摘要：YJ29接装机靠拢鼓轮由于结构原因，鼓轮体与轴承配合的内壁经常磨损，鼓轮使用寿命偏短，更换频繁，维修费用高。为此，对YJ29接装机靠拢鼓轮结构进行改进，在鼓轮内壁与轴承的配合处加装一个O型密封圈，改造后，靠拢鼓轮的使用寿命得到了有效延长，同时解决了由此引起的水松纸皱纹、翘边等质量缺陷，提高了产品质量的稳定性，提高了设备效能，具有良好的推广价值。
关键词：YJ29接装机；靠拢鼓轮；O型密封圈；结构改进
前言：
YJ29接装机是我厂的主要卷接设备，其在生产过程中，接装机的靠拢鼓轮经常磨损，更换较频繁，增加了维修费用，影响了设备有效作业率。同时也造成水松纸皱纹、翘边等质量缺陷，影响产品质量的稳定性。
1.故障现象及问题的提出
1.1靠拢鼓轮的结构与工作原理：
YJ29接装机靠拢鼓轮主要由鼓轮座、隔环、鼓轮体、气阀、支座、压套、传动轴、外靠拢盘、连接套、定位支杆、花键套、吹气板、花键轴、内靠拢盘、圆螺母、鼓轮连接套、轴套、螺钉及调节螺套等组成。在烟支输送过程中，靠拢盘对烟支施以轴向力，这样前后烟支相对运动，里侧的烟支由里向外移动与滤嘴段靠拢，外侧的烟支由外向里移动与滤嘴段靠拢，从而消除烟支与滤嘴段之间的间隙，形成间隙很小的烟支滤嘴组合体，以便使水松纸对其包裹粘合形成双倍长滤嘴烟。
1.2问题的提出
靠拢鼓轮是烟支搓接成型系统的烟支组输送鼓轮，起到将“烟支+双倍长滤嘴段+烟支”靠拢，消除烟支和双倍长滤嘴段之间的间隙的作用。其运行的平稳性将决定搓接质量的好坏。在实际生产中，靠拢鼓轮轮体与滚动轴承的配合内壁磨损很快，造成鼓轮更换比较频繁。而该配合面一旦磨损，将会使靠拢鼓轮向搓板输送的烟支产生滑动移位，导致烟支搓接过程中产生水松纸皱纹、翘边等质量问题；严重时会产生鼓轮乱烟、搓板堵塞等现象，直接造成设备停机引起设备作业率下降。
2 原因分析
靠拢鼓轮在转动过程中，鼓轮接收汇合鼓轮传来的“烟组”，使“烟组”随鼓轮转动，在内外靠拢盘的作用下，使烟支向中间的滤嘴靠拢，在靠拢的过程中，四个裸露烟丝的烟端的烟丝被震落，产生大量的烟末弥漫在靠拢鼓轮的周围，有一部分烟末进入到鼓轮内部，因此，靠拢鼓轮需经常拆卸清理。由于鼓轮内壁与轴承的配合为过渡配合，鼓轮经过多次拆卸后，其配合间隙变大，机器工作时，靠拢鼓轮内壁与轴承外圈之间产生相对滑动，配合表面间产生摩擦起热，由于鼓轮的热膨胀系数（a≈23×10-6 1/ 0c）比轴承的热膨胀系数（a≈12×10-6 1/ 0c，）大，配合面间隙进一步变大，相对滑动加快，接触面局部发生金属粘着，在随后相对滑动中粘着处被破坏，造成零件表面被擦伤，磨损。同时，由于靠拢鼓轮周围的烟末会混进入轴承内部，导致轴承运转不良，异常发热与振动，会加速鼓轮内壁的磨损。
靠拢鼓轮配合面一旦产生摩擦起热、膨胀与磨损，将会使靠拢鼓轮向搓板输送烟支时，线速度发生变化，使靠拢鼓轮与水松纸鼓轮的交接处线速度不同步，从而使烟支产生挤压变形，导致烟支搓接过程中水松纸皱纹、翘边等质量问题；严重时会产生鼓轮乱烟、搓板堵塞等现象，直接造成设备停机引起设备作业率下降。
3 改进思路
3.1.通过表面处理方法在金属表面上生成硬度较高的薄膜，从而提高鼓轮内壁与轴承接触面的耐磨性；
3.2.在两接触面之间填充弹性材料，使鼓轮内壁通过弹性材料对轴承外圈施加预紧力，从而提高接触面间的静摩擦力。
