韋干付，侯振強(qiáng)，陳仁勇

（廣西中煙工業(yè)有限責(zé)任公司，廣西 南寧 530001）

0 引言

卷煙儲(chǔ)存輸送設(shè)備是卷接包生產(chǎn)線中的重要部分，是起到將包裝機(jī)和卷煙機(jī)進(jìn)行柔和連接的橋梁作用，完成一系列的煙支輸送、存儲(chǔ)以及緩沖調(diào)節(jié)的自動(dòng)化任務(wù)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化且高速的卷接包生產(chǎn)線[1]。卷煙儲(chǔ)存輸送設(shè)備功能主要是將上游的卷煙機(jī)組卷制的卷煙輸送至下游包裝機(jī)組之中。另外還有3 種情況下起重要作用，如果上游卷煙機(jī)組發(fā)生故障或者導(dǎo)致停機(jī)，仍然能對(duì)下游包裝機(jī)組進(jìn)行補(bǔ)充卷煙；當(dāng)下游包裝機(jī)組發(fā)生故障或者出現(xiàn)停機(jī)的時(shí)候，能對(duì)上游生產(chǎn)出來的煙支進(jìn)行儲(chǔ)存；在卷煙機(jī)組與包裝機(jī)組都處于正常運(yùn)行情況下，根據(jù)兩者運(yùn)行速度以及料位高度便于進(jìn)行調(diào)節(jié)性的儲(chǔ)存、輸送和補(bǔ)充，這能提高全生產(chǎn)線作業(yè)效率。

1 YF17A 型卷煙儲(chǔ)存輸送系統(tǒng)組成

圖1 為YF17A 型卷煙儲(chǔ)存輸送系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，其中，取樣部分有一套伺服控制系統(tǒng)在內(nèi)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)；提升部分是垂直的狀態(tài)，與高架輸送部分又是由另一套伺服控制系統(tǒng)帶動(dòng)其驅(qū)動(dòng)，并且還采用機(jī)械過載保護(hù)設(shè)計(jì)，伺服電機(jī)設(shè)計(jì)當(dāng)中安裝著安全離合器；下降部分設(shè)計(jì)上布置了煙支調(diào)節(jié)裝置，采取斜向通道和存儲(chǔ)器調(diào)節(jié)能對(duì)煙支流量情況速度進(jìn)行控制；斜向通道與存儲(chǔ)器也是獨(dú)立的有一套伺服控制系統(tǒng)提供驅(qū)動(dòng)，針對(duì)存儲(chǔ)器的機(jī)械過載保護(hù)，其伺服電機(jī)中也布置了安全離合器。

圖1 YF17A 型卷煙儲(chǔ)存輸送系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

2 卷煙儲(chǔ)存輸送系統(tǒng)連接裝置設(shè)計(jì)上存在的問題

2.1 原廠連接裝置設(shè)計(jì)分析

在儲(chǔ)煙桶入口與斜向通道的交界處，原廠設(shè)計(jì)方案采用不銹鋼材質(zhì)的連接裝置如圖2 所示。通過該連接裝置進(jìn)行連接使煙支平穩(wěn)輸送。連接裝置的芯軸為?6mm 的小軸，軸上安裝從動(dòng)輪，從動(dòng)輪是兩側(cè)有一定錐度的鋼制輪。從動(dòng)輪和芯軸通過2 只628/4-2Z 軸承進(jìn)行連接。芯軸通過兩側(cè)的端軸和開口擋圈固定在支板上。儲(chǔ)煙桶入口斜向通道的輸送帶繞過從動(dòng)輪進(jìn)行正、反兩個(gè)方向的運(yùn)動(dòng)，規(guī)格為1mm×60mm×7875mm。

圖2 原YF17A 型卷煙儲(chǔ)存輸送系統(tǒng)連接裝置實(shí)景

2.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)存在的缺陷進(jìn)行分析

通過該連接裝置結(jié)構(gòu)裝配圖如圖3 所示，可以看到這種斜向通道的下輸送帶繞過從動(dòng)輪進(jìn)行回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，因此，從動(dòng)輪既承受輸送帶的張緊力，又受到輸送帶上幾千支煙支重量的壓力，這些負(fù)荷全部通過2 只628/4-2Z 軸承傳遞到芯軸。628/4-2Z 軸承的尺寸為外徑9mm，內(nèi)徑4mm，厚度3.5mm。輸送帶的運(yùn)動(dòng)方向、速度均在隨時(shí)變化，628/4-2Z 這樣小的軸承無法承受很大的動(dòng)載荷，因此極易損壞。

