PROTOS2卷烟机吸丝带传动系统的改进

李洪武 何 蕊 段世涛

(红云红河集团昆明卷烟厂 生产四部（物流部） 昆明650000)

1 改进前的结构分析

1.1 结构分析

PROTOS2是德国豪尼公司制造的高速卷烟设备，图1是该机型吸丝带传动系统的结构图。为了满足在吸丝带堵塞烟丝和维修时，吸气室和吸丝带带轮，能够沿下图箭头方向做上下升降运动，所以选用了十字万向轴来传递电机输出的动力。从图中可以看出，十字万向轴为倾斜传动。当轴间夹角不为零时，主、从动轴叉的回转平面不在同一平面，因而产生附加弯距，其值与轴间夹角的大小有关。所以，十字万向轴在高速旋转时会产生较大的附加弯矩，增大整个传动系统的负荷。于是造成十字万向轴、电机等部件寿命缩短，损坏频繁。

1.2 十字万向轴的寿命计算

如图2、图3所示，已知万向节轴销直径d＝8mm，两滚针轴承的中心距b＝29 mm，滚针轴承的滚针长度l＝8 mm，轴间夹角γ=200，工作转速n＝3000 r/min，传递扭矩T＝23 Nm。根据万向轴寿命计算公式，可计算出倾斜传动时十字万向轴的使用寿命值。

（1）当轴间夹角γ=20°时，十字万向轴角度修正系数为：

（2）十字万向轴速度修正系数：

（3）基本扭矩额定值：

(4）寿命系数：

（5）寿命值：

从以上的寿命计算结果可看出，十字万向轴在倾斜传动时，其使用寿命较短。

2 改进措施

2.1 改进方案的设计

根据吸丝带传动系统安装较为紧凑的实际情况，在不改变十字万向轴所有原始尺寸和电机安装位置的情况下，通过设计加装垫板、调整板、带轮、齿型带、轴承、防尘套等零件，对电机输出到吸丝带轮的动力，进行过渡传递，如图4所示。这样，改原来的倾斜传动为现在的平行传动，消除万向轴轴间夹角。于是，消除因倾斜传动产生的附加弯矩，减小整个传动系统的负荷，达到延长十字万向轴、电机等备件使用寿命，减少停机维修时间提高设备效率的目的。

2.2 十字万向轴的寿命计算

由倾斜传动改为平行传动后，轴间夹角γ等于00。此时根据十字万向轴寿命计算公式得出：

（1）当轴间夹角γ=00时，十字万向轴角度修正系数Ka=1。

（2）十字万向轴速度修正系数：

（3）基本扭矩额定值：

（4）寿命系数：

从以上的寿命计算结果可看出，改倾斜传动为平行传动，即γ=00后，消除因倾斜传动产生的附加弯矩，使整个吸丝带传动系统的负荷得以减小，十字万向轴使用寿命延长了6.1倍。

（5）寿命值：

3 结语

改进后的吸丝带传动系统完全满足生产需求，经过两年多的实际运行和观察，设备运行较为稳定。改进后的传动系统，消除万向轴在高速运转时的轴间夹角，从而消除因轴间夹角产生的附加弯矩，大幅降低了整个传动系统的负荷，达到延长备件使用寿命，降低备件费用，减少停机维修时间，提高设备效率的目的。