條煙輸送機的優化改進

趙淑華

（河南中煙工業有限責任公司安陽卷煙廠，河南 南陽 473000）

條煙輸送設備是卷煙生產包裝過程中的運輸設備，主要用于成條煙的輸送，將卷煙包裝機組與裝封箱機柔性地連接起來，將包裝機組生產的條煙整齊、平穩、完好無損地輸送到裝封箱機組上，并根據卷煙包裝機組和裝封箱機的工作情況對條煙輸送流量進行適時控制和調節，完成條煙的自動輸送任務，使煙箱包裝生產線實現高速自動化。

1 條煙輸送機組存在的主要問題

根據現場實際使用情況，條煙輸送線發生的故障問題主要為輸送鏈板斷裂以及動力軸斷裂等故障。這是因為多臺條煙輸送機共用一個動力源造成的。此時，如果有任意一條輸送線出現故障需停機維修的情況發生，就必須將所有機組的條煙輸送機停止工作，嚴重影響生產效率，并且單條輸送線距離比較遠，對輸送鏈板的維修工作產生不利影響，增加維修時間。其中輸送距離最遠的條煙輸送機產生故障的概率也最大。

2 故障原因分析

（1）條煙輸送線的輸送距離比較遠，鏈板在運動過程中的摩擦阻力過大，很容易達到單節鏈板的承受能力故而斷裂。

（2）多條輸送線共用一個動力，且每條輸送線長短不一，需要的動力不均衡，容易造成動力源故障。

3 改進問題的途徑

圖1

（1）兩條輸送線之間無間隙，選擇運送距離最遠的兩條輸送機加裝一套集中驅動動力裝置。改裝位置根據生產現場具體情況選擇，安裝示意圖如圖1。

（2）兩條輸送線之間有間隙，在裝封箱機上方多條條煙輸送線上選取位置進行改造，加裝動力裝置；此處根據現場情況改進方案為：在距總驅動裝置最近的裝封箱機輸送線接口前的位置，選擇相鄰兩條輸送線進行改進加裝一套動力裝置；可根據實際情況每兩條線一組進行多組改裝，安裝示意圖如圖2。

（3）在新裝動力控制單元加裝變頻器以保證改進后輸送速率與原輸送線保持一致。

4 主要部件優化設計計算

（1）計算步驟

圖2

根據理論輸送量、輸送速度、傾角大小、工藝布置等計算所需的軸功率和牽引鏈板張力，選用具有一定安全系數的鏈板，配置傳動系統；最后根據傳動系統確定實際的輸送速度、運行部件重量，核算輸送量、軸功率和牽引鏈板張力。

（2）圓周力計算

圓周力表示為：Fu=A′+B′=FH+FN

式中：A′為承載帶總阻力；B′為回程帶總阻力；FH為主要阻力；FN為附加阻力（約占主要阻力的40%）。

主要阻力：FH=fLg(Q1+Q2+Q3)

式中：f為平均模擬摩擦系數；L為輸送機長度；g為重力加速度；Q1為承重輸送帶單位質量；Q2為回程輸送帶單位質量；Q3為物料單位質量。

根據以上公式計算所需圓周力為：

（3）功率計算

傳動功率PA=Fu·ν；電動機功率：PM=PA/η；

式中：Fu為圓周力；ν為輸送速率；η為電機效率。

根據以上公式計算所需電動機功率為：

考慮安全系數等因素選用1.5kW電機；根據輸送速率以及選用的動力輪值計算減速器輸出轉速約為60r/min。

（4）動力軸最小軸徑計算

式中：A0為材料強度計算常數；P為軸傳遞功率；n為軸的轉速。

根據工作條件，選擇45#鋼，正火，硬度HB170-217，作為軸的材料，A0查表取值A0=112，則：

表1

另外，實際應用中考慮到鍵槽對軸強度的影響，以及動力軸外接聯軸器等因素，綜合考慮可取dmin=30mm，根據最小軸徑及現場安裝環境設計動力軸和轉向軸。

（5）依據計算結果和實際應用安裝情況設計整套改進所需機械零部件（包括動力軸、轉向軸、動力輪、轉向輪、軸承、安裝固定支架等）。

5 結語

通過上述改進，保證了條煙輸送機的高運行率，避免了輸送鏈板斷裂及動力軸損壞現象，降低了故障停機和維修頻率，提高了生產效率。自從改造完成運行后，設備運行平穩，維修費用大大降低，充分發揮了整體條煙輸送系統的優點。實踐證明改進是成功的、實用的。