ZJ17 卷烟机新型无凸轮分离鼓轮改进

李本强，刘广兵，郝海波

（河南中烟有限责任公司安阳卷烟厂，河南安阳 455000）

0 引言

安阳卷烟厂现有10 组ZJ17 卷烟机，它们的烟支分离鼓轮均是采用传统凸轮滑块机构将烟支进行交接、传递、分离，由于其结构复杂，往复运动快，密封效果差，在运行过程中很容易造成内部零部件失效，经常出现直线轴承油封损坏、滑块运行不到位等故障，进而导致设备运行时乱烟、掉烟、堵搓板、连烟等一系列问题，且维修难度大，小停机次数频繁，直接影响了卷烟设备的效率。此外，分离鼓轮的维护保养频次高，维修费用高。

1 原因分析

（1）凸轮机构高速运动，往复冲击力大，往复运动速度高，频次快，轴承密封易老化。通过EAM 查询对分离鼓轮周期故障更换零备件跟踪统计，统计周期为2019 年3 月—2020 年3 月（三班制生产），其统计结果见表1。其中，2019 年10 月—2020 年10月规格改造16 次，改造平均用时4.2 h。

表1 2019 年3 月—2020 年3 月分离鼓轮配件更换频次

（2）规格改造任务繁重，制约规格改造进度。安阳厂每年都有两种规格卷烟规格改造任务，需要进行大规模设备规格部件改造，任务繁重、改造进度慢。由于分离鼓轮是必须改造的部件之一，其结构复杂，需对分离鼓轮内凸轮进行整体更换后再进行前后交接位置调整。每次整机改造时长约8～10 h，其中分离鼓轮部位改造占总改造工时的40%左右。据统计，2019 年10 月以来规格卷烟共16 次，更换调整分离鼓轮32 次，合计约占用134.4 h，严重制约着规格改造效率。

2 设计思路

为进一步提升ZJ17 卷烟机组的生产效率和产品质量，新型分离鼓轮与原凸轮滑块式分离鼓轮实现相同功能，以无凸轮的形式将烟支分开。使用驱动盘将烟支分开，分离鼓轮受轴向载荷减小，提高工作效率。设计方案和模拟实验验证可以得出：新型无凸轮分离鼓轮运行速度可达10 000 支/min，符合本设计方案的驱动要求。因此，无需为方案重新设置转速，可直接使用原转速值。YJ17 卷烟机通过同步齿形带将动力传给接装机的供烟齿轮箱，再通过齿轮传动，把动力传给分离鼓轮（图1）。新型无凸轮分离鼓轮可直接使用原传动系统，传动系统无需改动，并保持原机齿轮链传动。

图1 YJ17 型接装机传动系统

3 改进措施

为进一步提升ZJ17 卷烟机组的生产效率和产品质量，新型分离鼓轮与原凸轮滑块式分离鼓轮实现相同功能，以无凸轮的形式将烟支分离。使用角轴承与驱动盘配合将烟支进行分离，分离鼓轮受轴向载荷减小，提高轴承寿命（图2，图3）：①主轴和轮体相连，同时旋转；②角轴承倾斜角度θ 安装在主轴上，驱动盘和轴承外圈相连；③主轴旋转过程中驱动盘带动连杆拉动滑块在滑杆上往复运动；④对称两个滑块同时相对运动产生开合距离；⑤开合距离大小，可以通过旋转双向螺杆调节倾斜角θ 进行改变。

图2 无凸轮分离鼓轮运动简图

图3 新型无凸轮分离鼓轮设计外形

对称的两个滑块同时相对运动产生开合，开合距离大小可以通过旋转螺杆调节倾斜角θ 进行改变。分离结构采用两个倾斜的驱动盘将烟支分离，结构简单。无凸轮无需考虑凸轮磨损造成的内部分离结构失效、无弹簧轮体负载小、无需加润滑脂免维护，避免润滑造成污染、使用寿命长；可通过调节倾斜圆盘的角度快速变换接收滤嘴长度规格适应各种规格的烟支生产，规格改造无需拆卸更换零件。无加速度突变运动，滑座运行平稳，烟支交接、传送平稳，高速长期运行无掉烟、乱烟现象。有效避免原分离鼓轮在传送、分离、交接过程中掉烟、乱烟造成的设备故障及产品质量缺陷。

4 改进效果

改进后从表2 可以看出，分离鼓轮改进后，油封及轴承的更换频次明显减少，设备运行中乱烟掉烟堵搓板现象明显减少，设备效率明显提升。无凸轮轮体负载小，使用寿命长，无维修设计，维护费用降低。该部件简化了原分离鼓轮的结构，减少维修保养工作量，省去了复杂的机械传动环节（图4）。规格改造后，分离鼓轮部件由改造前的4.2 h，缩短至改造后0.5 h。不需更换鼓轮内凸轮及相应对位调整，只需调节旋转轴上的螺纹倾角可控制前、后驱动盘的倾斜度，即可改变两烟支之间的分离宽度。且新型无凸轮分离鼓轮无弹簧件，无突变运动，无需考虑弹簧更换。无凸轮设计避免了凸轮磨损造成的内部分离部件失效，烟支的交接、传送、分离更加平稳可靠。另外，通过调节倾斜圆盘的角度改变分离距离，分离结构采用两个倾斜的圆盘结构将烟支分开，适应各种长度规格的烟支生产，无需拆卸更换、调整零部件，极大提高了工作效率，经测算，由此每年产生的经济效益可达57.3 万元。

图4 新型无凸轮分离鼓轮安装实物

表2 平均单机台分离鼓改造前后对比