王偉博

摘要：PROTOS-M5 卷煙機(jī)是德國(guó)虹霓公司生產(chǎn)的新型卷煙設(shè)備，對(duì)比 PROTOS-1-8 等卷煙機(jī)，有很多的改進(jìn)，采用更大煙絲輸送單元、全新的梗絲分離系統(tǒng)、雙槍式的煙條成型、盤(pán)紙和水松紙自動(dòng)裝紙、噴射型的上膠裝置、全部伺服電機(jī)單獨(dú)驅(qū)動(dòng)的鼓輪等。不僅提高了煙機(jī)的生產(chǎn)速度，而且能提高了煙支的質(zhì)量，降低了原輔材料的消耗。PROTOS-M5 卷煙機(jī)在生產(chǎn)運(yùn)行中，卻出現(xiàn)了許多故障，尤其是 MAX 上膠部分引起的故障維修次數(shù)多，而且維修時(shí)間長(zhǎng)，嚴(yán)重影響了車(chē)間的生產(chǎn)效率和煙支的質(zhì)量。基于此，本文主要對(duì)降低M5卷煙機(jī)MAX上膠系統(tǒng)故障率進(jìn)行分析探討。

關(guān)鍵詞：M5卷煙機(jī);MAX上膠系統(tǒng);故障率降低

某卷煙廠(chǎng)在生產(chǎn)運(yùn)行中，出現(xiàn)了許多故障，尤其是 MAX上膠部分引起的故障維修次數(shù)多，而且維修時(shí)間長(zhǎng)，嚴(yán)重影響了車(chē)間的生產(chǎn)效率和煙支的質(zhì)量。為此，對(duì) MAX 上膠故障現(xiàn)象進(jìn)行系統(tǒng)的跟蹤、調(diào)查、分析、改進(jìn)，以提高設(shè)備有效作業(yè)率，提高產(chǎn)品質(zhì)量。

1 、存在問(wèn)題

在生產(chǎn)運(yùn)行時(shí)，發(fā)現(xiàn)煙支和設(shè)備常出現(xiàn)由于上膠部分而引起的主要質(zhì)量問(wèn)題和設(shè)備故障：淤煙支水松紙中間無(wú)膠區(qū)搭口沒(méi)有膠水，導(dǎo)致翹邊。于上膠通道內(nèi)有空氣，導(dǎo)致壓力不足停機(jī)，排膠水時(shí)通道內(nèi)有大量氣泡。盂膠水滲入至冷卻液丙二醇存儲(chǔ)罐內(nèi)。榆動(dòng)態(tài)密封不到位，膠水滲入動(dòng)態(tài)密封，導(dǎo)致動(dòng)態(tài)密封和傳動(dòng)軸卡死。這是 M5 MAX 上膠和冷卻循環(huán)系統(tǒng)工藝流程：

通過(guò) MAX 膠水車(chē)將膠水加入 MAX 膠水箱內(nèi)，膠水由一個(gè)膜片泵從膠水箱中泵出、過(guò)濾分配并通過(guò)接管供給轉(zhuǎn)盤(pán)，最后在噴嘴頭內(nèi)通過(guò)刮條和分配器向水松紙上噴涂膠水。膜片泵將冷卻劑丙二醇從冷卻劑儲(chǔ)罐中通過(guò)熱交換器泵入轉(zhuǎn)盤(pán)驅(qū)動(dòng)裝置中，動(dòng)態(tài)密封裝置將冷卻劑丙二醇密封在轉(zhuǎn)盤(pán)驅(qū)動(dòng)軸內(nèi)，冷卻運(yùn)行時(shí)的轉(zhuǎn)盤(pán)驅(qū)動(dòng)軸，最后通過(guò)管道流回冷卻劑儲(chǔ)罐中。從工藝流程圖中可以看出，影響 MAX 上膠故障的因素很多。根據(jù)對(duì) MAX 上膠故障現(xiàn)象進(jìn)行系統(tǒng)的跟蹤、調(diào)查、分析，得到了兩個(gè)主要因素：

（1）加膠工加膠不規(guī)范

膠水車(chē)的進(jìn)膠管接頭為旋鈕式，導(dǎo)致在往膠水車(chē)?yán)锛幽z水時(shí)就必須有另外一個(gè)接頭與其配合。但是由于車(chē)間沒(méi)配備帶有旋鈕的膠水儲(chǔ)存容器，于是加膠人員加膠時(shí)，只能把管接頭旋鈕拆除，然后把管直接放到膠水桶里。這種加膠方式會(huì)使空氣進(jìn)入管道，隨之又會(huì)被泵抽到密封袋里，久而久之密封袋里就充滿(mǎn)了大量空氣。因此，又必須旋開(kāi)密封袋旋鈕，擠出里面的空氣。而這樣卻又容易造成密封帶破損，因?yàn)樾o和密封袋連接部位是塑料的，在旋旋鈕的時(shí)候容易造成連接處破損;密封袋一旦破損，膠水流出袋外就使得膠水發(fā)黑發(fā)臭變質(zhì)。而且 M5 運(yùn)行時(shí)會(huì)將空氣泵入上膠噴嘴內(nèi)，最后就會(huì)導(dǎo)致 MAX 上膠裝置進(jìn)口壓力偏低。

