帶式輸送機新型清掃裝置的研制

馬加平，呂敏黎，劉明松

（紅云紅河煙草（集團）有限責任公司會澤卷煙廠制絲部，云南曲靖 654200）

0 引言

帶式輸送機是煙草制品生產線上較為重要的輔聯設備之一，在日常生產中，作為傳送裝置，經常接觸煙葉、煙梗、煙絲等物料，其清潔程度會直接影響到煙草成品質量。當前帶式輸送機常用的清掃方式是依托傳統的毛刷組件進行清掃，不但清掃效果不徹底，還容易附著煙絲，存在清掃故障率高、更換頻次多等局限性。在更換過程中，由于帶式輸送機清掃不徹底，毛刷附著物長期積累，導致毛刷兩端頭銹蝕嚴重，增加更換難度和工作量。有時還會導致毛刷長軸兩端在更換過程中被敲打變形，甚至造成損壞，既增大了配件消耗量，又存在一定質量和安全隱患。上述這些因素制約了生產過程中的連續性、穩定性、高質性，因此解決帶式輸送機清掃效果不佳和更換維修不便等問題成為關鍵。

1 當前毛刷裝置存在問題的調查分析

1.1 當前傳統毛刷更換頻次及配件維修處理情況

針對車間現有實際狀況，為進一步了解當前傳統毛刷使用情況，以梗線為跟蹤研究對象。統計2017 年4—12 月每月毛刷更換頻次，統計結果是1 次/月。

1.2 當前傳統毛刷清掃效果調查統計

針對毛刷清掃效果，取梗線中的519#帶式輸送機為研究對象，統計了2017 年8—12 月每月某天（注：具體某天為隨機抽取，且取樣結果為當天生產結束之后）的毛刷組件后方積料情況，統計結果見表1。

調查結論：當前的毛刷更換頻次平均為每月1 次，更換頻次過高，配件更換量過大，且清掃效果不佳，導致毛刷組件后方積料增加，既造成一定的物料浪費，又增大保養難度，迫切需要改變帶式輸送機清掃方式，以滿足當前車間生產需求。

2 清掃裝置研究進展

為解決帶式輸送機清掃效果不佳和更換維修不便等問題，查閱了大量相關文獻資料，張儷齡等人[2]研制了一種煙草皮帶清潔器。該清潔器包括齒狀刮片和刷筒，具有結構簡單、清掃效果佳等優點，但在刷筒的圓周面上開有若干卡槽，且在卡槽兩側的阻擋部頂面倒圓角，多個齒狀刮片卡裝在刷筒的卡槽內，齒狀刮片兩側與相應卡槽兩側的阻擋部之間留有距離，導致維修更換復雜，使用壽命較短，成本高，無法保障煙草輸送帶運行的穩定性與可靠性。

表1 2017 年傳統毛刷清掃效果調查統計

趙文龍、田竟超、趙保衛等人[3]研制了一種煙草生產用周轉箱清掃系統，該清掃系統在輸送方向上，依次設置有3 個工位清掃裝置。每個工位均設有不同運動形式的刷輥組件，完成不同任務，具有清掃效率高，布局合理等優點，但因刷輥組件設置過多，導致安裝空間大，維修程度復雜，不利于資源合理配置。

在以上兩種方法的啟發下，進行了以下方案的設計和嘗試。

3 研制方案的確定

3.1 研制方案

3.1.1 自動補償式清掃裝置

自動補償式清掃裝置由壓蓋、縮緊絲桿、壓緊彈簧、支撐彈簧和連接桿等部件組成，見圖1。在應用中，采用直線型結構傾斜安裝在支架上，在清掃裝置上配合自動補償裝置進行清掃。其中，縮緊絲桿旋轉到最外端，保證調節時有最大行程，將清掃裝置頂住皮帶，利用皮帶的反作用力推動自動補償裝置內的連接桿，將壓緊彈簧壓縮使其具有一定的預緊力，從而保證清潔刮片在清潔中與清潔面充分接觸，增強清掃效果。

圖1 自動補償式清掃裝置

3.1.2 輥刷式清掃裝置

輥刷式清掃裝置由刷體緊固件、清掃輥軸、刷體等構成，結合SOLIDWORKS 三維軟件繪出該設計示意圖[4]，如圖2 所示。利用清掃裝置上配置的刷體槽固定刷體，在運行中可借助清掃輥軸的滾動，帶動刷體滾動完成清掃過程。

