YB45 小盒包裝機商標紙橫向推送裝置油封座結構改進研究

2021-01-24 14:27:28劉昌林

科技創新與應用 2021年4期

劉昌林

（四川中煙西昌卷煙廠，四川西昌 615000）

1 概述

YB45 小盒包裝機商標紙橫向推送裝置俗稱小滑車，其作用是將完成上膠和鋼印標識的商標紙橫向推送到五號包裝輪下方包裝位置，等待后續的折疊包裝。在生產運行過程中，該部位發生短期周期性過度磨損，出現油封劣化，產生小滑車輸出軸油封座漏油的現象，見圖1。

圖1 小滑車部位漏油實拍圖

輸出軸將傳動箱體內的油液帶出，滴漏在機身箱體周圍，其造成的危害：（1）嚴重污臟設備，影響設備的整潔；（2）該漏油點與八號包裝輪剔除部位很接近，油液容易污染到煙包，為產品質量帶來隱患。因此，一旦出現漏油必須停機進行維修處理。經統計，對該部位進行維修處理需要拆卸的零部件多達20 余件，同時需要兩名維修人員花費120 分鐘才能完成。由于該部位漏油發生的頻次高，每一臺設備平均1 個月需進行一次修理。以目前生產的產品結構進行測算，每次維修影響設備的運行效率高達0.62%，造成經濟損失15.5 萬元。因此，有必要對小滑車部位的漏油故障進行處理。

2 小滑車設計結構及漏油原因分析

2.1 小滑車輸出軸油封座結構分析

小滑車輸出軸油封座由法蘭座、防塵蓋以及骨架油封三部分組成，見圖2。骨架油封安裝在防塵蓋內，在法蘭座上加工有上下兩個回油孔，呈軸向分布。骨架油封在這個位置起到阻擋住油液和防塵的作用，即輸出軸往前推出時油封將油液阻擋下，回退時將附著在輸出軸上的灰塵阻擋下保證了機器內部的清潔。

2.2 小滑車輸出軸油封座工作原理分析

小滑車輸出軸與油封座采用的是間隙配合，經過噴淋潤滑后的輸出軸作往復運動，軸上油液經骨架油封阻擋后通過法蘭座上的回油孔回流至油箱，見圖3。

2.3 小滑車部位油液泄漏的原因分析

輸出軸的往復運動為400 次/分，附帶的油液量大，其向前運動過程中會帶著潤滑油逆向進入回油孔，阻礙油液回流，導致骨架油封內側快速積聚大量油液，油封內外形成壓差，逐漸增大的壓差使油液突破油封唇口的封鎖從而產生泄漏，這是造成商標紙小滑車部位出現漏油的主要原因；同時，該部件位于五號包裝輪下部煙沫、紙屑容易聚集的地方，這些灰垢附著在輸出軸上必將導致輸出軸和油封的磨損，長時間后引起漏油。

圖2 小滑車輸出軸油封座結構示意圖

圖3 小滑車輸出軸工作原理示意圖

3 控制小滑車油液泄露問題方案研究

3.1 總體思路

基于小滑車設計結構及漏油原因分析，控制油液泄露的總體方案主要集中在：（1）平衡油封內外的壓差；（2）增強油封的密封性，阻擋油液在壓差作用下溢出。通過原理、措施及優缺點的比較認為對油封座結構進行改進，以疏通為主的方案更可行。

3.2 小滑車油封座的改進具體方案研究

確定以疏通為主的總體方案后，針對快速、高效疏通回油提出三套油封座結構的改進具體方案：（1）四回油孔油封座；（2）回油環式油封座；（3）外部回油油封座。

3.3 小滑車油封座的改進具體方案分析

3.3.1 方案一：增加油封座回油孔數量

具體措施：在當前兩個回油孔的基礎上增加一倍數量的回油孔，見圖4。

圖4 四回油孔油封座

圖5 回油環式油封座

方案分析：回油孔數量增加，理論上單位時間的回油量增加，對于油封密封唇處存在的壓差有緩解作。

3.3.2 方案二：設計回油環式油封座

具體措施：在油封座中部，輸出軸徑向位置設計一個環形空腔，見圖5。

方案分析：新增儲油腔，當輸出軸往復動作時部分多余油液在此處被節流，同時被骨架油封阻擋的油液也可通過回油孔在此處匯聚，隨后油液通過回油孔回流傳動箱。環形空腔起到緩解油壓升高，平衡油封內外壓差的作用。

3.3.3 方案三：增設外部回油油封座

具體措施：（1）在油封座中部設計一個環形回油空腔，此空腔與一個外部回油管路連接；（2）在油封座傳動箱一側面再增加一個油封；（3）油封座與防塵蓋油封之間增設外回油孔，見圖6。

方案分析：（1）雙油封設計，法蘭座上油封阻擋油液、防塵蓋上油封防塵，分工明確；（2）法蘭座上油封在阻擋住油液時，油液直接流入傳動箱不容易隨輸出軸往復運動而堆積，大幅降低了油封承受的油壓；（3）當油封、輸出軸磨損或局部溫度升高油液變稀薄時，油液將隨輸出軸的運動滲透出來，滲透出的油液將進入回油空腔，在重力作用下回油空腔內的油能夠快速經回油管流回油池；（4）足夠大的回油空腔和外回油孔配合，獨立的回油管能夠及時疏通滲出的油液，避免油液在防塵蓋油封處積聚，避免了油封密封唇內外出現壓差；（5）防塵蓋上油封能夠防止灰塵進入回油空腔，確保回油管路暢通，見圖7。