卷接机组上胶辊定位座装置的改进

【摘要】针对ZJ112卷接机组MAX上胶装置在使用过程中，上胶辊定位座上的圆柱销折断、胶辊轴磨损，产生掉咀、漏气烟支，提出将上胶辊的定位由圆柱销改进为凸缘定位，减少应用零部件磨损，保证烟支搓接质量，减少故障，降低物耗。

【关键词】圆柱销；磨损；凸缘联轴器

1.引言

常德烟草机械有限责任公司制造的ZJ112型卷接机组是我国烟草制造行业的主流机型，宝鸡卷烟厂从2011年开始，陆续购置6组投入使用。在设备的使用和维护过程中，我们发现MAX供胶部位上胶辊定位座装置中的圆柱销，在设备运行时经常会发生断裂、胶辊轴磨损等现象，影响上胶辊的传动和使用功能，影响了设备的正常运行。下面就针对故障产生的原因及其解决办法进行阐述和分析。

2.上胶辊装置结构及原理分析

图1上胶辊结构系统示意图

1.支撑轴 2.驱动块 3.圆柱销 4.上胶辊 5.锁紧帽 6.碟簧从图1上胶辊结构系统示意图中可以看出，定位座通过螺纹与胶辊轴连接，上胶辊装入胶辊轴，上胶辊内端面的销孔插入与定位座连接的圆柱销，内端面与定位座端面相贴合，上胶辊被锁紧帽紧贴外端面锁紧，以防工作中上胶辊在轴上做轴向位移。

上胶辊的动力来自于与上胶辊定位座连接的胶辊轴，胶辊轴的转动带动定位座与上胶辊一同转动，为了防止上胶辊在转动过程中受到控胶辊的摩擦力而停转或打滑，带动上胶辊转动的定位座上安装有圆柱销，该圆柱销用来对上胶辊进行定位，防止其产生周向位移。

3.存在问题

3.1 产品存在质量隐患

在设备生产过程中，发现MAX上胶装置中，上胶辊表面的胶膜厚薄不均匀，上胶辊的圆周上，一半胶膜厚度正常，而另一半胶膜较厚，致使涂抹在水松纸上的胶水量忽大忽小，通过调节胶缸底座的两个调节顶杆调整胶膜厚度，依然无法调整到正常状况下的胶膜量。过多的胶水使水松纸变形、卷曲的更加严重，烟组在搓接成型时胶水溢出，污染设备，影响搓接质量。卷制的烟支经常会出现漏气、掉嘴现象。

3.2 设备维修工作量大

根据设备技术要求，胶辊轴的维修量比较大，更换胶辊轴需要拆卸胶辊传动齿轮箱，更换胶辊轴或其他箱体内零件后，必须对胶辊轴的径向跳动进行检查、调整。拆卸、安装、调整胶辊轴需要2人工作45小时。单独拆卸定位座同样要进行胶辊轴的径向圆跳动的调整。

4.原因分析

4.1锁紧螺母松动或碟簧失效

锁紧螺母上有一蝶形压簧，与上胶辊外端面贴合，在拧入锁紧螺母的过程中，碟簧的一面逐渐与上胶辊外端面接触，直至压紧上胶辊，考虑到机器振动带来的一些副作用，锁紧螺母上紧后，还要将锁紧螺母上的紧固螺钉锁紧，以防上胶辊在运转过程中轴向窜动。

4.2圆柱销损坏的原因分析

启动上胶辊电机后，驱动电机带动胶辊转动，上胶辊做逆时针转动，控胶辊在一对传动齿轮的带动下做顺时针转动。在设备降速或停机过程中，受胶辊转动惯性的作用，圆柱销前侧面和上胶辊定位孔的前侧面开始接触，同样受到了较大的冲击力。在开机――停机――开机的如此频繁的接触、冲击力作用下，圆柱销和上胶辊定位孔产生接触疲劳破坏，存在着许多细小的裂纹，圆柱销和定位孔的外形尺寸发生变化，在冲击力的持续作用下，裂纹会越来越大，材料中能够传递应力的有效面积越来越少，直至剩余部分不能继续承受冲击载荷时，圆柱销就会折断，致使上胶辊与胶辊轴之间就会产生相对运动和上胶辊停顿现象，造成胶辊轴磨损、上胶辊内孔磨损。