圖3 連接裝置結(jié)構(gòu)裝配

2.3 連接裝置部位損壞產(chǎn)生的影響

在實(shí)際的生產(chǎn)活動(dòng)過程中，發(fā)現(xiàn)該連接裝置部位時(shí)常發(fā)發(fā)生軸承損壞導(dǎo)致的皮帶磨損、煙支斷殘等故障維修，根據(jù)損壞情況不同每次維修更換軸承需40～90min 不等，嚴(yán)重影響設(shè)備有效作業(yè)率，也造成很大的材料消耗。根據(jù)統(tǒng)計(jì)，平均每個(gè)月都有兩到三臺(tái)設(shè)備出現(xiàn)皮帶磨損和連接裝置磨損，因此而產(chǎn)生超過20 萬支卷煙的廢棄，嚴(yán)重影響了生產(chǎn)成本，出現(xiàn)物料耗費(fèi)和增加了技術(shù)人員維修工作量，圖4 為每次因連接裝置引發(fā)故障的維修需要調(diào)動(dòng)的技術(shù)人員和維修工作量。為減少軸承損壞，在周末檢修中卷接組均要安排圓筒連接裝置和輸送皮帶的檢修項(xiàng)目，消耗大量維修資源。

圖4 連接裝置引發(fā)故障的維修

3 改進(jìn)方案設(shè)計(jì)

通過對(duì)連接裝置的結(jié)構(gòu)缺陷特點(diǎn)分析后，提出改進(jìn)方案的總體思路是：設(shè)計(jì)全新結(jié)構(gòu)，消除小軸承因受力過大造成易損壞的問題，同時(shí)對(duì)輸送帶規(guī)格進(jìn)行改進(jìn)，減少皮帶非正常損壞。

3.1 從動(dòng)輪和軸的改進(jìn)設(shè)計(jì)

通過連接裝置缺陷特點(diǎn)分析，首先考慮的是對(duì)軸進(jìn)行修改，增大軸承尺寸。但是，經(jīng)過分析，在不改動(dòng)連接裝置主體結(jié)構(gòu)的情況下，軸承內(nèi)徑最大只能增加到約6mm，軸承的承載能力沒有明顯提升，且軸頸處的應(yīng)力集中會(huì)加重，因此該方案不可行。

改進(jìn)設(shè)計(jì)：鑒于有軸承式設(shè)計(jì)方案無法克服軸承負(fù)載過大的缺點(diǎn)，因此考慮無軸承式設(shè)計(jì)方案，設(shè)計(jì)一根新的從動(dòng)輪。取消軸承后，從動(dòng)輪與芯軸直接接觸，為減少接觸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的摩擦力，減緩芯軸的磨損，新的從動(dòng)輪不能繼續(xù)采用鋼等金屬材料。經(jīng)過對(duì)比，我們最終確定選用ABS 工程塑料作為制作材料（圖5a）。ABS工程塑料具有耐磨性優(yōu)良、尺寸穩(wěn)定性好的優(yōu)點(diǎn)，適用于煙沙較多的工作環(huán)境。圖5 為改進(jìn)后的從動(dòng)輪和連接裝置設(shè)計(jì)，該方案設(shè)計(jì)中，芯軸和端軸合并為一條光軸。

圖5 改進(jìn)后的從動(dòng)輪和連接裝置

圖6 為改進(jìn)后從動(dòng)輪和連接裝置的設(shè)計(jì)圖紙，從動(dòng)輪的內(nèi)徑設(shè)計(jì)為?6.1mm，輪長(zhǎng)度保持不變，整個(gè)軸通過兩側(cè)的擋圈進(jìn)行軸向定位。因?yàn)槿∠麅?nèi)側(cè)端軸，因此從動(dòng)輪在芯軸上有大約1mm 的左右滑動(dòng)空間，使得從動(dòng)輪對(duì)輸送帶有一定的對(duì)中和糾偏功能。采用改進(jìn)設(shè)計(jì)方案后，連接裝置成為免維護(hù)結(jié)構(gòu)。改進(jìn)后的連接裝置，經(jīng)過使用后發(fā)現(xiàn)未再出現(xiàn)連接裝置損壞的故障。

圖6 改進(jìn)后從動(dòng)輪和連接裝置的設(shè)計(jì)圖紙

3.2 下輸送帶的改進(jìn)設(shè)計(jì)

