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      提高ZJ118卷接機(jī)組分離輪的運(yùn)行穩(wěn)定性

      2018-05-16 10:09:02周欽陳浩
      機(jī)械工程師 2018年4期
      關(guān)鍵詞:卡阻煙支油量

      周欽, 陳浩

      (常德煙草機(jī)械有限責(zé)任公司,湖南常德 415000)

      0 引言

      ZJ118型卷接機(jī)組是中煙機(jī)械集團(tuán)公司以ZJ112型卷接機(jī)組為技術(shù)平臺,自主研發(fā)的新一代國產(chǎn)中速機(jī)組,額定生產(chǎn)速度為8000支/min,由常德煙草機(jī)械有限責(zé)任公司研制完成,成為繼ZJ17、ZJ112、ZJ116之后國產(chǎn)卷接設(shè)備的又一主力機(jī)型[1-2]。在卷接機(jī)組調(diào)試和運(yùn)行過程中,由于分離輪運(yùn)行的不穩(wěn)定性,會導(dǎo)致整機(jī)運(yùn)行受阻和產(chǎn)生較大的振動噪聲,嚴(yán)重降低卷接機(jī)組的產(chǎn)品質(zhì)量。

      杜坤艷等[3]分析了煙支分離輪凸輪與二次分切輪和端頭掃描輪的相位關(guān)系。但未對煙支分離輪的工作原理和故障診斷進(jìn)行研究。熊宏志[4]采用排列圖和因果圖相結(jié)合的方式分析了卷接機(jī)組的主要停機(jī)故障模式及可能導(dǎo)致故障的原因,能理論性地推斷卷接機(jī)組的故障要因,但未對分離輪的具體結(jié)構(gòu)和實(shí)際運(yùn)行情況進(jìn)行分析。為此,本文深入分析了ZJ118卷接機(jī)組分離輪的結(jié)構(gòu)和工作原理,利用PDCA循環(huán)理論對分離輪的運(yùn)行穩(wěn)定性進(jìn)行分析研究。

      1 調(diào)查研究

      分離輪作為卷接機(jī)組的關(guān)鍵部件,位于濾嘴接裝機(jī)的一次分切輪和過渡輪之間,用于將等長的煙支分開,并輸送到過渡輪處與濾嘴連接[5-6]。其運(yùn)行的穩(wěn)定性與否,直接影響著產(chǎn)品的品質(zhì),分離輪的結(jié)構(gòu)如圖1所示。

      由圖1可見,經(jīng)過一次分切輪后,已切割的煙支在分離輪上被分開排列,以利于濾嘴被放置在兩支煙的中間。滑塊的軸向移動由一對凸輪控制,工作原理如圖2所示。

      圖1 分離輪三維圖

      圖2 分離輪原理圖

      由圖2可見,分離輪工作原理:主傳動電動機(jī)提供動力,驅(qū)動安裝軸旋轉(zhuǎn),并帶動桿和桿上的滑塊沿著凸輪軌跡做上下往復(fù)運(yùn)動,當(dāng)桿運(yùn)動到極限位置時,壓縮彈簧推動桿從而實(shí)現(xiàn)往復(fù)運(yùn)動。在桿與配氣座之間放有密封圈,當(dāng)滑塊出現(xiàn)卡阻現(xiàn)象時,就極易與一次分切輪浮圈發(fā)生干涉。

      在廠內(nèi)整理了2016年ZJ118卷接機(jī)組分離輪運(yùn)行的情況,得到卡阻和燒壞數(shù)據(jù)如表1所示,分離輪的軸承燒壞現(xiàn)象如圖3所示。

      2016年公司共生產(chǎn)28組ZJ118型卷接機(jī)組,在工作的過程中多次出現(xiàn)卡阻和燒壞現(xiàn)象,于是制定了2017年的改善目標(biāo),如圖4所示。

      由圖4可見,ZJ118卷接機(jī)組分離輪運(yùn)行的卡阻率為14.3%,燒壞率為10.7%,2017年的目標(biāo)是將卡阻率和燒壞率降低為0。

      表1 2016年分離輪情況統(tǒng)計表

      圖3 分離輪軸承燒壞

      圖4 分離輪卡阻和燒壞改善目標(biāo)

