铝箔负压吸风输送辊结构的改进与应用

易文超 雷国星 喻树洪 吴永新 王文鼎

（湖南中烟工业有限责任公司长沙卷烟厂，长沙 410014）

FOCKE701型包装机组是德国FOCKE公司生产的硬盒硬条包装机组，采用双路直包包装方式，包装速度为每包1 000 min[1]。ZB48型包装机组是中国烟草总公司引进德国FOCKE公司的技术，由中烟机械技术中心有限责任公司和上海烟草机械制造有限责任公司制造的高速双轨包装机组，额定速度为每包800 min[2]。因为设备结构复杂，维修作业操作空间狭小，所以技术人员需要检修并改造卷烟高速包装设备铝箔纸负压吸风输送辊负压吸风盘的齿形带部位，以简化其拆卸过程，降低维修保养难度。

1 卷烟高速包装机铝箔纸负压吸风输送辊部分的结构及改造原因分析

1.1 铝箔纸负压吸风输送辊外形结构

铝箔纸负压吸风输送辊的结构，如图1所示。动力由右端机箱内传动齿轮1输入，通过两根刚性连接的齿轮轴2和输送辊轴3传送至主动带轮4，再通过齿形带带动从动带轮5和负压吸风盘6一起运动。

1.2 铝箔纸负压吸风输送辊中间负压吸风盘齿形带的更换步骤

1.2.1 脱离组件

利用专用吊装工具，先拆卸铝箔纸负压吸风输送辊组件，之后在墙板上紧固螺钉，脱开箱体内传动齿轮间的配合，将整个组件从墙板上卸下。

1.2.2 拆卸组件端部齿轮

铝箔剪切头/铝箔纸负压吸风输送组件传动部位示意图，如图2所示。松开螺栓1，拆下销钉2；松开螺栓6，拆下齿轮5；松开螺栓4，使用拉拔器将齿轮3拉出约15 mm，松开并取出法兰固定螺栓和齿轮8中间螺栓；拧入牵引锤，将齿轮8与法兰9一起拉出约15 mm。

1.2.3 拆卸输送辊

如图3所示，从负压吸风盘3拆下负压吸风软管1，松开螺栓2和螺栓4，取出轴9，松开螺栓6，拆卸导轨7，松开螺栓5，拆下负压吸风盘10和控制圆盘3。

1.2.4 更换齿形带

铝箔纸负压吸风输送辊中间负压吸风盘示意图，如图4所示。松开螺栓1，拆下外壳2的一半，旋转外壳3的另一半，直至齿形带4松弛；更换齿形带4，旋转外壳3的另一半，直至齿形带4张紧；装上外壳2的一半，拧紧螺栓1。至此，完成齿形带更换。

1.3 铝箔纸负压吸风输送辊改造原因分析

（1）铝箔纸负压吸风输送辊组件拆卸和安装难度较大、耗时长，易损伤零部件。一方面，铝箔纸负压吸风输送辊组件质量大，拆卸该组件需动用专用吊装工具。另一方面，该组件端部齿轮在机箱内部与其他齿轮配合紧密，可操作空间狭小，导致在拆卸过程中存在较大困难。拆卸与安装过程易造成齿轮之间的磕碰，降低零部件使用寿命。

（2）拆卸和安装铝箔纸负压吸风输送辊组件的端部齿轮耗时过长。例如，第1.2.2章节所述，拆卸过程中需要拆卸齿轮5，使用拔拉器将齿轮3拉出15 mm，使用牵引锤将齿轮8与法兰9一起拉出约15 mm，操作复杂，耗时长。另外，重新安装该组件时，需要重新调校箱体内齿轮和该组件齿轮配合的相位，精度要求较高，一般需要2个以上维修人员配合，操作耗时较长。研究人员统计了2020年1—7月的6组设备检查及更换负压吸风盘齿形带耗时情况，如表1所示。

表1 6组设备检查及更换负压吸风盘齿形带耗时统计表

2 铝箔纸负压吸风输送辊结构的改进方案

拆卸传动齿轮主要是为了将齿轮轴与输送辊轴脱开。因为输送辊轴在右端是依靠齿轮轴进行同心定位，所以必须将齿轮轴从输送辊轴轴心抽出才能进行下一步拆除输送辊轴的操作。

检修过程中，如果不将齿轮轴从输送辊轴的轴心完全脱开，则即使拆除输送辊两端固定螺钉，也会因输送辊轴端部螺母的存在导致齿轮轴卡在输送辊轴与左侧墙板之间无法取下，而输送滚轴因齿轮轴的存在会卡在传动与右侧墙板之间无法顺利取下。因此，需要先拆除传动齿轮，再拉出齿轮轴才能拆除输送辊轴，顺利完成输送辊中间负压吸风盘内齿形带的更换[3]。

为缩短齿形带的更换时间，需要改进其结构。通过分析组件结构与其设计原理可知，铝箔纸负压吸风输送辊轴的安装精度要求不高。对其拆卸的阻碍在于锁紧螺母的存在，但研究发现，锁紧螺母不宜再更换更薄的型号。因此，重新设计铝箔纸负压吸风输送辊轴结构。经研究，在现有安装空间范围内，可以将铝箔纸负压吸风输送辊轴改造成可在轴向进行长度调节的组合形式，以简化中间负压吸风盘齿形带的更换步骤。

3 铝箔纸负压吸风输送辊结构的改进

这里的材料选择具有良好综合力学性能的40Cr。在保证原输送辊轴工作尺寸的基础上，将铝箔纸负压吸风输送辊轴改造为两个可组合部分。在实现该部件功能方面，改进前后的铝箔纸负压吸风输送辊轴并无任何差别[4-5]。

改进后的铝箔纸负压吸风输送辊轴，如图5所示。与原结构相比，改进后的辊轴将两部分组合即可实现原输送辊轴的功能。轴在径向的整体长度可以通过松开、紧固螺钉来调节和固定。

当需要更换铝箔纸输送辊中间负压吸风盘齿形带时，只需要执行如下操作。直接松开销钉，拆除铝箔导轨和铝箔纸输送辊轴，即可参考本文1.2章节所述中间负压吸风盘齿形带的更换工作，不需要从机体上拆除与安装铝箔纸负压吸风输送组件和传动齿轮。

如图6所示，当需要更换铝箔纸输送辊中间负压吸风盘齿形带时，只需执行如下操作：直接松开销钉1、螺钉2、螺钉3和螺钉4，拆除铝箔导轨5和铝箔纸输送辊轴6，即可参考1.2章节进行中间负压吸风盘齿形带的更换工作，不需要进行铝箔纸负压吸风输送组件从机体上的拆除与安装，以及传动齿轮的拆除与安装工作。

4 效果验证

该结构改造在卷烟高速包装设备上进行试运用。2020年8月，2组机改造后检修负压吸风盘齿形带耗时统计，如表2所示。结果表明，改造后在检修铝箔纸负压吸风输送辊中间负压吸风盘齿形带的过程中，耗费时间约为40 min，平均节省约4.7 h，且只需要一个维修人员即可完成该工作。

表2 2组机改造后检修负压吸风盘齿形带耗时统计表

5 结语

文章主要改进卷烟高速包装机铝箔纸负压吸风输送辊结构。结果表明，此次改造可以有效降低设备维修难度，提高该部位易损件检修效率，保障生产率，是可行且有利的。本次改进在实践工作中能更好地维护设备，使设备在生产中充分发挥其功能。