馬齊瑤，向 光，戴 勇，禹 韜

（湖南中煙工業(yè)有限責(zé)任公司長沙卷煙廠，湖南長沙 410007）

0 引言

在卷煙生產(chǎn)過程中，儲柜廣泛應(yīng)用于預(yù)混、儲葉、儲絲等工序，主要起到混合配方、平衡水分、吸收料液、緩沖銜接和流量控制的作用[1]。儲柜布料系統(tǒng)主要包括柜頂軌道、布料行車、分配行車3 個部分，其中分配行車在布料行車上方作橫向寸動將物料均勻輸送給布料行車，布料行車沿柜頂軌道作縱向往復(fù)運(yùn)動，通過縱橫往復(fù)的布料方式將物料均勻地平鋪在柜體內(nèi)部。長役齡儲柜布料系統(tǒng)易出現(xiàn)布料行車走輪打滑、分配行車和與布料行車錯位的現(xiàn)象，會造成布料行車報警停車、物料泄漏、儲柜布料不均的情況，儲柜布料不均易造成出料流量波動，出現(xiàn)斷料或堵料現(xiàn)象[2]。

1 儲柜工作原理

儲柜主要包括柜體、布料行車、分配行車3 個部分，柜體上方兩側(cè)安裝有沿水平方向平行的軌道，布料行車位于儲柜柜體上方，由布料皮帶機(jī)、布料行車支撐架、齒輪齒條裝置、走輪及驅(qū)動電機(jī)組成，布料皮帶通過4 組齒輪、齒條裝置實現(xiàn)在布料行車支撐架上的固定及橫向位移。4 組走輪安裝在布料行車支撐架上，其中一組走輪為帶電機(jī)的主動驅(qū)動輪，其余3 組走輪為隨動輪，走輪均與柜體上方兩側(cè)的軌道接觸，通過走輪在軌道上的移動來實現(xiàn)布料行車的縱向往復(fù)運(yùn)動。分配行車在布料行車上方作橫向往復(fù)寸動，通過和縱向往復(fù)運(yùn)動的布料行車相配合，實現(xiàn)物料在儲柜內(nèi)的均勻分布[3]。儲柜結(jié)構(gòu)及工作原理如圖1 所示。

圖1 儲柜結(jié)構(gòu)及工作原理

儲柜布料系統(tǒng)主要由柜頂軌道、布料行車、分配行車3 個部分構(gòu)成，布料行車在柜頂軌道上反復(fù)運(yùn)行，分配行車依據(jù)程序的設(shè)定在規(guī)定的時間間隔后橫向位移一定距離，在分配行車橫向位移設(shè)定距離后，布料行車在程序控制下通過4 組齒輪、齒條裝置驅(qū)動橫向位移同樣的距離，這樣就能保證布料行車和分配行車始終處于相互配合、物料交接順暢的位置。

2 布料行車縱向往復(fù)驅(qū)動系統(tǒng)

布料行車支撐架上安裝有4 組走輪，其中1 組走輪為主動輪，由走輪驅(qū)動電機(jī)通過鏈傳動進(jìn)行驅(qū)動，其余3 組為隨動輪，4 組走輪均與軌道相接觸并通過主動輪驅(qū)動實現(xiàn)縱向往復(fù)運(yùn)動（圖2）。布料行車縱向往復(fù)的過程中，有一激光測距儀測量布料行車縱向往復(fù)的位移是否符合程序的設(shè)定值，如果實際位移與程序設(shè)定值不匹配，布料行車會自動報警停車。

圖2 布料行車縱向往復(fù)驅(qū)動系統(tǒng)

3 布料行車與分配行車定位方式

布料行車與分配行車通過激光測距儀進(jìn)行定位[4]，布料行車和分配行車在橫向位移方向上均裝有激光測距儀反光板，在儲柜固定機(jī)架上安裝有激光與接收傳感器，激光實時發(fā)射至布料行車與分配行車的反光板上，接收器接收返回的激光光束，通過PLC 處理后，得出布料行車及分配行車與固定的傳感器之間的距離。這兩個距離信息傳入PLC 中，通過設(shè)定的程序自動控制布料行車與分配行車的橫向位移，確保布料行車和分配行車位于相互配合的位置，在程序設(shè)定的時間內(nèi)，布料行車與分配行車未移動至配合位置，儲柜布料系統(tǒng)會報警停車。

