ZJ112型卷接機組蜘蛛手密封結構的改進

楊釗 韓偉中 臧培東

摘 要：通過對ZJ112卷接機組蜘蛛手漏油故障進行分析，認為蜘蛛手原來采用骨架油封封閉潤滑油的形式存在設計缺陷。蜘蛛手在長期使用過程中受到潤滑油腐蝕、溫度的影響極易發生失效。為解決這一問題決定將最關鍵的齒軸部位骨架密封改造為保留原來骨架密封增加一道機械密封;同時為防止灰塵從骨架密封和軸承套之間滲入，采用新型軸承套從骨架油封外端裝入，避免了灰塵的進入。從而從根本上杜絕了產生油煙重大質量事故的可能性。

關鍵詞：ZJ112卷接機組;蜘蛛手機構;滲漏;油煙;機械密封;新型軸套

1 引言

ZJ112卷接機組，采用蜘蛛手機構作為煙支的輸送系統，這種機構傳遞煙支平穩，煙支外觀不易損傷，無撞頭現象。但是蜘蛛手上的齒軸普遍存在潤滑油漏油問題，漏出的潤滑油污染煙支造成油煙。蜘蛛手部位的滲、漏油故障在整個SE故障中占據了較大比例，該部位的設備的維護成本及維修工作量較高。為了最大可能地避免產生油煙質量事故，目前只能根據經驗定期對密封部位進行維修和更換骨架密封。

但未能從根本上解決問題，只能暫時延緩或部分解決故障，能否發現新的蜘蛛手潤滑油密封結構和辦法是相關技術人員研究的主要方向之一。

2 改造背景

綜合各方面原因，決定采用在原來二道骨架密封的基礎上增加一道機械密封的結構，并將原來軸承套從內安裝改為新型軸承套從外部安裝避免灰塵進入。該設計思路主要考慮以下幾方面的問題：

（1）將齒軸處骨架油封密封改為增加一道機械密封。當蜘蛛手機構工作時，傳送臂旋轉，機械密封在內部開有螺旋油槽，螺旋油槽的旋向與蜘蛛手的旋向相反，這樣可以保證在蜘蛛手運行過程中潤滑油始終是螺旋向后運行，從而最大限度的避免潤滑油從前端泄露。

（2）蜘蛛手的齒套處軸承套原來是從里面安裝，安裝后與骨架密封的間隙暴漏在外，極易滲入灰塵。為此我們引進國外先進機組M5的新型蜘蛛手軸承套，從外面扣在骨架密封上，軸承套的外臺階正好蓋住骨架密封與軸承套的間隙，避免了灰塵的滲入。

綜上所述我們準備采用上述方案對蜘蛛手進行改造。

3 原理分析

（1）如圖1所示潤滑油在蜘蛛手內隨內壁旋轉時，產生離心力，使齒軸密封（5）產生較大的密封壓力差。同時齒軸密封（5）由兩個密封圈組成，左側骨架密封封油，右側骨架密封防塵封氣。而齒軸密封（5）右側的腔部和負壓通道（11）導通，負壓通道（11）受到正壓清潔風及負壓吸附風間隔輪換的作用，封氣的骨架密封也極易損壞。一旦右側防塵封氣泄露，則左側封油油封承受的壓力更大，更容易導致潤滑油的泄露。

（2）手臂部分隨機構公轉同時，繞齒軸自轉，由于手臂部分為非平衡結構，產生的不平衡力會引起齒軸的震動和繞動，油封對潤滑油產生吮吸作用，造成潤滑油泄漏。

（3）蜘蛛手油腔內潤滑油無循環冷卻及過濾系統，多個行星齒輪副同時工作，安裝位置散熱不好，油溫可達到67℃，密封圈唇口溫度更高，約為120℃，油封容易受熱老化。同時油封安裝位置距軸承太近，滾針軸承旋轉時對潤滑油產生擠壓作用，局部較高的壓力作用到油封，也易導致骨架密封失效。

綜上所述，該油封密封效果受其它影響因素較多，為了保證產品質量和設備運行的穩定性，必須定期進行預防維修，造成維修頻次高，維修用時長。因此通過對密封結構的改進和優化，防止潤滑油泄漏故障很有必要。

4 改進方案及實施

（1）參照圖二所示，我們對蜘蛛手進行了維修改造，安裝運行1個月后反映效果良好，完全達到使用要求，為進一步驗證改造效果我們進一步對四組ZJ112設備的蜘蛛手進行改造，并延長觀察期。

（2）通過我們對改進后設備1年的統計數據，發現齒軸油封泄漏故障的維修沒有發生過，有效地保證了產品的質量和設備運行的穩定性;提高了設備的有效作業率，降低了維修人員的維修量和工作強度。改進后的班中該故障處理未發生過。

5 結束語

基于機械設計原理及實際需求，采用此種設計方案把故障源進一步改進，優化蜘蛛手潤滑油的密封問題，同時借鑒國外先進M5機組技術來改善國產卷煙機設計上的一些缺陷。在改造過程中，通過不斷地論證、實踐和翻閱資料，拓展了思路，開闊了視野，提高和豐富了維修人員對理論知識運用能力，受益匪淺。并且此改造方案應用后效果明顯可以推廣應用到多數卷煙廠。

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