      圖5 分離輪卡阻和燒壞因果圖

      2 原因解析

      小組利用頭腦風(fēng)暴法,考慮人員、機(jī)器、物料、方法、測量和環(huán)境等影響,找出造成分離輪卡阻和燒壞的所有可能因素,得出圖5所示因果圖。

      由圖5可見,產(chǎn)生分離輪卡阻和燒壞問題的末端因素有:潤滑油、脂質(zhì)量問題,潤滑油量過小,零件材質(zhì)問題,零件是否符合設(shè)計圖樣要求和零件設(shè)計是否有缺陷等。接下來,分別對末端因素進(jìn)行了要因確認(rèn)。

      1)潤滑油、脂質(zhì)量問題。潤滑油、脂均由德國KLüBER(克魯勃)公司采購而來,經(jīng)檢驗(yàn)員檢測符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),所以為非要因。

      2)潤滑油量過小。分離輪的潤滑是通過電器設(shè)置數(shù)值量來控制微量泵的油量供給,微量泵位于濾嘴接裝機(jī)分離輪的后端,如圖6所示。由圖6可見,微量泵為分離輪提供所需潤滑油。通過分析其結(jié)構(gòu),得到微量泵工作示意圖如圖7所示。由圖7可見,油管1通向SE(卷煙機(jī))傳送裝置,油管2、油管3通向分離輪。調(diào)節(jié)銷A、B、C則可調(diào)節(jié)每一次的油量,可在0~24擋之間調(diào)節(jié),調(diào)節(jié)銷A為12擋(由廠方設(shè)定)。調(diào)節(jié)銷B、C設(shè)為12擋(中間擋)。

      卷接機(jī)組運(yùn)行后,分離輪潤滑的間隔時間為8 h,每隔8 h潤滑1次,電磁閥負(fù)責(zé)控制動作的執(zhí)行,每次10 s,1s滴一滴,停止1 s后再滴1 s,共滴5滴。也就是分離輪在持續(xù)運(yùn)行8 h過程中得到的總油量約為0.006 g,而這點(diǎn)油不足以支撐分離輪在8 h持續(xù)運(yùn)行中的潤滑。通過拆分返廠的燒壞分離輪,我們觀察到整個凸輪軌道上沒有油,并且軸承也得不到潤滑,從而導(dǎo)致分離論的卡阻及燒壞。故潤滑油量過小是要因。

      圖6 微量泵位置

      圖7 微量泵結(jié)構(gòu)示意圖

      3)零件材質(zhì)問題。檢驗(yàn)員按照檢測規(guī)范,對凸輪、滑塊、配氣座和軸承等分離輪進(jìn)行了檢驗(yàn),發(fā)現(xiàn)各零件都符合質(zhì)量要求。然后對防漏油的密封圈進(jìn)行了研究,分析了密封圈的軟硬度,如表2所示。由表2可見,隨著卷接機(jī)組的不斷運(yùn)行,較硬的密封圈會出現(xiàn)表面劃痕,導(dǎo)致卡阻現(xiàn)象,所以零件材質(zhì)問題是要因。

      4)零件是否符合設(shè)計圖樣要求。將分離輪的主要零件與設(shè)計圖樣進(jìn)行了比對,發(fā)現(xiàn)分離輪組成零件都符合設(shè)計圖樣要求,故零件是否符合設(shè)計圖樣要求不是要因。

      5)零件設(shè)計是否有缺陷。對分離輪零件的設(shè)計參數(shù)進(jìn)行了仔細(xì)查看,并對比了國外相關(guān)參數(shù),最后認(rèn)定了零件設(shè)計參數(shù)合理。

      故零件材質(zhì)問題是要因。

      表2 使用不同密封圈分離輪運(yùn)行情況

      3 實(shí)施對策

      得到產(chǎn)生分離輪卡阻和燒壞問題的原因后,采取相應(yīng)的對策:1)更換密封圈材質(zhì),使用較軟材質(zhì)的密封圈;2)根據(jù)分離輪工作的實(shí)際情況,給出新的油量參數(shù)。

      由于分離輪的油量增減是通過兩方面來實(shí)現(xiàn)的:1)微量泵的擋位決定單次油量的大?。?)電氣數(shù)值的設(shè)定決定潤滑次數(shù)(現(xiàn)程序固定為8 h潤滑1次)。為此我們進(jìn)行了手動泵入實(shí)驗(yàn),檢驗(yàn)人員對相關(guān)數(shù)據(jù)做了記錄,并將數(shù)據(jù)反映給研究部門,以便做出準(zhǔn)確判斷。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)見表3。

