PROTOS2卷煙機吸絲帶傳動系統的改進

李洪武 何 蕊 段世濤

(紅云紅河集團昆明卷煙廠 生產四部（物流部） 昆明650000)

1 改進前的結構分析

1.1 結構分析

PROTOS2是德國豪尼公司制造的高速卷煙設備，圖1是該機型吸絲帶傳動系統的結構圖。為了滿足在吸絲帶堵塞煙絲和維修時，吸氣室和吸絲帶帶輪，能夠沿下圖箭頭方向做上下升降運動，所以選用了十字萬向軸來傳遞電機輸出的動力。從圖中可以看出，十字萬向軸為傾斜傳動。當軸間夾角不為零時，主、從動軸叉的回轉平面不在同一平面，因而產生附加彎距，其值與軸間夾角的大小有關。所以，十字萬向軸在高速旋轉時會產生較大的附加彎矩，增大整個傳動系統的負荷。于是造成十字萬向軸、電機等部件壽命縮短，損壞頻繁。

1.2 十字萬向軸的壽命計算

如圖2、圖3所示，已知萬向節軸銷直徑d＝8mm，兩滾針軸承的中心距b＝29 mm，滾針軸承的滾針長度l＝8 mm，軸間夾角γ=200，工作轉速n＝3000 r/min，傳遞扭矩T＝23 Nm。根據萬向軸壽命計算公式，可計算出傾斜傳動時十字萬向軸的使用壽命值。

（1）當軸間夾角γ=20°時，十字萬向軸角度修正系數為：

（2）十字萬向軸速度修正系數：

（3）基本扭矩額定值：

(4）壽命系數：

（5）壽命值：

從以上的壽命計算結果可看出，十字萬向軸在傾斜傳動時，其使用壽命較短。

2 改進措施

2.1 改進方案的設計

根據吸絲帶傳動系統安裝較為緊湊的實際情況，在不改變十字萬向軸所有原始尺寸和電機安裝位置的情況下，通過設計加裝墊板、調整板、帶輪、齒型帶、軸承、防塵套等零件，對電機輸出到吸絲帶輪的動力，進行過渡傳遞，如圖4所示。這樣，改原來的傾斜傳動為現在的平行傳動，消除萬向軸軸間夾角。于是，消除因傾斜傳動產生的附加彎矩，減小整個傳動系統的負荷，達到延長十字萬向軸、電機等備件使用壽命，減少停機維修時間提高設備效率的目的。

2.2 十字萬向軸的壽命計算

由傾斜傳動改為平行傳動后，軸間夾角γ等于00。此時根據十字萬向軸壽命計算公式得出：

（1）當軸間夾角γ=00時，十字萬向軸角度修正系數Ka=1。

（2）十字萬向軸速度修正系數：

（3）基本扭矩額定值：

（4）壽命系數：

從以上的壽命計算結果可看出，改傾斜傳動為平行傳動，即γ=00后，消除因傾斜傳動產生的附加彎矩，使整個吸絲帶傳動系統的負荷得以減小，十字萬向軸使用壽命延長了6.1倍。

（5）壽命值：

3 結語

改進后的吸絲帶傳動系統完全滿足生產需求，經過兩年多的實際運行和觀察，設備運行較為穩定。改進后的傳動系統，消除萬向軸在高速運轉時的軸間夾角，從而消除因軸間夾角產生的附加彎矩，大幅降低了整個傳動系統的負荷，達到延長備件使用壽命，降低備件費用，減少停機維修時間，提高設備效率的目的。