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硬盒包裝機(jī)是目前國(guó)內(nèi)煙草生產(chǎn)企業(yè)的主流設(shè)備，該設(shè)備具有運(yùn)行速度快、自動(dòng)化程度高、性能穩(wěn)定、包裝質(zhì)量良好、操作簡(jiǎn)單、維修方便等特點(diǎn)。但其商標(biāo)紙橫向輸送器密封裝置中軸的往復(fù)運(yùn)動(dòng)經(jīng)常出現(xiàn)漏油的現(xiàn)象，通常以更換密封圈的方式來解決。云龍斌^[1]指出，改造滑車支撐軸承小軸， 消除導(dǎo)軌與軸之間的間隙， 提高軸承和密封圈的使用壽命，以消除漏油問題。王強(qiáng)等^[2]指出，通過改進(jìn)法蘭的油路并增設(shè)回油結(jié)構(gòu)可解決漏油問題。李明偉等^[3]指出，將基座由整體式改為分體式， 將單油封變?yōu)殡p油封并增大回油孔來解決漏油問題。 韓建夫^[4]分析了橫向輸送器推桿漏油的問題和解決方法。 為此，本文闡述了通過設(shè)計(jì)軸套結(jié)構(gòu)和增設(shè)密封圈的方式， 防止軸的運(yùn)動(dòng)將粉塵帶入油液， 以減少軸承和密封圈的磨損，以減少漏油頻發(fā)的問題。

1. 問題分析
   1. 工作原理

如圖 1 所示，機(jī)器主傳動(dòng)通過齒輪和傳動(dòng)軸將動(dòng)力傳遞給凸輪 1，凸輪 1 通過軸承 2、 連桿 3 帶動(dòng)扇形齒輪 4 繞連桿 3 擺動(dòng)， 扇形齒輪 4 帶動(dòng)齒輪軸 10 作間歇往復(fù)運(yùn)動(dòng)， 商標(biāo)紙橫向輸送器部件 11 固定在齒輪軸 10 的前端，齒輪軸 10 的往復(fù)運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)該部件作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，從而把商標(biāo)紙縱向輸送機(jī)構(gòu)輸送過來的商標(biāo)紙橫向輸送至五號(hào)輪第一工位的下端，等待進(jìn)行商標(biāo)紙的折疊成形。法蘭軸套 6 安裝在機(jī)器箱體上，通過 O 形圈 5 進(jìn)行密封，端蓋9 安裝在法蘭軸套 6 的端面上，通過 O 形圈 7 實(shí)現(xiàn)端蓋 9 與法蘭軸套 6 之間的密封，密封圈 8（20*30*5）固定在端蓋 9 內(nèi)實(shí)現(xiàn)端蓋 9 與齒輪軸 10之間的密封。

1.凸輪 2.軸承 3.連桿 4.扇形齒輪5.O 形圈 6. 法蘭軸套 7.O 形圈8.密封圈 9.端蓋 10.齒輪軸 11.小滑車部件圖 1 商標(biāo)紙橫向輸送器傳動(dòng)裝結(jié)構(gòu)示意圖。

1. 1. 存在問題

商標(biāo)紙橫向輸送器采用噴淋潤(rùn)滑系統(tǒng)，而輸出齒條軸與法蘭軸套采用的是間隙配合，噴濺潤(rùn)滑后齒條軸與法蘭軸套有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，就需要保證兩者之間有適當(dāng)?shù)沫h(huán)形間隙。端蓋內(nèi)的密封圈依靠其兩唇邊與軸的表面接觸起到密封和清潔作用。只有密封圈的兩唇邊保持較穩(wěn)定的張開力， 才能使密封圈唇邊與軸的表面貼的更緊， 保證密封效果。 設(shè)備長(zhǎng)時(shí)間處于高速運(yùn)行，輸出軸和密封圈唇邊會(huì)存在一定的磨損，加速密封圈唇口的變形和老化，致使密封圈唇口與軸達(dá)不到過盈要求，從而使油液隨軸外泄，引發(fā)商標(biāo)紙輸送齒條軸漏油故障。

