发射鼓轮拆装维保装置设计

毛思睿 李星珂 阳礼鹏 缪夔 曹坤

第一作者简介：毛思睿（1989-），男，工程师，卷烟滤棒成型设备维修技师。研究方向为提升滤棒发射机发射率。

DOI：10.19981/j.CN23-1581/G3.2024.15.028

摘  要：为解决在对发射鼓轮进行拆装与维保工作时，由于定位轮、转动轮、圆柱滚子轴承等零部件的配合精度要求高，而引起的定位轮及圆柱滚子轴承等零部件易损坏、维修精度低、维修时间长等问题，设计制作专用的发射鼓轮拆装维保装置，优化发生鼓轮定位轮和圆柱滚子轴承的拆装方法，实现在不影响定位轮表面精度的情况下，固定发射鼓轮，同时提升维修精度，节约维修时间，达到提高滤棒风送系统稳定性的目的。以ZF25型滤棒发射接收机组为对象进行测试，结果表明使用发射鼓轮拆装维保装置后，发射鼓轮拆装与维保平均所需时间与维保次数较原方法有明显的降低，发射机的发射率显著提高。该技术可以为提高滤棒风送系统发射率提供支持。

关键词：发射鼓轮；定位轮；圆柱滚子轴承；固定装置；拆装维保装置

中图分类号：TS43        文献标志码：A          文章编号：2095-2945（2024）15-0124-04

Abstract： In order to solve the problems caused by the high matching accuracy of parts such as positioning wheel， rotating wheel and cylindrical roller bearing， such as easy damage， low maintenance precision and long maintenance time， a special launching drum disassembly and maintenance device is designed and made， and the disassembly and assembly method of drum locating wheel and cylindrical roller bearing is optimized. Without affecting the surface accuracy of the positioning wheel， the launch drum is fixed， at the same time， the maintenance accuracy is improved， the maintenance time is saved， and the stability of the filter rod air delivery system is improved. The ZF25 filter rod transmitting and receiving unit is tested. The results show that after using the launching drum to disassemble and install the maintenance device， the average time and times of disassembly and maintenance of the launching drum are significantly lower than those of the original method， and the emissivity of the transmitter is significantly increased. This technology can provide support for improving the emissivity of the filter rod air delivery system.

Keywords： launching drum; positioning wheel; cylindrical roller bearing; fixing device; disassembly and maintenance device

發射鼓轮是滤棒发射机的主要组成部分，由转动轮、定位轮、轴等组成。发射鼓轮接收滤棒发射机输送来的滤棒，通过发射气压将滤棒推射进入发射管道，当今主流的滤棒发射机为许昌烟机生产的YF25型滤棒发射机，发射速度可以达到单管1 500支/min，单台滤棒发射机最高能满足10个发射单元同时运行。但在对发射鼓轮进行拆装与维保工作时，由于定位轮、转动轮、圆柱滚子轴承等零部件的配合精度要求高，导致发射鼓轮拆装工作存在缺少合适夹具、定位轮及圆柱滚子轴承等零部件易损坏等问题，并存在维修精度低、维修时间长等现象，影响设备效率。针对发射鼓轮拆装与维保不方便的问题，任红业[1]通过设计专用工装提升发射鼓轮的装配精度；刘宏跃[2]通过对发射鼓轮的抛光技术进行优化改进，提高发射鼓轮表面加工精度；包军等[3]等采用模块化设计优化发射鼓轮的工艺流程。但对于拆装与维保发射鼓轮方法的研究则鲜见报道。为此，根据发射鼓轮的结构工艺，设计制作专用的发射鼓轮拆装维保装置，实现在不影响定位轮表面精度的情况下，固定发射鼓轮，并提升发射鼓轮零部件的安装精度，达到提升设备效率的目的。

1  问题分析

1.1  发射鼓轮的结构工艺

发射鼓轮（如图1所示）的结构主要由转动轮、定位轮、轴等部位组成。转动轮与轴固定，由转速控制的伺服电机驱动，转动轮外部设计有均布的20个鼓轮槽，用于容纳滤棒，内部设计有与鼓轮槽相对应的20个负压孔，用于吸附滤棒。定位轮为定子，滤棒发射时顶升气缸推动的密封件上升与定位轮接触；定位轮下方设计有正压孔槽，正对应密封件上的压缩空气喷嘴，当发射鼓轮转动将鼓轮槽中的滤棒传递至鼓轮正下方时，压缩空气经过密封件上的压缩空气喷嘴与定位轮下方的正压孔槽，将滤棒推射进入发射管道，到达下游的滤棒接收机。

