ZJ112型卷接机组蜘蛛手密封结构的改进

杨钊 韩伟中 臧培东

摘 要：通过对ZJ112卷接机组蜘蛛手漏油故障进行分析，认为蜘蛛手原来采用骨架油封封闭润滑油的形式存在设计缺陷。蜘蛛手在长期使用过程中受到润滑油腐蚀、温度的影响极易发生失效。为解决这一问题决定将最关键的齿轴部位骨架密封改造为保留原来骨架密封增加一道机械密封;同时为防止灰尘从骨架密封和轴承套之间渗入，采用新型轴承套从骨架油封外端装入，避免了灰尘的进入。从而从根本上杜绝了产生油烟重大质量事故的可能性。

关键词：ZJ112卷接机组;蜘蛛手机构;渗漏;油烟;机械密封;新型轴套

1 引言

ZJ112卷接机组，采用蜘蛛手机构作为烟支的输送系统，这种机构传递烟支平稳，烟支外观不易损伤，无撞头现象。但是蜘蛛手上的齿轴普遍存在润滑油漏油问题，漏出的润滑油污染烟支造成油烟。蜘蛛手部位的渗、漏油故障在整个SE故障中占据了较大比例，该部位的设备的维护成本及维修工作量较高。为了最大可能地避免产生油烟质量事故，目前只能根据经验定期对密封部位进行维修和更换骨架密封。

但未能从根本上解决问题，只能暂时延缓或部分解决故障，能否发现新的蜘蛛手润滑油密封结构和办法是相关技术人员研究的主要方向之一。

2 改造背景

综合各方面原因，决定采用在原来二道骨架密封的基础上增加一道机械密封的结构，并将原来轴承套从内安装改为新型轴承套从外部安装避免灰尘进入。该设计思路主要考虑以下几方面的问题：

（1）将齿轴处骨架油封密封改为增加一道机械密封。当蜘蛛手机构工作时，传送臂旋转，机械密封在内部开有螺旋油槽，螺旋油槽的旋向与蜘蛛手的旋向相反，这样可以保证在蜘蛛手运行过程中润滑油始终是螺旋向后运行，从而最大限度的避免润滑油从前端泄露。

（2）蜘蛛手的齿套处轴承套原来是从里面安装，安装后与骨架密封的间隙暴漏在外，极易渗入灰尘。为此我们引进国外先进机组M5的新型蜘蛛手轴承套，从外面扣在骨架密封上，轴承套的外台阶正好盖住骨架密封与轴承套的间隙，避免了灰尘的渗入。

综上所述我们准备采用上述方案对蜘蛛手进行改造。

3 原理分析

（1）如图1所示润滑油在蜘蛛手内随内壁旋转时，产生离心力，使齿轴密封（5）产生较大的密封压力差。同时齿轴密封（5）由两个密封圈组成，左侧骨架密封封油，右侧骨架密封防尘封气。而齿轴密封（5）右侧的腔部和负压通道（11）导通，负压通道（11）受到正压清洁风及负压吸附风间隔轮换的作用，封气的骨架密封也极易损坏。一旦右侧防尘封气泄露，则左侧封油油封承受的压力更大，更容易导致润滑油的泄露。

（2）手臂部分随机构公转同时，绕齿轴自转，由于手臂部分为非平衡结构，产生的不平衡力会引起齿轴的震动和绕动，油封对润滑油产生吮吸作用，造成润滑油泄漏。

（3）蜘蛛手油腔内润滑油无循环冷却及过滤系统，多个行星齿轮副同时工作，安装位置散热不好，油温可达到67℃，密封圈唇口温度更高，约为120℃，油封容易受热老化。同时油封安装位置距轴承太近，滚针轴承旋转时对润滑油产生挤压作用，局部较高的压力作用到油封，也易导致骨架密封失效。

综上所述，该油封密封效果受其它影响因素较多，为了保证产品质量和设备运行的稳定性，必须定期进行预防维修，造成维修频次高，维修用时长。因此通过对密封结构的改进和优化，防止润滑油泄漏故障很有必要。

4 改进方案及实施

（1）參照图二所示，我们对蜘蛛手进行了维修改造，安装运行1个月后反映效果良好，完全达到使用要求，为进一步验证改造效果我们进一步对四组ZJ112设备的蜘蛛手进行改造，并延长观察期。

（2）通过我们对改进后设备1年的统计数据，发现齿轴油封泄漏故障的维修没有发生过，有效地保证了产品的质量和设备运行的稳定性;提高了设备的有效作业率，降低了维修人员的维修量和工作强度。改进后的班中该故障处理未发生过。

5 结束语

基于机械设计原理及实际需求，采用此种设计方案把故障源进一步改进，优化蜘蛛手润滑油的密封问题，同时借鉴国外先进M5机组技术来改善国产卷烟机设计上的一些缺陷。在改造过程中，通过不断地论证、实践和翻阅资料，拓展了思路，开阔了视野，提高和丰富了维修人员对理论知识运用能力，受益匪浅。并且此改造方案应用后效果明显可以推广应用到多数卷烟厂。

参考文献：

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[2]邹慧君.机械设计原理[M].上海交通大学出版社，1995.

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