構采用剪切式保險銷對劈刀實現過載保護。使用中，保險銷磨損快，經常造成劈刀傳動曠量大、煙絲束緊頭位置偏移、煙支重量標偏不穩定等現象，在出現過載時還會造成劈刀機構和彈性聯軸器損壞故障，嚴重影響設備性能的發揮。通過改進，設計了滾珠式過載保護裝置。通過兩組對稱設置的滾珠與彈簧來替代保險銷，徹底避免了因保險銷所引發的劈刀傳動曠量的產生。當劈刀機構發生過載時，滾珠滑出滾槽，連接體與帶輪組件脫離，劈刀裝置停止轉動，確保設備零部件不受損壞。降低了操作人員的勞動強度，減少了設備維修費用，提高了設備效率。

【關鍵詞】劈刀機構;剪切式保險銷;彈性聯軸器;滾珠式過載保護

一、劈刀機構工作原理

重量控制系統是卷煙機重要組成部分之一，按其工作原理可分為檢測、控制和平準器（俗稱劈刀機構）兩部分。卷煙機的劈刀機構是一個獨立的組件，由支撐管、傳動齒輪、傳動軸、劈刀盤和刷絲輪等組成。工作時，利用兩只旋轉方向相反的劈刀盤對運行中的煙絲束進行削剪，并由刷絲輪將削下的煙絲刷掉。經過劈刀機構的上升或下降，削減掉吸絲帶上多余的煙絲，從而控制煙絲條的重量。劈刀盤上有均布的凹槽，設備運行中要求劈刀盤上的凹槽必須與煙條切割刀片保持同步，使刀片切割在劈刀盤凹槽所作用煙條部位的中間，保證生產出的煙條在單長煙支的兩端切口處均有緊頭部分，以減少空松煙支的產生。

二、劈刀傳動機構分析

（一）劈刀機構的驅動裝置

劈刀機構傳動系統的動力源來自卷煙機主電機。經過一系列的齒輪傳遞，將動力傳至吸風室齒輪箱，再由吸風室齒輪箱背后輸出軸上面的帶輪，通過齒形帶帶動劈刀機構的驅動帶輪，驅動帶輪通過傳動軸最終將動力傳遞至平準器齒輪箱，從而帶動劈刀盤和刷絲輪工作。

（二）彈性聯軸器的結構

在驅動帶輪至平準器齒輪箱的傳動過程中，生產廠家采用了一個螺旋槽型彈性聯軸器。該聯軸器外徑25.4mm，長度39mm，前端內徑8mm、通過平鍵與軸11相連。后端的外表面有一個銷釘槽，用來連接保險銷，后端內孔中有一個內徑為6mm的銅套，與軸34相連。在彈性聯軸器的外圓有一條連續多圈的長切槽，使聯軸器具有優良的彈性，可以承受多種偏差，特別適合用于糾正偏角和軸向偏差。

（三）剪切式保險銷

1.剪切式保險銷的作用

在實際生產中，被劈刀盤削減下的吸絲帶上多余的煙絲，會在螺旋回絲裝置中累積，形成堵塞，導致劈刀組件轉動受阻。為了保護劈刀組件和彈性聯軸器不被損壞，在驅動帶輪軸至彈性聯軸器之間，采用了剪切式保險銷結構。保險銷通過連接盤插在彈性聯軸器的銷釘槽中，連接盤的后端通過平鍵與驅動帶輪軸相連接，并用螺釘固定;前端通過保險銷與彈性聯軸器連在一起，將動力通過聯軸器傳給劈刀機構。當劈刀機構的轉動出現過載時，保險銷須被及時切斷，斷開驅動帶輪與劈刀機構之間的動力連接，使彈性聯軸器和劈刀機構停止轉動，避免受到損壞。

2.剪切式保險銷的結構缺陷

（1）保險裝置采用的剪切式保險銷結構，在銷釘端部與剪切槽之間存在一定的間隙。隨著設備的運行，保險銷與剪切槽之間的接觸面會產生微動磨損以及表面疲勞磨損，而由于受加工材料的影響，銷釘端部的接觸面磨損很快，使保險銷與剪切槽之間的間隙隨著使用時間而逐漸增大。實踐證明，當保險銷與剪切槽之間的間隙大于0.5mm時，經傳動鏈放大后，就會使劈刀組件在轉動中會產生較大的曠量。造成劈刀圓盤在削減吸絲帶上的煙絲時，圓盤上的凹槽無法準確定位，煙支的緊頭位置無法得到保證，表現為煙支端部空松現象增加、重量標偏不穩定等。為了減少這些質量缺陷的產生，操作人員平均每兩天就要更換一個保險銷，增加了無謂的工時及勞動強度。

（2）滾珠式過載保護裝置的工作原理

設備正常運行時，連接盤與驅動帶輪一體旋轉，連接體上的滾珠在彈簧的壓力下，鑲嵌在連接盤的“V”型槽內，與“V”型槽緊密連接。連接體隨同連接盤和驅動帶輪一起轉動，并通過平鍵直接將動力傳遞給傳動軸，傳動軸又通過彈性聯軸器帶動劈刀機構正常轉動。當劈刀機構轉動受阻、發生過載時，滾珠就滑出“V”型槽，連接體與連接盤脫離，和帶輪傳來的主傳動完全脫開，連接體與傳動軸一起停止轉動，使劈刀機構停止工作。在消除過載之后，滾珠重新被彈簧壓緊在“V”型槽內，對劈刀機構的傳動又恢復正常。

三、改進效果

經實際使用滾珠式過載保護裝置后，達到了預期效果：

（一）顯著改善了劈刀的工藝功能。改進后徹底消除了因保險銷磨損造成劈刀機構傳動間隙過大的現象，提高了劈刀盤凹槽形成煙支正確緊頭位置的穩定性，煙支端部空松、重量標偏不穩定等現象得到明顯改善。

（二）徹底解決了操作工頻繁更換保險銷的現象，減少勞動強度與設備停機時間。

（三）降低了設備維修費用，提高了設備有效作業率。通過調整彈簧對滾珠的壓力，可適時改變過載保護裝置限受載荷的設定值，切實保護劈刀機構和彈性聯軸器不受損害。從2012年9月安裝之后，至今沒有出現過劈刀機構損壞事故。

四、結論

滾珠式過載保護裝置可確保傳遞的載荷不超過限定值，當出現過載現象時，可將傳動迅速斷開，反應及時，安全可靠。由于其限定載荷的大小可以調整，工作精度較高，應用靈活方便，有較好的推廣價值。

參考文獻：

[1]李新光.PASSIM卷接機組培訓教材[M].中國煙草總公司許昌煙草機械廠，1997.

[2]溫邦椿.機械設計手冊[M].機械工業出版社（第五版），2010.

[3]朱孝錄.機械傳動設計手冊[M].電子工業出版社（第五版），2007.

作者簡介：

曲軍建（1972.9-），男，河南中煙工業有限責任公司南陽卷煙廠卷包部修理班卷接維修組組長，高級技師，研究方向：卷煙設備管理、修理、改造。