4.3上胶辊同心度发生变化

胶辊轴磨损、上胶辊内孔的磨损，使得胶辊轴与上胶辊内孔的间隙增大，上胶辊转动时偏心量增大，致使其与控胶辊对滚时，上胶辊的胶膜厚薄不均。经过查阅技术资料，上胶辊孔和胶辊轴之间为间隙配合，胶辊轴与上胶辊的最大配合间隙为0.036mm，最小配合间隙为0.007 mm，在出现上胶辊的胶膜厚薄不均的机台，对上胶辊与胶辊轴之间的间隙进行了实地测量，拆卸锁紧螺母，在上胶辊和胶辊轴接触面下方位置进行测量，测量的间隙量达到了0.1 mm，更换新上胶辊后又进行了测量，间隙量为0.08 mm。上胶辊偏心量的增大，使得上胶辊在控胶辊的压力下不能随胶辊轴做规则的圆周运动，运动轨迹为椭圆。因此，解决两者之间合理配合间隙的方法只有通过更换胶辊轴和上胶辊来进行。

5.改进措施

5.1 加大圆柱销直径或改进对称结构设计

加大定位圆柱销的直径，以达到增强抗剪效果。但是，安装圆柱销的定位座空间有限，加大圆柱销直径，就必须相应加大原有销孔尺寸，加大尺寸后圆柱销孔壁与定位座内壁尺寸间隙过小，易损坏定位座；改对称圆柱销结构，在定位座定位孔相对称的位置，在安装一圆柱销，作用力分布有所改善，但圆柱销的受力为线性接触，依然容易发生圆柱销的弯曲、磨损和变形。

5.2 对称凸缘式定位座设计

图2上胶辊十字凹槽图3凸缘定位座根据原有定位座结构，在定位座的外端面对称位置，加工一对12×8×5的凸缘（图3），同时，在上胶辊端面位置加工十字凹槽（图2），以实现与凸缘连接，与圆柱销相比较，同样起到了定位的效果。

圆柱销的剪切面积3.14×2.52=19.625mm2

凸缘定位座的剪切面积12×8×2=192mm2

在出现锁紧螺母松动或因别的意外情况造成锁紧螺母压紧力下降时，上胶辊与胶辊轴会产生相对的周向位移，由于凸缘定位座接触面积的增大，提高了抵抗上胶辊在速度变化时产生的冲击力的能力，避免了上胶辊和胶辊轴的磨损，降低了产生烟支质量缺陷的因素。

6.改进效果

图4改进后上胶辊结构系统示意图

1.支撑轴 2. 定位座 3.上胶辊 4.锁紧帽 5。碟簧2011年12月，改进后的上胶辊定位座装置安装在了四组ZJ112卷接机组，2012年4月宝鸡卷烟厂生产设备科组织相关人员对该项目进行了评审、验收，通过在生产现场，有针对性的对部件改进后设备的运行状况，产品质量、消耗进行检验，并查阅零配件领用清单、故障维修记录等资料，认为改进后的定位座部位运行正常，质量可靠，维修时间和配件更换频次大幅度降低，该装置达到了改进目的，符合要求，同意验收。

6.1改进后对烟支质量的影响

在改进前，由于定位销折断导致的上胶辊停转产生烟支搓接时漏气、水松纸搭口翘边、泡皱、掉嘴时有发生。改进后，由于凸缘定位比定位销定位更可靠，烟支搓接时漏气、水松纸搭口翘边、泡皱、掉嘴等质量缺陷大大降低。定位座改进后，减少了该部位的设备故障率，改进前后对比情况见下表：

表1

质量缺陷单台车改进

前月累计单台车改进

后月累计改进前维修

月累计时间改进后维修

月累计时间漏气10300020600泡皱10800021600水松纸翘边9800019600掉嘴50001000错牙5400010800皱纹7800015600287分钟06.2 提升设备运行效率

通过此次设备技术改进，降低了设备故障维修时间，提高了设备的运行效率，改进后设备运行效率提高了1.3%。

7.结束语

设备技术改造是设备使用和维修工作中的一项创新工作，对提高设备性能，改造不合理结构，降低消耗，提高产品质量，提高设备有效作业率，促使维修人员不断学习和专研专业知识，提高技术水平起到积极作用。今后将对ZJ112卷接机组进行进一步跟踪观察，以不断改进完善，适应实际生产的需要，提高产品质量。

参考文献：

[1]《ZJ112使用说明书》――常德烟草机械有限责任公司，2008年5月

[2]《ZJ112维修操作手册》――常德烟草机械有限责任公司，2008年5月.

[3]李培根.《机械基础》――ISBN9787111182337.机械工业出版社，2006（1）

[4]吴全生.《机修钳工》――ISBN978 7111225619.中国劳动社会保障出版社，2008（1）

作者简介：

彭刚（1971-），男，山东曹县人，大专，烟机设备修理（卷接）高级技师，现在陕西中烟工业有限责任公司宝鸡卷烟厂卷包车间工作。