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包裝機(jī)組是國(guó)內(nèi)通過(guò)引進(jìn)消化吸收意大利包裝機(jī)組而來(lái)的產(chǎn)品。本機(jī)組具有性能穩(wěn)定、包裝質(zhì)量好、包裝速度快、自動(dòng)化程度高等優(yōu)點(diǎn),被很多卷煙包裝生產(chǎn)廠家使用,也是目前我國(guó)卷煙包裝設(shè)備的主流機(jī)型。但在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中,由于設(shè)備本身的設(shè)計(jì)缺陷,包裝機(jī)商標(biāo)紙橫向輸送器在運(yùn)行時(shí)存在嚴(yán)重的漏油問(wèn)題。目前一些常規(guī)的方法都無(wú)法有效解決該問(wèn)題,平時(shí)維修只能靠頻繁地更換密封元件來(lái)緩解設(shè)備的漏油現(xiàn)象。通過(guò)對(duì)商標(biāo)紙橫向輸送器漏油現(xiàn)象的長(zhǎng)期分析研究,提出了通過(guò)改進(jìn)回油結(jié)構(gòu)來(lái)解決漏油的新方法,最終成功解決了商標(biāo)紙橫向輸送器的漏油問(wèn)題。
紙橫向輸送器工作原理
商標(biāo)紙橫向輸送器主要由扇齒輪、齒條、支承座(主要由法蘭、法蘭套和法蘭盤等組成)、齒條支架、推送小車等組成。在此機(jī)構(gòu)中,其動(dòng)力來(lái)自主動(dòng)齒輪,通過(guò)主動(dòng)齒輪的嚙合傳動(dòng),帶動(dòng)齒輪凸輪軸轉(zhuǎn)動(dòng),從而帶動(dòng)凸輪轉(zhuǎn)動(dòng);凸輪通過(guò)棍輪 2、擺軸 1 驅(qū)動(dòng)扇齒輪 12 擺動(dòng),扇齒輪驅(qū)動(dòng)齒
條 27 在法蘭套 16、法蘭 21、法蘭盤 24 中做往復(fù)運(yùn)動(dòng),從而帶動(dòng)執(zhí)行件完成商標(biāo)紙進(jìn)入 5 號(hào)輪下
方包裝位置的橫向輸送(如圖 1 所示)。
圖1 商標(biāo)紙橫向輸送器結(jié)構(gòu)原理圖
要解決商標(biāo)紙橫向輸送器漏油問(wèn)題,首先應(yīng)確定漏油點(diǎn)。經(jīng)反復(fù)仔細(xì)觀察,發(fā)現(xiàn)商標(biāo)紙橫向輸送器支座及下方機(jī)器表面上總是沉積有很多含油煙末,進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)橫向輸送器支承座端部(法蘭盤下方)有嚴(yán)重滲漏現(xiàn)象,故認(rèn)定該處為漏油點(diǎn)(如圖 2 所示)。
圖2 商標(biāo)紙橫向輸送器漏油現(xiàn)狀
根據(jù)流體力學(xué)有關(guān)知識(shí),潤(rùn)滑油滲漏量 Q 與間隙、潤(rùn)滑油粘度、內(nèi)外腔壓力差等有關(guān),可以用以下公式來(lái)說(shuō)明:
Δp/ ( 12μL )
(1)式中:Q 為滲漏流量;b、h、L 分別為間隙的寬度、高度、長(zhǎng)度;μ 為潤(rùn)滑油粘度;Δp 為間隙內(nèi)外腔壓力差。
從式(1)可看出潤(rùn)滑油滲漏主要與潤(rùn)滑油粘度、間隙和內(nèi)外腔壓力有關(guān)。
1.潤(rùn)滑油粘度
表 1 中列出了目前我國(guó)主要的幾種包裝機(jī)組的潤(rùn)滑情況。
表1 各類包裝機(jī)組潤(rùn)滑技術(shù)參數(shù)
型號(hào) 包裝速度/(包/min) 潤(rùn)滑方式 潤(rùn)滑油型號(hào) 潤(rùn)滑油粘度/(mm 2 ·s -1 )
從表 1 可知:上述機(jī)型的潤(rùn)滑方式和工作溫度都基本一致,但是,GD 和 ZB 系列機(jī)型的潤(rùn)滑油粘度在同等工作溫度下明顯要比機(jī)型低。根據(jù)式(1),潤(rùn)滑油粘度與滲漏流量成反比,即粘度越小,漏油情況越嚴(yán)重。因此,潤(rùn)滑油粘度低是機(jī)型較其它機(jī)型容易滲漏油的主要因素之一。
1.間隙
