PASSIM卷烟机劈刀保险装置改进

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　　【摘要】PASSIM卷烟机劈刀传动机构采用剪切式保险销对劈刀实现过载保护。使用中，保险销磨损快，经常造成劈刀传动旷量大、烟丝束紧头位置偏移、烟支重量标偏不稳定等现象，在出现过载时还会造成劈刀机构和弹性联轴器损坏故障，严重影响设备性能的发挥。通过改进，设计了滚珠式过载保护装置。通过两组对称设置的滚珠与弹簧来替代保险销，彻底避免了因保险销所引发的劈刀传动旷量的产生。当劈刀机构发生过载时，滚珠滑出滚槽，连接体与带轮组件脱离，劈刀装置停止转动，确保设备零部件不受损坏。降低了操作人员的劳动强度，减少了设备维修费用，提高了设备效率。
　　【关键词】劈刀机构;剪切式保险销;弹性联轴器;滚珠式过载保护
　　
　　一、劈刀机构工作原理
　　重量控制系统是卷烟机重要组成部分之一，按其工作原理可分为检测、控制和平准器（俗称劈刀机构）两部分。卷烟机的劈刀机构是一个独立的组件，由支撑管、传动齿轮、传动轴、劈刀盘和刷丝轮等组成。工作时，利用两只旋转方向相反的劈刀盘对运行中的烟丝束进行削剪，并由刷丝轮将削下的烟丝刷掉。经过劈刀机构的上升或下降，削减掉吸丝带上多余的烟丝，从而控制烟丝条的重量。劈刀盘上有均布的凹槽，设备运行中要求劈刀盘上的凹槽必须与烟条切割刀片保持同步，使刀片切割在劈刀盘凹槽所作用烟条部位的中间，保证生产出的烟条在单长烟支的两端切口处均有紧头部分，以减少空松烟支的产生。
　　二、劈刀传动机构分析
　　（一）劈刀机构的驱动装置
　　劈刀机构传动系统的动力源来自卷烟机主电机。经过一系列的齿轮传递，将动力传至吸风室齿轮箱，再由吸风室齿轮箱背后输出轴上面的带轮，通过齿形带带动劈刀机构的驱动带轮，驱动带轮通过传动轴最终将动力传递至平准器齿轮箱，从而带动劈刀盘和刷丝轮工作。
　　（二）弹性联轴器的结构
　　在驱动带轮至平准器齿轮箱的传动过程中，生产厂家采用了一个螺旋槽型弹性联轴器。该联轴器外径25.4mm，长度39mm，前端内径8mm、通过平键与轴11相连。后端的外表面有一个销钉槽，用来连接保险销，后端内孔中有一个内径为6mm的铜套，与轴34相连。在弹性联轴器的外圆有一条连续多圈的长切槽，使联轴器具有优良的弹性，可以承受多种偏差，特别适合用于纠正偏角和轴向偏差。
　　（三）剪切式保险销
　　1.剪切式保险销的作用
　　在实际生产中，被劈刀盘削减下的吸丝带上多余的烟丝，会在螺旋回丝装置中累积，形成堵塞，导致劈刀组件转动受阻。为了保护劈刀组件和弹性联轴器不被损坏，在驱动带轮轴至弹性联轴器之间，采用了剪切式保险销结构。保险销通过连接盘插在弹性联轴器的销钉槽中，连接盘的后端通过平键与驱动带轮轴相连接，并用螺钉固定;前端通过保险销与弹性联轴器连在一起，将动力通过联轴器传给劈刀机构。当劈刀机构的转动出现过载时，保险销须被及时切断，断开驱动带轮与劈刀机构之间的动力连接，使弹性联轴器和劈刀机构停止转动，避免受到损坏。
　　2.剪切式保险销的结构缺陷
　　（1）保险装置采用的剪切式保险销结构，在销钉端部与剪切槽之间存在一定的间隙。随着设备的运行，保险销与剪切槽之间的接触面会产生微动磨损以及表面疲劳磨损，而由于受加工材料的影响，销钉端部的接触面磨损很快，使保险销与剪切槽之间的间隙随着使用时间而逐渐增大。实践证明，当保险销与剪切槽之间的间隙大于0.5mm时，经传动链放大后，就会使劈刀组件在转动中会产生较大的旷量。造成劈刀圆盘在削减吸丝带上的烟丝时，圆盘上的凹槽无法准确定位，烟支的紧头位置无法得到保证，表现为烟支端部空松现象增加、重量標偏不稳定等。为了减少这些质量缺陷的产生，操作人员平均每两天就要更换一个保险销，增加了无谓的工时及劳动强度。
　　（2）滚珠式过载保护装置的工作原理
　　设备正常运行时，连接盘与驱动带轮一体旋转，连接体上的滚珠在弹簧的压力下，镶嵌在连接盘的“V”型槽内，与“V”型槽紧密连接。连接体随同连接盘和驱动带轮一起转动，并通过平键直接将动力传递给传动轴，传动轴又通过弹性联轴器带动劈刀机构正常转动。当劈刀机构转动受阻、发生过载时，滚珠就滑出“V”型槽，连接体与连接盘脱离，和带轮传来的主传动完全脱开，连接体与传动轴一起停止转动，使劈刀机构停止工作。在消除过载之后，滚珠重新被弹簧压紧在“V”型槽内，对劈刀机构的传动又恢复正常。
　　三、改进效果
　　经实际使用滚珠式过载保护装置后，达到了预期效果：
　　（一）显著改善了劈刀的工艺功能。改进后彻底消除了因保险销磨损造成劈刀机构传动间隙过大的现象，提高了劈刀盘凹槽形成烟支正确紧头位置的稳定性，烟支端部空松、重量标偏不稳定等现象得到明显改善。
　　（二）彻底解决了操作工频繁更换保险销的现象，减少劳动强度与设备停机时间。
　　（三）降低了设备维修费用，提高了设备有效作业率。通过调整弹簧对滚珠的压力，可适时改变过载保护装置限受载荷的设定值，切实保护劈刀机构和弹性联轴器不受损害。从2012年9月安装之后，至今没有出现过劈刀机构损坏事故。
　　四、结论
　　滚珠式过载保护装置可确保传递的载荷不超过限定值，当出现过载现象时，可将传动迅速断开，反应及时，安全可靠。由于其限定载荷的大小可以调整，工作精度较高，应用灵活方便，有较好的推广价值。
　　参考文献：
　　[1]李新光.PASSIM卷接机组培训教材[M].中国烟草总公司许昌烟草机械厂，1997.
　　[2]温邦椿.机械设计手册[M].机械工业出版社（第五版），2010.
　　[3]朱孝录.机械传动设计手册[M].电子工业出版社（第五版），2007.
　　作者简介：
　　曲军建（1972.9-），男，河南中烟工业有限责任公司南阳卷烟厂卷包部修理班卷接维修组组长，高级技师，研究方向：卷烟设备管理、修理、改造。
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