      表3 實(shí)驗(yàn)測試油量統(tǒng)計表

      通過分析參數(shù)設(shè)置,然后與相關(guān)煙廠的技術(shù)人員進(jìn)行了交流,根據(jù)經(jīng)驗(yàn)值確定了優(yōu)化后的參數(shù),并修改程序,使電氣設(shè)定值可以在機(jī)組控制面板上進(jìn)行修改。在未確定新的參數(shù)前,今后出廠設(shè)備均按此參數(shù)設(shè)置。相關(guān)參數(shù)修改后如下:潤滑油泵油時間間隔參數(shù)設(shè)為8 h;所有泵油擋位設(shè)到最大值(24擋)。

      4 效果檢查

      1)卡阻率效果。為了對新的密封圈進(jìn)行效果驗(yàn)證,我們現(xiàn)場抽取了3臺設(shè)備,使用了較硬的密封圈,并運(yùn)行24 h,發(fā)現(xiàn)未出現(xiàn)卡阻現(xiàn)象,得到卡阻率統(tǒng)計圖,如圖8所示。更換后的密封圈滿足現(xiàn)場設(shè)備要求,通過對后續(xù)裝配機(jī)組的追蹤觀察,我們同樣發(fā)現(xiàn)卷接機(jī)組運(yùn)行良好,無卡阻現(xiàn)象。因此,卡阻率效果檢查達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。

      2)燒壞率效果。因?yàn)榉蛛x輪的燒壞通常是機(jī)組在運(yùn)行一定時間后發(fā)生的現(xiàn)象,所以我們選擇在長沙卷煙廠ZJ118卷接機(jī)組上進(jìn)行驗(yàn)證。機(jī)組設(shè)備已運(yùn)行超過9個月,進(jìn)行了兩次拆除分離輪后的檢查,驗(yàn)證情況如下:拆除分離輪后,檢查潤滑情況良好,接煙輪、分離輪下方無滲漏。得到改善后的燒壞率效果圖,如圖9所示。使用優(yōu)化參數(shù)后,潤滑情況得到改善,產(chǎn)品質(zhì)量得以提高。通過對后續(xù)裝配機(jī)組的追蹤觀察,機(jī)組無燒壞情況發(fā)生,因此燒壞率效果檢查達(dá)到預(yù)定目標(biāo)。

      圖8 卡阻率改善情況

      圖9 燒壞率改善情況

      5 結(jié)論

      1)通過調(diào)查研究,原因解析,實(shí)施對策和效果檢查等,我們發(fā)現(xiàn)了導(dǎo)致分離輪運(yùn)行不穩(wěn)定性的要因是潤滑油量過小和零件材質(zhì)問題;2)通過更換密封圈材質(zhì)和增大潤滑油量,有效解決了分離輪運(yùn)行過程中的卡阻和燒壞問題;3)分離輪運(yùn)行穩(wěn)定性的解決方案也可以應(yīng)用于ZJ17和ZJ116等卷接機(jī)組的裝配調(diào)試中。

      [參考文獻(xiàn)]

      [1] 周欽.ZJ118卷接機(jī)組煙支切口問題分析與處理[J].機(jī)械管理開發(fā),2017,32(12):75-77.

      [2] 賴暉.卷接機(jī)組移位雙倍長濾嘴段的剔除裝置[J].機(jī)械工程師,2017(4):150-151.

      [3] 杜坤艷,孫斌,程衛(wèi)民,等.PROTOS2-2卷接機(jī)組煙支分離輪凸輪設(shè)計方法研究[J].煙草科技,2014(5):27-29.

      [4] 熊宏志.卷接機(jī)組可靠性分析及故障診斷[J].機(jī)械工程師,2016(3):248-250.

      [5] 栗勇偉,喬建軍,馬少軍.卷接機(jī)組煙支搓接質(zhì)量的研究及改進(jìn)[J].煙草科技,2012(10):24-27.

      [6] 李仁強(qiáng),崔成江.YJ13A卷煙機(jī)與YJ22接嘴機(jī)對接改造[J].航空精密制造技術(shù),1992(4):45.

      [7] 陳嘯.新型無凸輪煙條分離輪探討[J].機(jī)械工程師,2016(2):199-200.

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