图1  发射鼓轮结构示意图

1.2  存在问题

1.2.1  发射鼓轮结构工艺存在的问题

在发射鼓轮的结构工艺中，由于定位轮、转动轮与其他发射鼓轮零部件的配合精度要求高，定位轮或转动轮表面磨损会造成发射鼓轮密封面漏气，并导致发射气压降低及不稳定等现象，影响滤棒风送的稳定性，因此工艺上对定位轮和转动轮的表面加工精度、表面粗糙度等方面有较高的要求，使得拆装、维保发射鼓轮时无法直接用台虎钳夹持发射鼓轮，造成拆装发射鼓轮不方便，且存在容易引起定位轮或转动轮表面受损的风险。

1.2.2  发射鼓轮安装工艺存在的问题

发射鼓轮在故障以及运行一段时间后，需要对其进行拆装与维保工作，在拆卸发射鼓轮时，由于发射鼓轮的内部结构设置有圆柱滚子轴承（如图2所示），圆柱滚子轴承中的润滑脂与积灰、积尘粘黏后会影响轴承的径向游隙，导致轴承与轴、油封等的配合面过盈，轴承拆装非常不方便，导致发射鼓轮维保、润滑、更换轴承时间长，且存在轴承受力过大损坏的风险。

另外，在安装发射鼓轮时，由于圆柱滚子轴承在安装工艺上既需要保证使用寿命，又要保证足够的刚度，因此装配时必须严格控制圆柱滚子轴承的径向游隙，如果安装不到位，将会导致轴承过早磨损，从而缩短轴承使用寿命。

图2  发射鼓轮内部结构图

2  设计方案

通过上述分析可知，发射鼓轮的结构工艺与安装工艺是导致发射鼓轮拆装、维保不方便，以及定位轮、圆柱滚子轴承等零部件易损坏的主要原因，并存在维修精度低、维修时间长等问题，影响设备效率。根据现有条件，针对发射鼓轮结构工艺中，定位轮和转动轮表面精度高以及圆柱滚子轴承配合精度高的技术难点，设计制作专用的发射鼓轮拆装维保装置，通过圆弧面抱夹锁紧的方式，实现在不影响定位轮表面精度的情况下，固定发射鼓轮；并通过螺纹传动降低定位轮与圆柱滚子轴承拆装时的轴向受力，提升发射鼓轮的维修精度，达到提升设备效率的目的。

2.1  固定装置结构设计

固定装置（如图3所示）由固定板、底板、下夹板、上夹板和塑料槽板组成。其中，底板上有多个螺纹孔，可以连接固定板、下夹板、上夹板、塑料槽板，固定板安装在底板下方，可以通过移动台虎钳夹紧固定板，锁住固定装置；下夹板、塑料槽板安装在底板上方，2个下夹板与塑料槽板形状一致，均为带半圆弧的槽板，相互平行排列，且与发射鼓轮表面弧度相同；上夹板与下夹板的半圆弧槽面相同，可以与下夹板连接，并通过锁紧连接上、下夹板的锁紧螺丝，将发射鼓轮固定在固定装置上。通过上述技术方案，发射鼓轮拆装与维保需要固定时，用台虎钳夹紧固定装置，将发射鼓轮的定位轮放置在固定装置的下夹板与塑料槽板上，安装上夹板，锁紧连接上、下夹板的锁紧螺丝，就可以实现在不破坏发射鼓轮表面的前提下，固定发射鼓轮（如图4所示）。

2.2  定位轮拆装装置结构设计

定位轮拆装装置（如图5所示）由臂板、连接板、螺杆和加力杆组成。其中，臂板由2块长条件组成，臂板的一端对称固定在下夹板的两侧，另一端被连接板固定；连接板的中心加工有螺纹孔，可以连接螺杆，螺纹孔的轴线与上、下夹板圆心同轴线，使螺杆的中心始终正对定位轮的中心。通过上述技术方案，维修工拆卸定位轮时，只需将需要拆卸的定位轮通过锁紧上夹板将其固定在靠近螺杆的上、下夹板内，转动加力杆带动螺杆贴近发射鼓轮轴，并继续向定位轮方向移动，就可以平稳将发射鼓轮轴脱离定位轮；维修工装配定位轮时，只需将需要装配的定位轮通过锁紧上夹板将其固定在远离螺杆的上、下夹板内，反向放置发射鼓轮轴，转动加力杆带动螺杆贴近发射鼓轮轴，并继续向定位轮方向移动，就可以平稳地装配定位轮（如图6所示），避免了拆装定位轮对发射鼓轮表面造成的损伤，提高维修精度；同时，该装置还具有拆装定位轮方便、快捷、省力的特点，降低了维修时间。