間隙的產(chǎn)生與密封件、密封措施以及零件加工精度密切相關(guān)。包裝機(jī)組是通過(guò)消化吸收意大利機(jī)型而來(lái),國(guó)內(nèi)的加工技術(shù)達(dá)不到國(guó)外先進(jìn)水平,使零件加工精度達(dá)不到國(guó)外水準(zhǔn), 致使商標(biāo)紙橫向輸送器中齒條與法蘭及法蘭盤的配合間隙過(guò)大。并且,意大利公司采用的標(biāo)準(zhǔn)很多是企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)或歐洲標(biāo)準(zhǔn),與國(guó)內(nèi)有所不同,比如對(duì)法蘭內(nèi) O 型圈的安裝尺寸和對(duì)油封類型的選擇與國(guó)內(nèi)的通常做法就不一樣,致使密封件易失效,造成漏油現(xiàn)象。
???????2.內(nèi)外腔壓力差
內(nèi)外腔壓力差主要由內(nèi)外腔潤(rùn)滑油容量不同造成。如圖 3 所示為商標(biāo)紙橫向輸送器支承座裝配示意圖,從圖中可知,當(dāng)齒條沿“x”方向向外腔運(yùn)動(dòng)時(shí),齒條上的潤(rùn)滑油沿“V” 型溝槽通過(guò)“a” “b” 兩個(gè)油孔進(jìn)入外腔進(jìn)行潤(rùn)滑,當(dāng)推桿向內(nèi)腔運(yùn)動(dòng)時(shí),僅有“b”1 個(gè)油孔回油,所以,外腔油量是內(nèi)腔油量的 2 倍。假設(shè) 包裝機(jī)以 400 包/分的速度運(yùn)動(dòng),齒條每分鐘將做 400 次往復(fù)直線運(yùn)動(dòng),多次往復(fù)后,殘留在外腔的油量越來(lái)越多,從而導(dǎo)致外腔密封圈的壓力過(guò)大,造成密封圈失效漏油。
圖3 改進(jìn)前商標(biāo)紙橫向輸送器支承座裝配示意圖
3.改進(jìn)方案分析
4.改變潤(rùn)滑油粘度
粘度高的潤(rùn)滑油,能承受較高的壓力而不會(huì)被擠離潤(rùn)滑表面,但其較大的液體內(nèi)部摩擦力卻可
能阻礙機(jī)構(gòu)的運(yùn)行。粘度低的潤(rùn)滑油,內(nèi)部阻力較小,但容易被擠離潤(rùn)滑表面。潤(rùn)滑油的選擇與機(jī)械設(shè)備的功能設(shè)計(jì)是密切相關(guān)的,對(duì)與已經(jīng)成熟的 ZB 系列機(jī)組,要更改潤(rùn)滑油型號(hào)需對(duì)原系統(tǒng)重新設(shè)計(jì),改造成本高昂。因此,通過(guò)提高潤(rùn)滑油粘度來(lái)解決漏油現(xiàn)象是不現(xiàn)實(shí)的。
配合間隙與零件加工精度密切相關(guān)。意大利某公司的產(chǎn)品生產(chǎn)要求與其它國(guó)家有所不同,如與德國(guó)某公司相比,意大利某公司對(duì)圖紙的要求相對(duì)寬松,對(duì)零件等一些具體要求是由生產(chǎn)部門來(lái)保證而未在圖紙上做出要求。引進(jìn)某公司的技術(shù)進(jìn)行消化吸收的,而國(guó)內(nèi)的加工工藝達(dá)不到國(guó)外先進(jìn)水平,要提高零件的加工精度需對(duì)加工設(shè)備進(jìn)行改造升級(jí),改造成本高。因此,通過(guò)提高配合間隙精度來(lái)解決漏油現(xiàn)象也是不現(xiàn)實(shí)的。
經(jīng)過(guò)上述分析,由于商標(biāo)紙橫向輸送器中法蘭油路不合理,從而導(dǎo)致回油不及時(shí),使法蘭外腔油壓大于內(nèi)腔油壓,造成密封失效,產(chǎn)生漏油現(xiàn)象。我們可以從減小法蘭內(nèi)外腔壓力差入手,通過(guò)改變法蘭油路或增加回油結(jié)構(gòu),使外腔油壓與內(nèi)腔油壓達(dá)到一種平衡狀態(tài),從而解決商標(biāo)紙橫向輸送器漏油問(wèn)題。在此種改進(jìn)方案中,只需對(duì)法蘭或法蘭盤結(jié)構(gòu)進(jìn)行相關(guān)改進(jìn)便可實(shí)現(xiàn)減小內(nèi)外腔壓力差的目的,改造簡(jiǎn)單、成本低。因此,通過(guò)減小法蘭內(nèi)外腔壓力差來(lái)解決商標(biāo)紙橫向輸送器漏油問(wèn)題是切實(shí)可行的。