（2）動(dòng)態(tài)密封密封不到位

動(dòng)態(tài)密封在上膠噴嘴頭內(nèi)腔，當(dāng)轉(zhuǎn)盤(pán)安裝到位后，動(dòng)態(tài)密封就通過(guò)鍵連接在傳動(dòng)軸上。當(dāng)上膠系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，丙二醇通過(guò)冷卻回路進(jìn)入動(dòng)態(tài)密封內(nèi)腔，起到冷卻轉(zhuǎn)動(dòng)軸的目的，而動(dòng)態(tài)密封還將膠水與丙二醇隔絕。當(dāng)動(dòng)態(tài)密封密封不到位時(shí)，膠水就會(huì)滲入到動(dòng)態(tài)密封內(nèi)，進(jìn)入丙二醇存儲(chǔ)罐和傳動(dòng)軸內(nèi)，最后將傳動(dòng)軸卡死;丙二醇也會(huì)泄漏到膠水中，導(dǎo)致丙二醇存儲(chǔ)罐內(nèi)無(wú)丙二醇、煙絲水松紙翹邊等故障。

當(dāng)檢查安裝到位后的動(dòng)態(tài)密封位置時(shí)，卻發(fā)現(xiàn)了問(wèn)題：通過(guò)測(cè)繪可以得到噴嘴體長(zhǎng)為 157mm，轉(zhuǎn)盤(pán)長(zhǎng)為 60.1mm，按照安裝要求轉(zhuǎn)盤(pán)到噴嘴體外邊緣為 46.9mm。而鍵槽離壁距離為 50mm，所以當(dāng)轉(zhuǎn)盤(pán)安裝到位后，動(dòng)態(tài)密封就會(huì)被壓至鍵的邊緣，而且剛好未連接。所以 M5 運(yùn)行時(shí)就會(huì)動(dòng)態(tài)密封錯(cuò)位，導(dǎo)致密封不到位。而運(yùn)行時(shí)，丙二醇就會(huì)泄漏到膠水中，造成煙支翹邊故障。

2、 改進(jìn)方法

針對(duì)兩個(gè)主要因素，分別進(jìn)行相關(guān)的改進(jìn)：

（1）改進(jìn)儲(chǔ)膠容器和加膠方式規(guī)范化、程序化通過(guò)調(diào)查加膠工的加膠過(guò)程，發(fā)現(xiàn) MAX 加膠車(chē)一次性加滿(mǎn)膠水，需要 7～8 桶小桶膠水，花費(fèi)半個(gè)小時(shí)左右，平均一小桶 3～4 分鐘。而一小桶膠水有 20KG 的膠水，大概 30L。為了保證加膠工能有充分的時(shí)間給加膠車(chē)加滿(mǎn)膠水和方便加膠頭的安裝，所以要設(shè)計(jì)一個(gè)容量至少 70L 的底面和高度適中的帶罩蓋和加膠頭的長(zhǎng)方體儲(chǔ)膠箱。經(jīng)過(guò)選擇，確定的最佳方案是：

用 1.2mm 厚度的不銹鋼作為材料，儲(chǔ)膠箱長(zhǎng) a、寬 b、高 c 分別為：40cm、40cm，50cm、容積為：V=abc=40伊40伊50=80L（大于 70L）。在儲(chǔ)膠箱正前方下部打孔，將進(jìn)膠管接頭焊接上去。

需要給膠水車(chē)加膠時(shí)，將膠水車(chē)的進(jìn)膠管接頭旋入到儲(chǔ)膠容器的接頭處，同時(shí)將膠泵氣接頭接在氣源上。啟動(dòng)膠水車(chē)的進(jìn)膠泵，膠水車(chē)將從儲(chǔ)膠容器里抽取膠水，在抽取過(guò)程中，保證儲(chǔ)膠容器里的膠水不能低于接頭處之下。