对鼓轮表面进行处理的成本太高；而根据鼓轮在生产中的实际情况，最合适的方法是在两接触面之间增加填充弹性材料，通过改变接触压力来增大触面间的静摩擦力，从而减小轴承与轮体间的相对滑动爬行。
4 改进方案实施
采用类比法，参照汇合鼓轮与淘汰鼓轮的结构，对靠拢鼓轮与轴承的接触部位进行局部改造。在鼓轮内壁与轴承的配合处加装一个O型密封圈，既减少轴承与鼓轮内壁间的直接接触，又能调节主轴传递载荷的波动，同时也可增加鼓轮与轴承之间的预压力。
4. 1 加工位置选取
经过对磨损后的靠拢鼓轮观察，发现靠拢鼓轮表面热处理后具有较高的强度，但与轴承接触的工作面未经处理，浅层加工不会产生特别影响。因此，选取在鼓轮内壁与轴承配合的工作面轴向中线处加工一个配合槽。
4. 2 加工过程
汇合鼓轮与淘汰鼓轮的O型密封圈线径为Φ3.1mm，该处也选择线径为Φ3.1mm的O型密封圈，鼓轮上对应沟槽宽度为4.1mm，槽深2.4mm，在鼓轮内圆与轴承配合的工作面上加工深2.4mm，宽4.1mm的沟槽（见图3）。
轴承的外圈直径为Φ125mm，所以槽的直径：125+2.4×2＝129.8mm
原靠拢鼓轮体上有一个定位块，为了安装O型密封圈，需要在定位块上也加工深2.4mm、宽4.1mm的沟槽，以利于安装O型密封圈。
图3 鼓轮和定位块加工槽的位置示意图
选取Ф125×3.1mm的丁腈橡胶O型密封圈作为鼓轮与轴承间的接触件（见图4）。
图4 Ф125×3.1mm的 O型密封圈
由于该O型密封圈为标准件，常用于液压和气动的静密封和动密封，使用温度为-50——150℃，弹性良好，具有良好压缩变形性；且具有良好的气密性，可以在高粉尘环境下工作。O型密封圈3.1mm的直径与加工槽2.4mm的深度之间留出了0.5mm的余量，保证其有足够的弹性来克服鼓轮与轴承间的相对运动，避免了二者之间的相对滑动问题；同时增强了密封性，有效防止了粉尘的进入。将该O型密封圈和加工好的鼓轮在18#机组上进行试安装，安装示意图如图5
图5 改进后安装示意图
5.改进效果
改造安装完毕后，经过6个月的观察和测量，O型密封圈与定位块、鼓轮配合良好，密封严密，防止了粉尘的进入，鼓轮使用寿命得到了提高（直至现在，鼓轮内壁未出现磨损）。改造前平均每三个月左右就需要更换一个靠扰鼓轮，改造后，鼓轮寿命可达半年以上（注：该鼓轮改造后一直使用到现在没有更换）。依单台机组计算，每个鼓轮的单价为3600元，改造费用为300元，每年可节约靠扰鼓轮维修费用：3600×（6－3）－300×2＝10200（元）。
改造后克服了靠扰鼓轮的磨损因素，提高了设备效率，解决了由此引起的水松纸皱纹、翘边等质量缺陷，提高了产品质量的稳定性。
YJ29接装机机型是我国卷烟工业企业中的主力卷烟机型，靠拢鼓轮在使用过程中所暴露出来的缺陷普遍存在。通过改进，切实解决了上述问题，降低了设备维修费用，稳定了产品质量，提高了设备运行效能，具有良好的推广价值。
参考文献：
[1]《帕西姆8000型机械说明书》
[2]《机构与机械零件》烟草行业职业技能鉴定统编教材
论文作者:白世界
论文发表刊物:《基层建设》2019年第13期
论文发表时间:2019/7/23
标签：密封圈论文; 轴承论文; 内壁论文; 磨损论文; 装机论文; 接触面论文; 加工论文; 《基层建设》2019年第13期论文;