設(shè)備高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，齒條軸每分鐘往復(fù)運(yùn)動(dòng)近 400 次， 速度快且往復(fù)行程長(zhǎng)大，在密封圈處的油液快速堆積，而法蘭軸套上直徑為 2.6mm 的回流孔無法快速將油液回流至油箱。 齒條軸推程階段，密封圈的唇邊在其內(nèi)部彈簧圈和摩擦力的作用下能緊貼在軸上， 將軸上的油液刮下，有良好的密封效果。 但在齒輪軸回程階段，在受力方向和骨架密封圈結(jié)構(gòu)的影響下， 兩者之間的貼合沒有推程階段緊密，外部的灰塵顆粒會(huì)隨著齒條軸進(jìn)入密封圈里面， 造成密封圈唇口急劇磨損，并污染油液， 甚至堵塞密封裝置的回油孔。因此，在齒條軸推出時(shí)，回油腔積聚的油在齒條軸推出時(shí)回油壓力增加，油溫在壓力作用下也相應(yīng)升高， 加上密封圈的磨損，從而使油液隨軸外泄，引發(fā)商標(biāo)紙輸送齒條軸漏油故障。灰塵顆粒不停地從齒輪軸和骨架密封圈的唇邊進(jìn)入箱體，會(huì)加劇密封圈的磨損，加劇潤(rùn)滑油的滲漏。 密封圈磨損先是起清潔作用的外部唇口磨 損，再引起內(nèi)部密封的唇口磨損使油封失效。 也就是說頻繁漏油的根源是由于煙灰、煙沫進(jìn)入回油腔加劇了油封的磨損和回油孔的堵塞，使回油不及時(shí)而增加回油腔壓力，油溫升高，從而造成頻繁漏油的故障。

2. 改進(jìn)措施
   1. 分析

為解決頻繁漏油問題，結(jié)合軸、套配合的構(gòu)造，通過對(duì)前面的商標(biāo)紙橫向推送器傳動(dòng)部位的結(jié)構(gòu)分析可知，齒條軸經(jīng)過法蘭、油封及端蓋再伸出箱體外，在元件端蓋上有一套密封圈，作為漏油的最后防線。 它之前的法蘭軸套與齒條軸有0.02~0.05mm 的間隙，只能作為單一的導(dǎo)軌作用。如果能在法蘭軸套上再加裝一套密封圈， 對(duì)齒條軸上潤(rùn)滑油進(jìn)行一次阻從商標(biāo)紙橫向輸送器漏油的存在問題可知， 如果能把灰塵擋在密封圈外，則能保證回油孔順利回油，并能延長(zhǎng)密封圈的使用壽命。從密封圈的密封原理得到啟發(fā)：如果能在密

封裝置內(nèi)反向安裝一個(gè)密封圈，將灰塵拒之門外，則可解決該裝置的滲漏問題。 由于油有了一次阻截，把外側(cè)油封反過來安裝，便于清潔回縮的齒條軸。 即使外側(cè)油封有微量磨損，由于軸上潤(rùn)滑油膜經(jīng)過一次阻截， 油膜量很少，也不會(huì)明顯泄漏。 這樣通過二次控油，可以較好地解決該裝置的頻繁漏油問題，油封的更換周期也會(huì)相應(yīng)延長(zhǎng)了。

1. 1. 方法

針對(duì)法蘭軸套，在盡可能不改變?cè)械脑O(shè)計(jì)和工作狀態(tài)下，在法蘭軸套的右端車削加工出直徑 26mm 深 5mm 的階梯孔， 得以加裝 20×26×5 的密封圈一套， 這樣當(dāng)齒條軸運(yùn)動(dòng)到法蘭軸套時(shí)，由加裝的密封圈對(duì)軸進(jìn)行第一次控油，將大部分油液控下， 再考慮到齒條軸高速往復(fù)運(yùn)動(dòng)， 原有直徑 2.6mm 的回油孔不能滿足工作需要，故將其擴(kuò)為直徑 4mm，且使該孔向箱體回油方向傾斜一定角度，以減少回油阻力，加大殘油的回流量，使油液回流的更快，同時(shí)把端蓋上原有的密封圈反方向安裝以增加清潔作用。

1. 2. 改進(jìn)效果
   3. 