制定了加膠操作規(guī)程：給膠水車(chē)加膠時(shí)，首先要認(rèn)清所加的膠水是 SE 用膠還是 MAX 用膠，然后往對(duì)應(yīng)的貯膠容器中加入膠水，接著裝上加膠車(chē)的旋鈕頭，插上氣管接頭，接通氣源即可往膠水車(chē)中加膠。在整個(gè)加膠過(guò)程中必須保證膠水液面不得低于貯膠容器中的藍(lán)色標(biāo)記線(xiàn)，一旦低于該線(xiàn)就要往容器中加膠水。同時(shí)對(duì)加膠流程制作了 OPL 一點(diǎn)課，對(duì)加膠工進(jìn)行了課程培訓(xùn)。

（2）改進(jìn)連接動(dòng)態(tài)密封的方式

根據(jù)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)安裝轉(zhuǎn)盤(pán)和噴嘴后，發(fā)現(xiàn)由于轉(zhuǎn)盤(pán)和動(dòng)態(tài)密封的相對(duì)位置，導(dǎo)致鍵與動(dòng)態(tài)密封未連接。經(jīng)過(guò)選擇，確定的是不改造膠缸傳動(dòng)軸，設(shè)計(jì)一個(gè)加長(zhǎng)型的鍵的方案：

參考《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》中的機(jī)械工程材料篇，從鋼鐵材料中選擇符合要求的材料。鍵是要與膠缸傳動(dòng)軸一起高速運(yùn)轉(zhuǎn)的，需要較好的耐熱性及較高的硬度，并且易于切削加工。根據(jù)材料的力學(xué)性能和特性，我們?cè)诤辖痄撝羞x擇了 38CrMoA1 材料。該材料是高級(jí)氮化鋼，具有很高的滲氮性能和力學(xué)性能，良好的耐熱性和耐蝕性，經(jīng)滲氮處理后，能得到高的表面硬度，高的疲勞強(qiáng)度及良好的抗過(guò)熱性，無(wú)回火脆性，切削性尚可。

當(dāng)轉(zhuǎn)盤(pán)和動(dòng)態(tài)密封安裝到位后，由于新的鍵加長(zhǎng)了 3mm，轉(zhuǎn)動(dòng)軸通過(guò)鍵可以驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)盤(pán)和動(dòng)態(tài)密封的轉(zhuǎn)動(dòng)。此時(shí)鍵工作中受的力為徑向力。

P=T*n/9550

（P- 電機(jī)額定功率，0.25kw;T-電機(jī)額定扭矩;n-電機(jī)轉(zhuǎn)速，51n/min）

T=F1*d

（d=鍵剪切中間點(diǎn)到傳動(dòng)軸心的距離，16.35*0.001m，F(xiàn)1-鍵橫截面受的力）

F=[て]A

（A-鍵上剪切處的橫截面積，15平方毫米，[て]-剪切橫截面上的切應(yīng)力）

38CrMoA1 材料中[て]的切應(yīng)力為 480Mpa， 所以我們可以計(jì)算出它能承受的徑向力：

F=[て]A=480*1000000*15*0.000001=7200N

F1=P*9550/（n*d）=2926N

F>F1

所以改造鍵能承受的切應(yīng)力遠(yuǎn)大于轉(zhuǎn)動(dòng)軸運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)帶來(lái)的徑向力，所以方案符合要求。按照方案將鍵加長(zhǎng) 3mm，根據(jù)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)安裝轉(zhuǎn)盤(pán)和動(dòng)態(tài)密封后，轉(zhuǎn)動(dòng)軸就可以通過(guò)鍵驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)盤(pán)和動(dòng)態(tài)密封的轉(zhuǎn)動(dòng)，此時(shí)就不會(huì)導(dǎo)致動(dòng)態(tài)密封的錯(cuò)位。

3 、改進(jìn)效果

MAX 上膠系統(tǒng)經(jīng)過(guò)改進(jìn)后，規(guī)范了加膠工的加膠流程，讓動(dòng)態(tài)密封與轉(zhuǎn)盤(pán)通過(guò)鍵連接后密封到位，有效減少了煙支翹邊、上膠系統(tǒng)壓力不足、動(dòng)態(tài)密封膠水卡死問(wèn)題，減少了 M5 大量的上膠系統(tǒng)引起的故障停機(jī)時(shí)間，使 M5 MAX 上膠系統(tǒng)平均故障率由 8.7%減少到 1.3%，提高了煙支的質(zhì)量和生產(chǎn)效率。

參考文獻(xiàn)：

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[2]范從軍，陳祖龍.PR0T0S牘70卷接機(jī)組MAX接裝機(jī)煙支長(zhǎng)度的控制改造[J].中國(guó)科技縱橫，2013，（13）：95-95，97.

（作者單位：河南中煙黃金葉生產(chǎn)制造中心）