ZJ17 卷煙機新型無凸輪分離鼓輪改進

李本強，劉廣兵，郝海波

（河南中煙有限責任公司安陽卷煙廠，河南安陽 455000）

0 引言

安陽卷煙廠現有10 組ZJ17 卷煙機，它們的煙支分離鼓輪均是采用傳統凸輪滑塊機構將煙支進行交接、傳遞、分離，由于其結構復雜，往復運動快，密封效果差，在運行過程中很容易造成內部零部件失效，經常出現直線軸承油封損壞、滑塊運行不到位等故障，進而導致設備運行時亂煙、掉煙、堵搓板、連煙等一系列問題，且維修難度大，小停機次數頻繁，直接影響了卷煙設備的效率。此外，分離鼓輪的維護保養頻次高，維修費用高。

1 原因分析

（1）凸輪機構高速運動，往復沖擊力大，往復運動速度高，頻次快，軸承密封易老化。通過EAM 查詢對分離鼓輪周期故障更換零備件跟蹤統計，統計周期為2019 年3 月—2020 年3 月（三班制生產），其統計結果見表1。其中，2019 年10 月—2020 年10月規格改造16 次，改造平均用時4.2 h。

表1 2019 年3 月—2020 年3 月分離鼓輪配件更換頻次

（2）規格改造任務繁重，制約規格改造進度。安陽廠每年都有兩種規格卷煙規格改造任務，需要進行大規模設備規格部件改造，任務繁重、改造進度慢。由于分離鼓輪是必須改造的部件之一，其結構復雜，需對分離鼓輪內凸輪進行整體更換后再進行前后交接位置調整。每次整機改造時長約8～10 h，其中分離鼓輪部位改造占總改造工時的40%左右。據統計，2019 年10 月以來規格卷煙共16 次，更換調整分離鼓輪32 次，合計約占用134.4 h，嚴重制約著規格改造效率。

2 設計思路

為進一步提升ZJ17 卷煙機組的生產效率和產品質量，新型分離鼓輪與原凸輪滑塊式分離鼓輪實現相同功能，以無凸輪的形式將煙支分開。使用驅動盤將煙支分開，分離鼓輪受軸向載荷減小，提高工作效率。設計方案和模擬實驗驗證可以得出：新型無凸輪分離鼓輪運行速度可達10 000 支/min，符合本設計方案的驅動要求。因此，無需為方案重新設置轉速，可直接使用原轉速值。YJ17 卷煙機通過同步齒形帶將動力傳給接裝機的供煙齒輪箱，再通過齒輪傳動，把動力傳給分離鼓輪（圖1）。新型無凸輪分離鼓輪可直接使用原傳動系統，傳動系統無需改動，并保持原機齒輪鏈傳動。

圖1 YJ17 型接裝機傳動系統

3 改進措施

為進一步提升ZJ17 卷煙機組的生產效率和產品質量，新型分離鼓輪與原凸輪滑塊式分離鼓輪實現相同功能，以無凸輪的形式將煙支分離。使用角軸承與驅動盤配合將煙支進行分離，分離鼓輪受軸向載荷減小，提高軸承壽命（圖2，圖3）：①主軸和輪體相連，同時旋轉；②角軸承傾斜角度θ 安裝在主軸上，驅動盤和軸承外圈相連；③主軸旋轉過程中驅動盤帶動連桿拉動滑塊在滑桿上往復運動；④對稱兩個滑塊同時相對運動產生開合距離；⑤開合距離大小，可以通過旋轉雙向螺桿調節傾斜角θ 進行改變。

圖2 無凸輪分離鼓輪運動簡圖

圖3 新型無凸輪分離鼓輪設計外形

對稱的兩個滑塊同時相對運動產生開合，開合距離大小可以通過旋轉螺桿調節傾斜角θ 進行改變。分離結構采用兩個傾斜的驅動盤將煙支分離，結構簡單。無凸輪無需考慮凸輪磨損造成的內部分離結構失效、無彈簧輪體負載小、無需加潤滑脂免維護，避免潤滑造成污染、使用壽命長；可通過調節傾斜圓盤的角度快速變換接收濾嘴長度規格適應各種規格的煙支生產，規格改造無需拆卸更換零件。無加速度突變運動，滑座運行平穩，煙支交接、傳送平穩，高速長期運行無掉煙、亂煙現象。有效避免原分離鼓輪在傳送、分離、交接過程中掉煙、亂煙造成的設備故障及產品質量缺陷。

4 改進效果

改進后從表2 可以看出，分離鼓輪改進后，油封及軸承的更換頻次明顯減少，設備運行中亂煙掉煙堵搓板現象明顯減少，設備效率明顯提升。無凸輪輪體負載小，使用壽命長，無維修設計，維護費用降低。該部件簡化了原分離鼓輪的結構，減少維修保養工作量，省去了復雜的機械傳動環節（圖4）。規格改造后，分離鼓輪部件由改造前的4.2 h，縮短至改造后0.5 h。不需更換鼓輪內凸輪及相應對位調整，只需調節旋轉軸上的螺紋傾角可控制前、后驅動盤的傾斜度，即可改變兩煙支之間的分離寬度。且新型無凸輪分離鼓輪無彈簧件，無突變運動，無需考慮彈簧更換。無凸輪設計避免了凸輪磨損造成的內部分離部件失效，煙支的交接、傳送、分離更加平穩可靠。另外，通過調節傾斜圓盤的角度改變分離距離，分離結構采用兩個傾斜的圓盤結構將煙支分開，適應各種長度規格的煙支生產，無需拆卸更換、調整零部件，極大提高了工作效率，經測算，由此每年產生的經濟效益可達57.3 萬元。

圖4 新型無凸輪分離鼓輪安裝實物

表2 平均單機臺分離鼓改造前后對比