图3  固定装置结构图

图4  固定装置使用示意图

图5  定位轮拆卸装置结构图

2.3  轴承拆卸装置结构设计

轴承拆卸装置（如图7所示）由上定位环、下定位环组成。上定位环、下定位环形状一样，上定位环可以通过螺钉固定在上夹板的半圆弧槽内，下定位环可以放置在下夹板的半圆弧槽内，上、下定位环组成的圆孔直径与轴承内径相同，圆孔轴线与螺杆同轴线，使螺杆的中心始终正对上、下定位环的中心。通过上述技术方案，维修工拆卸轴承时，只需将需要拆卸的轴承通过锁紧上夹板将其固定在靠近螺杆的上、下定位环内（如图8所示），转动螺杆贴近发射鼓轮轴，并继续向轴承方向移动，就可以平稳地拆卸轴承，避免了拆卸轴承对發射鼓轮表面的损伤，提高维修精度；同时，使用该装置拆装轴承方便快捷，降低了维修时间。

图6  定位轮拆卸装置使用示意图

图7  轴承拆卸装置结构图

图8  轴承拆卸装置使用示意图

该装置的工作原理：发射鼓轮拆卸、维保需要固定时，用台虎钳夹紧固定装置，将发射鼓轮的定位轮放置在固定装置的下夹板与塑料槽板上，安装上夹板，锁紧连接上、下夹板的锁紧螺丝，就可以实现在不破坏发射鼓轮表面的情况下，固定发射鼓轮。

另外，需要拆装定位轮时，将定位轮拆装装置固定在下夹板上，转动加力杆带动螺杆向定位轮方向移动，就可以平稳地将定位轮分离或装配；避免了敲击造成定位轮以及轴承损坏，提高维修精度。需要拆卸轴承时，拆卸上夹板，将下定位环放置在下夹板的半圆弧槽内，移动发射鼓轮至需要拆卸的轴承刚好位于下定位环的外侧，然后用螺钉将上定位环固定在上夹板的半圆弧槽内，安装上夹板，锁紧连接上、下夹板的锁紧螺丝，转动加力杆带动螺杆向轴承方向移动，就可以平稳地将轴承分离，避免了敲击造成发射鼓轮表面损坏，提高维修精度。

3  应用效果

3.1  试验设计

设备：2台YF25型滤棒发射机（许昌烟草有限责任公司）。

方法：对2台YF25型滤棒发射机全部发射鼓轮进行拆装与维保，采用发射鼓轮拆装维保装置的编为1号，沿用以前手工敲击的方法编为2号，分别统计2台滤棒发射机发射鼓轮的平均拆装所需时间，并连续运行6个月，分别统计2台滤棒发射机的维保次数与发射率。

3.2  数据分析

由表1可知，使用发射鼓轮拆装维保装置后，发射鼓轮拆装与维保平均所需时间与维保次数较原方法有明显的降低，发射机的发射率显著提高。

表1  发射鼓轮拆装维保工具使用效果

4  结论

通过对发射鼓轮的结构工艺与安装工艺的深入研究，分析出发射鼓轮结构中的定位轮、转动轮、圆柱滚子轴承等零部件的配合精度要求高，是引起定位轮及圆柱滚子轴承等零部件易损坏等问题的主要原因，进一步影响设备效率。通过设计制作专用的发射鼓轮拆装维保装置，优化发生鼓轮定位轮和圆柱滚子轴承的拆装方法，实现在不影响定位轮表面精度的情况下，固定发射鼓轮，同时提升了维修精度，节约了维修时间，提高了设备效率，取得了预期效果。该装置可以在不同规格种类的滤棒和不同型号的滤棒发射接收系统上推广使用。

参考文献：

[1] 任红业.解决YF25滤棒自动发射机鼓轮摩擦难题[J].机械工程师，2016（2）：211-212.

[2] 刘宏跃.发射鼓轮长槽抛光改进[J].新技术新工艺，2015（4）：7-8.

[3] 包军，吴先士.新型滤棒气力输送装置的设计[J].烟草科技，2006（3）：11-14.