圖 2 改進(jìn)密封裝置結(jié)構(gòu)圖

設(shè)備運(yùn)行時(shí)，輸出齒條軸在由法蘭軸套和端蓋組成的組件中做高速往復(fù)運(yùn)行， 輸出軸運(yùn)行出法蘭軸套后至端蓋之間有2mm 控油間隙， 由在端蓋上的密封圈將向前運(yùn)行的輸出軸上附著的潤(rùn)滑殘油控下， 再經(jīng)法蘭軸套上下兩個(gè)直徑 4mm 的回油孔將控油間隙里的全部殘油快速地回流至箱體內(nèi)。

在法蘭軸套的右端又加裝一套密封圈

（20×26×5）， 使輸出軸在進(jìn)入 2mm 的控油間隙之前充分的得到一次控油機(jī)會(huì)，將附著在輸出軸上的油液先期進(jìn)行一次清理， 讓殘油隨著軸與法蘭軸套之間的0.02~0.05mm 的間隙緩慢回流，同時(shí)還能達(dá)到潤(rùn)滑效果， 經(jīng)過一次控油的輸出軸在到達(dá)端蓋時(shí)， 由端蓋內(nèi)的密封圈對(duì)輸出軸進(jìn)行二次控油， 將剩余少量殘油全部留在2mm 的控油間隙， 同時(shí)也增加了輸出軸與法蘭軸套配合的穩(wěn)定性， 使其執(zhí)行件推送器在輸送商標(biāo)紙的過程中更加穩(wěn)定。 適當(dāng)增加輸出軸與法蘭組件的同心度， 減小軸的側(cè)壓力，降低常規(guī)磨損，而兩套密封圈分次進(jìn)行控油， 有效地緩解了一套密封圈的工作壓力，大大增加了其使用壽命，從而使得商標(biāo)紙橫向輸送器的漏油現(xiàn)象得以改善，故障發(fā)生時(shí)間延長(zhǎng)一倍以上，有效的保障其正常穩(wěn)定的工作。

表 1 法蘭軸套改進(jìn)前后機(jī)臺(tái)油封更換時(shí)間間隔對(duì)比表（單位：小時(shí))

設(shè)備運(yùn)行一段時(shí)間后發(fā)現(xiàn)， 該改進(jìn)部位密封性良好，周圍無油污堆積。 為驗(yàn)證設(shè)計(jì)安裝的準(zhǔn)確性， 對(duì)商標(biāo)紙橫向輸送器傳動(dòng)軸密封裝置進(jìn)行了拆卸檢查和測(cè)量，結(jié)果顯示：軸套無明顯磨損，兩個(gè)骨架密封圈均完好無損， 有效解決了漏油問題，油封使用壽命大大延長(zhǎng)，降低了備件消耗、 提高了設(shè)備運(yùn)行的有效作業(yè)率、增加了產(chǎn)量、減少了維修工作量、取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益。

1. 結(jié)論

改進(jìn)后的商標(biāo)紙橫向輸送密封裝置增加了安裝 20×26×5 密封圈的直徑為 26mm 深為 5mm 的階梯孔， 并將原直徑 2.6mm 的回油孔擴(kuò)寬為直徑4mm，且使該孔向箱體回油方向傾斜一定角度，同時(shí)把端蓋上原有的密封圈反方向安裝。 應(yīng)用效果表明：密封圈二次控油效果明顯，回油量和回油速度顯著提升，反向安裝的密封圈有較好的清潔效果，軸套無明顯磨損，兩個(gè)骨架密封圈均完好無損，有效延緩了漏油問題的發(fā)生，油封使用壽命大大延長(zhǎng)，降低了備件消耗、減少了維修工作量、提高了設(shè)備運(yùn)行效率。

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