李本強，劉廣兵，郝海波

（河南中煙有限責任公司安陽卷煙廠，河南安陽 455000）

0 引言

安陽卷煙廠現有10 組ZJ17 卷煙機，它們的煙支分離鼓輪均是采用傳統(tǒng)凸輪滑塊機構將煙支進行交接、傳遞、分離，由于其結構復雜，往復運動快，密封效果差，在運行過程中很容易造成內部零部件失效，經常出現直線軸承油封損壞、滑塊運行不到位等故障，進而導致設備運行時亂煙、掉煙、堵搓板、連煙等一系列問題，且維修難度大，小停機次數頻繁，直接影響了卷煙設備的效率。此外，分離鼓輪的維護保養(yǎng)頻次高，維修費用高。

1 原因分析

（1）凸輪機構高速運動，往復沖擊力大，往復運動速度高，頻次快，軸承密封易老化。通過EAM 查詢對分離鼓輪周期故障更換零備件跟蹤統(tǒng)計，統(tǒng)計周期為2019 年3 月—2020 年3 月（三班制生產），其統(tǒng)計結果見表1。其中，2019 年10 月—2020 年10月規(guī)格改造16 次，改造平均用時4.2 h。

表1 2019 年3 月—2020 年3 月分離鼓輪配件更換頻次

（2）規(guī)格改造任務繁重，制約規(guī)格改造進度。安陽廠每年都有兩種規(guī)格卷煙規(guī)格改造任務，需要進行大規(guī)模設備規(guī)格部件改造，任務繁重、改造進度慢。由于分離鼓輪是必須改造的部件之一，其結構復雜，需對分離鼓輪內凸輪進行整體更換后再進行前后交接位置調整。每次整機改造時長約8～10 h，其中分離鼓輪部位改造占總改造工時的40%左右。據統(tǒng)計，2019 年10 月以來規(guī)格卷煙共16 次，更換調整分離鼓輪32 次，合計約占用134.4 h，嚴重制約著規(guī)格改造效率。

2 設計思路

為進一步提升ZJ17 卷煙機組的生產效率和產品質量，新型分離鼓輪與原凸輪滑塊式分離鼓輪實現相同功能，以無凸輪的形式將煙支分開。使用驅動盤將煙支分開，分離鼓輪受軸向載荷減小，提高工作效率。設計方案和模擬實驗驗證可以得出：新型無凸輪分離鼓輪運行速度可達10 000 支/min，符合本設計方案的驅動要求。因此，無需為方案重新設置轉速，可直接使用原轉速值。YJ17 卷煙機通過同步齒形帶將動力傳給接裝機的供煙齒輪箱，再通過齒輪傳動，把動力傳給分離鼓輪（圖1）。新型無凸輪分離鼓輪可直接使用原傳動系統(tǒng)，傳動系統(tǒng)無需改動，并保持原機齒輪鏈傳動。

圖1 YJ17 型接裝機傳動系統(tǒng)

3 改進措施

為進一步提升ZJ17 卷煙機組的生產效率和產品質量，新型分離鼓輪與原凸輪滑塊式分離鼓輪實現相同功能，以無凸輪的形式將煙支分離。使用角軸承與驅動盤配合將煙支進行分離，分離鼓輪受軸向載荷減小，提高軸承壽命（圖2，圖3）：①主軸和輪體相連，同時旋轉；②角軸承傾斜角度θ 安裝在主軸上，驅動盤和軸承外圈相連；③主軸旋轉過程中驅動盤帶動連桿拉動滑塊在滑桿上往復運動；④對稱兩個滑塊同時相對運動產生開合距離；⑤開合距離大小，可以通過旋轉雙向螺桿調節(jié)傾斜角θ 進行改變。

圖2 無凸輪分離鼓輪運動簡圖

圖3 新型無凸輪分離鼓輪設計外形

對稱的兩個滑塊同時相對運動產生開合，開合距離大小可以通過旋轉螺桿調節(jié)傾斜角θ 進行改變。分離結構采用兩個傾斜的驅動盤將煙支分離，結構簡單。無凸輪無需考慮凸輪磨損造成的內部分離結構失效、無彈簧輪體負載小、無需加潤滑脂免維護，避免潤滑造成污染、使用壽命長；可通過調節(jié)傾斜圓盤的角度快速變換接收濾嘴長度規(guī)格適應各種規(guī)格的煙支生產，規(guī)格改造無需拆卸更換零件。無加速度突變運動，滑座運行平穩(wěn)，煙支交接、傳送平穩(wěn)，高速長期運行無掉煙、亂煙現象。有效避免原分離鼓輪在傳送、分離、交接過程中掉煙、亂煙造成的設備故障及產品質量缺陷。

4 改進效果

改進后從表2 可以看出，分離鼓輪改進后，油封及軸承的更換頻次明顯減少，設備運行中亂煙掉煙堵搓板現象明顯減少，設備效率明顯提升。無凸輪輪體負載小，使用壽命長，無維修設計，維護費用降低。該部件簡化了原分離鼓輪的結構，減少維修保養(yǎng)工作量，省去了復雜的機械傳動環(huán)節(jié)（圖4）。規(guī)格改造后，分離鼓輪部件由改造前的4.2 h，縮短至改造后0.5 h。不需更換鼓輪內凸輪及相應對位調整，只需調節(jié)旋轉軸上的螺紋傾角可控制前、后驅動盤的傾斜度，即可改變兩煙支之間的分離寬度。且新型無凸輪分離鼓輪無彈簧件，無突變運動，無需考慮彈簧更換。無凸輪設計避免了凸輪磨損造成的內部分離部件失效，煙支的交接、傳送、分離更加平穩(wěn)可靠。另外，通過調節(jié)傾斜圓盤的角度改變分離距離，分離結構采用兩個傾斜的圓盤結構將煙支分開，適應各種長度規(guī)格的煙支生產，無需拆卸更換、調整零部件，極大提高了工作效率，經測算，由此每年產生的經濟效益可達57.3 萬元。

圖4 新型無凸輪分離鼓輪安裝實物

表2 平均單機臺分離鼓改造前后對比