3.1.3 振動式清掃裝置

圖2 輥刷式清掃裝置三維示意

振動式清掃裝置列出了3 種形式，見圖3。圖3a）為最簡單的一種振動式清掃裝置，它安裝在輸送帶空載分支下面帶有球形凸塊的托輥上。托輥上有3 列球形凸塊，相互錯開120°布置。輸送帶通過托輥時受凸塊的沖擊而引起振動，由此產生清掃效果。圖3b）為另一種受弱冠交錯安裝的托輥組成的振動式清掃裝置。托輥表面焊了許多鋼條，輸送帶通過托輥時，鋼條對輸送帶引起的振動和輸送帶在幾個托輥之間的反向彎曲作用達到清掃目的。圖3c）為第三種振動式清掃裝置，其輸送帶在托輥下面通過，能方便地清掃花紋輸送帶及帶裙邊的輸送帶。托輥經彈性支座用彈簧吊掛在機架上。彈性支座上安裝有專用振動器。為使振動效果增強，振動器振動頻率應與輸送帶的自振頻率一致，從而使被清掃段的輸送帶發生共振。

圖3 振動式清掃裝置

3.2 研制方案對比及確定

通過列表逐條逐一對比，最中采用輥刷式清掃裝置，見表2。

3.3 對研制方案進行細化分解

圍繞“輥刷式清掃裝置”，按照清掃裝置結構不同，將清掃裝置劃分為清掃部件和動力部件2 個部分，并依據各部件結構特征，進行“帶式輸送機新型清掃裝置”的方案細化分解，見表3。

4 研制方案實施

4.1 清掃裝置二維圖紙設計、繪制及校核

依據清掃裝置的技術原理，結合CAD 二維軟件[6]，設計清掃裝置圖紙。方案選型后，新的清掃裝置重量略比之前增加，且存在更換傳統的毛刷組件時，因鏈條被拉長變形或銹蝕等情況，導致更換鏈條，參考《機械設計基礎》理論[7]，在此處對鏈條和清掃裝置設計軸進行簡略校核，檢驗一下新型掃裝置在使用后，是否會超出鏈條及其軸的承受極限。

4.2 零件加工制作及安裝試運行

依據設計的清掃裝置圖紙，進行清掃裝置的加工制作，經檢查，裝置加工制作均達到合格要求。清掃裝置兩端同樣使用SKF-FYTB25 型軸承座安裝在帶式輸送機上，如圖4 所示，圖中，“①”對清掃裝置的零部件進行裝配；“②”拆卸傳統的毛刷，兩者進行安裝尺寸比較；“③”安裝調整后，進行開機試運行。安裝過程中應適當調整刷片與皮帶之間的接觸距離，過大會使得刷片磨損較快，造成驅動電機負荷較大，縮短使用壽命；過小會使得清掃效果不佳，造成物料損耗和設備故障。

表2 工作需求判定表

表3 帶式輸送機新型清掃裝置方案細化

圖4 清掃裝置安裝試運行

此外，在進行清掃裝置的安裝時，還應注意電機驅動齒輪、張緊齒輪和清掃裝置軸上齒輪的安裝位置應共面，否則會出現鏈條跳齒、軸承磨損和清掃裝置長軸磨損等故障。

5 效果驗證

2018 年5 月，在梗線取519#帶式輸送機為試點，進行帶式輸送機新型清掃裝置更換，使用后至2019 年3 月均正常，未有故障發生。

針對毛刷的清掃效果，統計了2018 年8—12 月每月某天（注：具體某天為隨機抽取，且取樣結果為當天生產結束之后）的新型清掃裝置后方積料情況，統計結果見表4。

從2018 年5 月至今，該新型清掃裝置依舊使用正常，且新型清掃裝置清掃效果比之前更佳，達到了降低維修故障頻次的目的。

6 結論

表4 新型清掃裝置清掃效果

該帶式輸送機新型清掃裝置的研制降低了設備清掃裝置的維修更換頻次，保證了設備穩定、高效運行；提升了帶式輸送機的清掃效果，保證了煙絲質量，為維護企業品牌提供了保障；節約車間設備更換成本和人力成本，積極響應了國家局優化資源配置、全面提升效益的號召；立足“全員、全過程、全方位”精益管理機制，強化了管理創新，夯實了基礎管理，推動企業高質量發展。