7.商標(biāo)紙橫向輸送器的改進(jìn)
經(jīng)過(guò)對(duì)商標(biāo)紙橫向輸送器支撐座的結(jié)構(gòu)進(jìn)行仔細(xì)分析研究,認(rèn)為可以通過(guò)改進(jìn)法蘭或法蘭盤結(jié)構(gòu)來(lái)減小法蘭內(nèi)外腔壓力差。對(duì)于法蘭的改進(jìn),主要考慮改進(jìn)法蘭的油路,增強(qiáng)回油功能,但是, 由于商標(biāo)紙橫向輸送器的運(yùn)行速度較快,最快可達(dá) 3.6m/s,潤(rùn)滑油始終會(huì)隨齒條被帶出法蘭盤,改進(jìn)后漏油現(xiàn)象依然存在。所以,決定在法蘭盤上增加回油結(jié)構(gòu)來(lái)回收被齒條帶出的潤(rùn)滑油,以解決漏油問(wèn)題。
(a)改進(jìn)前 (b)改進(jìn)后
圖4 法蘭盤結(jié)構(gòu)示意圖
圖 4 中(a)、(b)分別為法蘭盤改進(jìn)前后結(jié)構(gòu)示意圖。改進(jìn)后的法蘭盤結(jié)構(gòu)變?yōu)閳A柱形,直徑仍為 56mm,厚度變?yōu)?20mm,并在法蘭盤內(nèi)增開(kāi)了一條環(huán)形回油槽,回油槽寬 4mm,深 5mm, 同時(shí),在回油槽正下方增設(shè)了一個(gè) M5 的螺紋孔,以安裝油嘴。為了保證潤(rùn)滑油在齒條往回運(yùn)動(dòng)過(guò)程中被回油槽充分回收,將回油槽外圈直徑增大 0.2mm,即外圈直徑為 20.2mm,內(nèi)圈直徑為 20mm。
圖 5 為改進(jìn)后商標(biāo)紙橫向輸送器支撐座裝配示意圖。圖中法蘭盤通過(guò)螺栓連接在法蘭上,同時(shí)法蘭通過(guò)螺栓連接在法蘭套上,法蘭盤與法蘭之間安裝有油封和 O 型圈,法蘭與法蘭套之間安裝有 O 型圈,并且法蘭盤下方安有油嘴,以便回收潤(rùn)滑油。當(dāng)齒條從內(nèi)向外運(yùn)動(dòng)時(shí),油封的主要作用就是刮去齒條上的潤(rùn)滑油,油封的前端面空隙與回油孔是相通的,隨著齒條的向外運(yùn)動(dòng),空隙中的潤(rùn)滑油越積越多,油壓隨之升高,被刮下的潤(rùn)滑油就會(huì)從空隙中通過(guò)回油孔回流到傳動(dòng)箱內(nèi)。由于齒條運(yùn)動(dòng)速度較快,粘附在齒條上的潤(rùn)滑油不可能被油封完全刮凈,回油槽的作用就是在齒條從外向內(nèi)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中回收齒條上未被刮凈的潤(rùn)滑油。回油槽的外圈直徑比內(nèi)圈直徑大 0.2mm,其目的是為了防止回油槽外圈將齒條上的潤(rùn)滑油刮下,從而造成潤(rùn)滑油泄漏。當(dāng)齒條經(jīng)過(guò)回油槽內(nèi)圈時(shí), 潤(rùn)滑油被刮下回流到回油槽中,被刮下的潤(rùn)滑油通過(guò)螺紋孔、油嘴和油管被引流到傳動(dòng)箱內(nèi)。
通過(guò)對(duì)車間其中 3 臺(tái) 包裝機(jī)商標(biāo)紙橫向輸送器按照上述方案改進(jìn)后,發(fā)現(xiàn)漏油現(xiàn)象明顯減輕,該部位油封的更換周期明顯延長(zhǎng),由原來(lái)的 3 月更換一次變位每年更換一次,很好地解決了商標(biāo)紙橫向輸送器的漏油問(wèn)題。同時(shí),使設(shè)備運(yùn)行效率得到有效提升,現(xiàn)場(chǎng)清潔度和產(chǎn)品質(zhì)量也得到了充分保障。
通過(guò)對(duì)包裝機(jī)商標(biāo)紙橫向輸送器的漏油原因進(jìn)行分析,探索出了通過(guò)技術(shù)改進(jìn)解決漏油的新方法,拓展了自己的維修思路,豐富了自己的維修經(jīng)驗(yàn),提高了分析解決疑難問(wèn)題的能力,成功解決了商標(biāo)紙橫向輸送器的漏油問(wèn)題,保證了產(chǎn)品質(zhì)量。
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