4 布料行車走輪打滑、分配行車和與布料行車錯位的現(xiàn)象

4.1 布料行車走輪打滑分析與改進(jìn)思路

由于布料行車長時間使用運(yùn)行，布料行車走輪及軌道均有較大磨損，行車走輪對軌道的適應(yīng)能力持續(xù)下降，軌道上任意一處的凹面下沉和光面磨損都有可能導(dǎo)致布料行車走輪打滑。布料行車現(xiàn)有的4 組走輪中，只有1 組主動輪，當(dāng)主動輪發(fā)生打滑時會導(dǎo)致布料行車縱向往復(fù)運(yùn)動卡阻甚至停滯[5]，導(dǎo)致布料行車在程序設(shè)定時間內(nèi)不能完成相應(yīng)的位移，儲柜布料系統(tǒng)報警停車，進(jìn)料停止。在制絲流水線生產(chǎn)過程中，當(dāng)儲柜進(jìn)料停止時，前段生產(chǎn)流程也會相應(yīng)停產(chǎn)，造成較大的經(jīng)濟(jì)損失。

為解決長役齡儲柜布料系統(tǒng)易發(fā)生走輪打滑的問題，設(shè)計制作一種儲柜布料行車增強(qiáng)驅(qū)動裝置，通過新增一個增強(qiáng)驅(qū)動輪來提高布料行車縱向往復(fù)運(yùn)行的穩(wěn)定性。

4.2 分配行車與布料行車錯位分析與改進(jìn)思路

觀察生產(chǎn)過程中分配行車與布料行車運(yùn)行情況，發(fā)現(xiàn)分配行車用來定位的激光測距儀反光板在行車運(yùn)行過程中有抖動現(xiàn)象，導(dǎo)致分配行車運(yùn)行過程中定位不準(zhǔn)。分配行車與布料行車運(yùn)行過程中的剎車模式采用的是切斷動力后利用行車自重產(chǎn)生的摩擦阻力進(jìn)行制動[6]，隨著設(shè)備長時間運(yùn)行老化，分配行車與布料行車制動效率持續(xù)下降，現(xiàn)分配行車與布料行車運(yùn)行過程中制動位置控制參數(shù)已不適應(yīng)現(xiàn)在的工況，容易出現(xiàn)錯位的情況。需要提高激光測距儀測距精度，優(yōu)化布料系統(tǒng)控制程序，減少分配行車與布料行車錯位的情況。

5 改進(jìn)措施

5.1 布料行車增強(qiáng)驅(qū)動裝置的設(shè)計

儲柜布料行車增強(qiáng)驅(qū)動裝置主要由安裝支架、增強(qiáng)驅(qū)動輪支撐軸、增強(qiáng)驅(qū)動輪、從動鏈輪、傳動鏈條、主動鏈輪、布料行車主動輪組成（圖3）。

圖3 儲柜布料行車增強(qiáng)驅(qū)動裝置結(jié)構(gòu)

儲柜布料行車增強(qiáng)驅(qū)動裝置各組件位置分布如爆炸圖4所示。

圖4 儲柜布料行車增強(qiáng)驅(qū)動裝置爆炸圖

安裝支架用于將增強(qiáng)驅(qū)動輪固定在布料行車支撐架上，其頂部和底部共開有4 個腰型孔，用于固定在布料行車支撐架上，并可以左右調(diào)整其安裝位置。安裝支架上有4 個螺孔，用于固定增強(qiáng)驅(qū)動輪支撐軸。增強(qiáng)驅(qū)動輪支撐軸用于安裝增強(qiáng)驅(qū)動輪，軸上開槽，用于安裝擋圈。支撐軸底部安裝孔采用腰形孔設(shè)計，可以實現(xiàn)上下兩個方向的位置調(diào)整。

增強(qiáng)驅(qū)動輪外徑和布料行車主動輪外徑相等，確保兩輪線速度一致，布料行車主動輪通過鏈傳動帶動增強(qiáng)驅(qū)動輪作同步同向轉(zhuǎn)動。增強(qiáng)驅(qū)動輪內(nèi)側(cè)有一臺階，臺階兩側(cè)各裝有一個深溝球軸承，輪內(nèi)開槽，用兩個擋圈分別對兩個軸承外圈進(jìn)行限位。主、從動鏈輪采用同一規(guī)格，確保增強(qiáng)驅(qū)動輪和布料行車主動輪線速度一致，在鏈輪上開有4 個通孔，便于將鏈輪用螺釘固定在增強(qiáng)驅(qū)動輪和布料行車主動輪上。傳動鏈條和主、從動鏈輪相嚙合，將布料行車主動輪的轉(zhuǎn)動傳遞至增強(qiáng)驅(qū)動輪，通過調(diào)整安裝支架的左右位置，可以對傳動鏈條進(jìn)行張緊或松開。

