YJ 112卷烟机吸丝带驱动轮安装结构的改进

姜冬子 马洪明 杨健荣

（山东中烟工业有限责任公司济南卷烟厂，山东 济南 250104）

YJ 112卷烟机吸丝带驱动轮安装结构的改进

姜冬子 马洪明 杨健荣

（山东中烟工业有限责任公司济南卷烟厂，山东 济南 250104）

为减少YJ112卷烟机吸丝带驱动机构的故障，对其驱动轮安装结构进行分析，采用改变其的支撑方式的方法，将齿形带轮原单侧轴承支撑形式改为两侧轴承座支撑形式，并对转轴、齿形带轮、法兰盘、键联接等结构进行了改进，增加顶丝以分解设备启动对转轴键联接的剪切力。改进后的吸丝带驱动轮运行正常，没有再更换过，节约了备件费用，增加了设备有效运行时间。

YJ112；卷烟机；吸丝带；驱动轮；改进

Z J112高速卷接机组是由常德烟草机械有限责任公司消化、吸收德国HAUNI公司PR OT OS90E卷烟机组技术而发展起来的国产化单烟枪卷烟设备,生产速度可达到10000支/min,其中Y J112卷烟机和Y J212接装机是Z J112高速卷接机组的核心组成部分。与Y J17型卷烟机相比，Y J112卷烟机的机械结构部分并没有明显的改变，但其生产速度却提高了43%，自国产化实际应用以来,设计单位和用户根据该设备运行中发现的问题进行了有针对性的改进，取得了良好的效果。济南卷烟厂自引进该设备以来，发现Y J112卷烟机的吸丝带驱动部分仍存在较高的故障率，一定程度上影响了设备运行效率和产品质量。因此本文对吸丝带驱动机构进行深入分析并进行针对性的改进和完善。

一、存在问题及分析

1.存在问题

Y J112卷烟机吸丝带驱动机构的齿形轮、齿形带、轴承、共轴双轮转轴、平键等零件容易出现联接松动并最终导致失效损坏。经统计，7台Y J112卷烟机一年内共更换齿形带23根、齿形轮9个、转轴11根、轴承40个、平键一批，故障率较高，维修耗时累计约42h，由此引起的设备启停造成废烟28.6万支以上。此外，联接松动造成吸丝带驱动机构各主要构件的晃动直接导致吸丝带高速运行不稳定，影响吸丝带上烟丝流分布的均匀性，容易导致轻微的竹节烟现象。

2.原因分析

Y J112卷烟机吸丝带驱动机构由齿形带传动装置和吸丝带传动装置共同组成。主动力通过联轴器传递到齿形带传动装置的主驱动轮，然后再带动第一、第二驱动轮将动力传递到吸丝带传动装置，从而带动吸丝带高速运行(图1)。吸丝带运行平稳与否，是影响烟支烟丝分布均匀性的关键因素之一。齿形带、吸丝带均由张紧轮来调整张紧程度，以防止齿形带爬齿或吸丝带打滑。

图1 吸丝带驱动机构示意图

第一驱动轮、第二驱动轮的安装结构完全相同，均有由一根φ12mm的转轴、齿形轮、吸丝带轮组成。转轴通过装配有双轴承的法兰盘安装在支架上，转轴两端分别以键联接方式安装齿形轮、吸丝带轮（图2）。转轴对齿形轮、吸丝带轮的支撑均为单轴承座支撑形式。

图2 吸丝带同轴传动双轮剖面图

Y J112卷烟机启动时，齿形轮短时间内加速到1960r/min左右，产生巨大的冲击，一方面容易造成刚性啮合的齿形轮、齿形带之间的相互破坏，缩短使用寿命；另一方面,也会对单轴承座支撑的齿形轮产生较大的径向扭矩，轴承两侧长期受力不均造成滚动体与轴承内外圈出现配合间隙，这种间隙显然会导致吸丝带轮运行不平稳，导致烟丝流的分布不均匀，出现竹节烟和导致轴承失效损坏。

为降低因单轴承座支撑带来的径向扭矩对轴承的破坏作用，第一、第二驱动轮采用并联双轴承方式与法兰盘联接的设计。虽然一定程度上降低了单个轴承的径向扭矩，延长了轴承的使用周期，但同时法兰盘轴向尺寸过大，导致齿形轮只能设计成套筒状套在法兰盘上，挤占了齿形轮的联接平键的键长设计空间，键槽规格仅为（11.5×4）mm，平键规格为（10×4）mm。由于键联接强度不足，因此在设备启动剪切力的反复冲击下，其配合间隙会不断增大，直至键联接失效而更换平键或转轴。因此，键联接强度不足是吸丝带运行不稳的重要原因，同样也会导致烟丝堵塞或竹节烟。

由此可知，齿形轮的单轴承座支撑形式是第一、第二驱动轮安装结构的主要设计缺陷，键联接强度不足是因单轴承座支撑设计衍生出的次要设计缺陷。

二、改进方法

1.改进齿形轮的支撑结构

为解决齿形轮的单轴承座支撑问题，对第一、第二驱动轮做如下改进：（1）将端盖加厚，安装与转轴等径的HK1216滚针轴承，使其轴线与转轴轴线对齐；（2）设计新的转轴，在齿形轮方向加长17.5mm，直径不变，嵌套在滚针轴承上；（3）为提高滚针轴承的润滑性，在加厚端盖上安装油嘴，以便定期添加润滑脂。此项改进实现了齿形轮支撑的双轴承座支撑设计，杜绝了轴承、转轴晃动现象。齿形轮实现双轴承座支撑后，仅保留轴承B,法兰盘厚度因此可由36mm改为18.5mm，因此齿形轮就可由空心套筒状改为实心圆柱状。

2.降低键联接冲击强度

为进一步降低设备启动时剪切力对键联接的冲击强度，做如下改进：（1）安装齿形轮部分的转轴直径由12mm增大至15mm；（2）键槽尺寸由（11.5×4）mm改为（17×5）mm；（3）平键尺寸由（10×4）mm改为（14×5）mm；（4）改进后的圆柱状齿形轮径向钻孔攻丝，在转轴对应位置铣出平面，配装M5顶丝，使齿形轮与转轴联接更紧密，从而分解设备启动冲击对键联接的剪切强度。

改进后的吸丝带同轴双轮结构见图3。

图3 改进后的吸丝带同轴转动轮组结构

三、改进效果

Y J112卷烟机吸丝带第一、第二驱动轮改进以来，济南卷烟厂7台设备至今未损坏一件转轴、齿形带、齿形轮、轴承以及平键，平均每年可节约齿形带20根、齿形轮10个、转轴10根、轴承60个、平键若干，因吸丝带驱动机构晃动而产生竹节烟的现象已经根除。与改进前相比，每台卷烟机每年节约备件费用3～4万元，直接增加设备有效运行时间8h以上，直接减少废烟5.7万支以上。

[1]金登权.ZJ112型卷接机组的烟支重量短期标准偏差超差问题的处理方法[J].湖南文理学院学报（自然科学版）,2009(4).

[2]袁华兵.卷烟企业卷接包车间生产物流评价与仿真研究[D].长沙:湖南大学物流工程，2014.

[3]戴永生,姚文祥,武凯等.卷制过程中设备参数对烟支内烟丝分布的影响[J].烟草科技,2012(4).

[4]肉孜·毛拉买提.离心式水（油）泵轴承润滑改进[J].城市建设理论研究（电子版）,2015(19).

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1671-0711（2016）06-0062-02