通過對(duì)原裝輸送帶破損現(xiàn)象的分析，我們認(rèn)為輸送帶寬度過大，易造成兩側(cè)磨損，進(jìn)而引起煙支壓皺、破損，因此改進(jìn)思路為適當(dāng)縮窄下輸送帶寬度。通過對(duì)3種寬度規(guī)格和材質(zhì)的輸送帶（圖7）進(jìn)行測(cè)試發(fā)現(xiàn)，能從耐用性和煙支質(zhì)量?jī)煞矫媾袛喔倪M(jìn)效果。最終結(jié)論是1mm×50mm×7875mm 規(guī)格的輸送帶使用效果滿足需求，輸送帶未再出現(xiàn)異常磨損情況。這種改進(jìn)后的輸送帶已經(jīng)更換到實(shí)際生產(chǎn)活動(dòng)中的22 臺(tái)YF17A 裝置上，經(jīng)過長(zhǎng)期的YF17A 連接裝置中運(yùn)作使用均表現(xiàn)正常，輪保和周末檢修已不需再安排專門檢查，節(jié)省了大量精力。

圖7 測(cè)試的3 種輸送帶

4 連接裝置改進(jìn)方案項(xiàng)目應(yīng)用情況及其效益分析

4.1 有形效益

通過對(duì)連接裝置改進(jìn)前后卷煙產(chǎn)品質(zhì)量、設(shè)備故障和工作效率等方面的對(duì)比發(fā)現(xiàn)，改進(jìn)后主要顯現(xiàn)出這4 個(gè)方面的有形效益：①保障產(chǎn)品質(zhì)量，避免煙支斷殘的A 類質(zhì)量缺陷隱患。煙支質(zhì)量的問題從嚴(yán)重程度上分有A 類、B 類、C 類這3 個(gè)級(jí)別，A 類缺陷是最嚴(yán)重的質(zhì)量缺陷類別，煙支出現(xiàn)A 類缺陷對(duì)企業(yè)品牌帶來嚴(yán)重影響，最終能非常顯著的影響到煙草企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益[2]。②降低消耗，統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)每年可減少由于連接裝置損壞造成的煙支損耗就超過240 萬支。由此可知就因?yàn)檫@細(xì)小的連接裝置改進(jìn)產(chǎn)生的成本效益非常明顯。③消除連接裝置軸承易損壞的故障源，保障設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行，提高設(shè)備凈有效作業(yè)率。④減少檢查、維修時(shí)間，減輕維修技術(shù)人員設(shè)備維護(hù)強(qiáng)度。

4.2 無形效益

改進(jìn)方案的實(shí)施能顯著的看到一些有形效益，同時(shí)通過一段時(shí)間的積累也能反饋出短時(shí)間內(nèi)看不到的無形效益。例如，隨著產(chǎn)品質(zhì)量的提升，一定時(shí)間的積累后就能反映到品牌形象的提升上，這是一個(gè)相對(duì)緩慢的過程，但能夠給產(chǎn)品和企業(yè)帶來質(zhì)的變化影響；另外，無形的效益還體現(xiàn)在工作人員士氣和工作熱情的提升，設(shè)備改進(jìn)之前的煙支大量損耗、頻繁的設(shè)備檢查維修、大量的維修時(shí)間消耗等方面使得工作人員的士氣受到嚴(yán)重打擊，改進(jìn)后這些問題都得很明顯的解決，會(huì)讓工作人員團(tuán)隊(duì)極大的提振工作熱情和精神鼓舞，利于管理優(yōu)化，進(jìn)而活躍整個(gè)企業(yè)的積極氣氛。

5 結(jié)語(yǔ)

卷煙設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜，少數(shù)細(xì)小的裝置結(jié)構(gòu)難免會(huì)出現(xiàn)機(jī)械原廠設(shè)計(jì)與實(shí)際卷煙生產(chǎn)不匹配的情況。這就需要負(fù)責(zé)卷煙機(jī)相關(guān)設(shè)備的技術(shù)人員具備較高的機(jī)械工程、電氣工程等方面技能知識(shí)，并結(jié)合實(shí)際卷煙生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行分析和判斷，找出原廠設(shè)計(jì)與實(shí)際生產(chǎn)不匹配的問題根源所在，進(jìn)行科學(xué)的改進(jìn)，提高卷煙機(jī)設(shè)備的工作效率和煙支的合格率，為企業(yè)創(chuàng)造更多的效益。