5.2 布料行車增強(qiáng)驅(qū)動裝置的實際運(yùn)用

（1）在布料行車支撐架適宜位置打4 個腰形孔，用4 顆螺釘將安裝支架固定在布料行車支撐架上，安裝支架上4 個螺孔朝外。

（2）將兩個深溝球軸承安裝在增強(qiáng)驅(qū)動輪上裝好擋圈，將增強(qiáng)驅(qū)動輪支撐軸軸端裝入深溝球軸承內(nèi)圈位置并裝好擋圈。

（3）將增強(qiáng)驅(qū)動輪及增強(qiáng)驅(qū)動輪支撐軸裝到安裝支架上，用4 顆螺釘進(jìn)行固定，可以通過調(diào)整支撐軸上的4 個腰形孔進(jìn)行上下位置的微調(diào)以確保走輪和軌道接觸，再將從動鏈輪安裝在增強(qiáng)驅(qū)動輪上，用4 顆螺釘進(jìn)行固定。

（4）在布料行車主動輪上鉆4 個孔并攻絲，注意螺孔位置應(yīng)該和增強(qiáng)驅(qū)動輪保持一致，用4 顆螺釘將主動鏈輪固定在布料行車主動輪上。

（5）安裝傳動鏈條，傳動鏈條和主、從動鏈輪相嚙合，將布料行車主動輪的轉(zhuǎn)動傳遞至增強(qiáng)驅(qū)動輪，通過調(diào)整安裝支架的左右位置，可以對傳動鏈條進(jìn)行張緊或松開，確保傳動鏈條張緊適度。

（6）儲柜布料行車增強(qiáng)驅(qū)動裝置安裝完畢，試車正常后加裝防護(hù)罩即可投入生產(chǎn)使用。

增強(qiáng)驅(qū)動輪通過鏈傳動，實現(xiàn)和布料行車主動輪的同步運(yùn)轉(zhuǎn)[7]，當(dāng)布料行車主動輪打滑時，增強(qiáng)驅(qū)動輪仍然能正常運(yùn)轉(zhuǎn)，帶動布料行車正常運(yùn)行，避免因為布料行車主動輪打滑導(dǎo)致的布料行車縱向往復(fù)異常，減少走輪打滑導(dǎo)致的布料故障。對于長役齡儲柜，更換全部磨損軌道及走輪也能解決布料行車打滑問題，不過成本高、改造時間長、施工難度大，通過新增布料行車增強(qiáng)驅(qū)動裝置，可以顯著提升長役齡儲柜的布料穩(wěn)定性，效果顯著，成本低廉，具有較高實用推廣價值。

5.3 提高分配行車與布料行車定位精度

（1）設(shè)計制作一個分配行車激光測距儀反光板固定支架（圖5），通過新增兩個支撐肋，確保反光板在行車運(yùn)行過程中的穩(wěn)定性，提高行車定位精度。

圖5 激光測距儀反光板固定支架

（2）重新調(diào)整分配行車與布料行車運(yùn)行程序，優(yōu)化行車距離計算方法、控制邏輯和制動位置控制參數(shù)。對布料行車與上方的分配行車實際運(yùn)行距離進(jìn)行測量，每個柜橫向點(diǎn)動5 次，記錄總的距離偏差，計算得出每次運(yùn)行的距離偏差，在PLC 程序中對原程序進(jìn)行優(yōu)化，將點(diǎn)動距離減去偏差作為修正值，設(shè)置為布料行車的實際運(yùn)行設(shè)定值，再根據(jù)生產(chǎn)過程實際進(jìn)料情況進(jìn)行進(jìn)一步的位置微調(diào)和行車定位。

6 改進(jìn)效果

改進(jìn)之后，由于布料行車走輪打滑、分配行車和與布料行車錯位引起的儲柜報警停車次數(shù)降低80%，顯著提升長役齡儲柜布料系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定性。

7 結(jié)束語

對于長役齡儲柜，更換全部磨損軌道走輪、更新激光測距裝置成本高，改造時間長。通過新增布料行車增強(qiáng)驅(qū)動裝置、提高分配行車與布料行車定位精度可以顯著提升長役齡儲柜的布料穩(wěn)定性，是一種低耗高效的長役齡儲柜維保方法。