周欽， 陳浩

（常德煙草機械有限責任公司，湖南常德 415000）

0 引言

ZJ118型卷接機組是中煙機械集團公司以ZJ112型卷接機組為技術平臺，自主研發(fā)的新一代國產(chǎn)中速機組，額定生產(chǎn)速度為8000支／min，由常德煙草機械有限責任公司研制完成，成為繼ZJ17、ZJ112、ZJ116之后國產(chǎn)卷接設備的又一主力機型[1-2]。在卷接機組調(diào)試和運行過程中，由于分離輪運行的不穩(wěn)定性，會導致整機運行受阻和產(chǎn)生較大的振動噪聲，嚴重降低卷接機組的產(chǎn)品質(zhì)量。

杜坤艷等[3]分析了煙支分離輪凸輪與二次分切輪和端頭掃描輪的相位關系。但未對煙支分離輪的工作原理和故障診斷進行研究。熊宏志[4]采用排列圖和因果圖相結(jié)合的方式分析了卷接機組的主要停機故障模式及可能導致故障的原因，能理論性地推斷卷接機組的故障要因，但未對分離輪的具體結(jié)構(gòu)和實際運行情況進行分析。為此，本文深入分析了ZJ118卷接機組分離輪的結(jié)構(gòu)和工作原理，利用PDCA循環(huán)理論對分離輪的運行穩(wěn)定性進行分析研究。

1 調(diào)查研究

分離輪作為卷接機組的關鍵部件，位于濾嘴接裝機的一次分切輪和過渡輪之間，用于將等長的煙支分開，并輸送到過渡輪處與濾嘴連接[5-6]。其運行的穩(wěn)定性與否，直接影響著產(chǎn)品的品質(zhì)，分離輪的結(jié)構(gòu)如圖1所示。

由圖1可見，經(jīng)過一次分切輪后，已切割的煙支在分離輪上被分開排列，以利于濾嘴被放置在兩支煙的中間?；瑝K的軸向移動由一對凸輪控制，工作原理如圖2所示。

圖1 分離輪三維圖

圖2 分離輪原理圖

由圖2可見，分離輪工作原理：主傳動電動機提供動力，驅(qū)動安裝軸旋轉(zhuǎn)，并帶動桿和桿上的滑塊沿著凸輪軌跡做上下往復運動，當桿運動到極限位置時，壓縮彈簧推動桿從而實現(xiàn)往復運動。在桿與配氣座之間放有密封圈，當滑塊出現(xiàn)卡阻現(xiàn)象時，就極易與一次分切輪浮圈發(fā)生干涉。

在廠內(nèi)整理了2016年ZJ118卷接機組分離輪運行的情況，得到卡阻和燒壞數(shù)據(jù)如表1所示，分離輪的軸承燒壞現(xiàn)象如圖3所示。

2016年公司共生產(chǎn)28組ZJ118型卷接機組，在工作的過程中多次出現(xiàn)卡阻和燒壞現(xiàn)象，于是制定了2017年的改善目標，如圖4所示。

由圖4可見，ZJ118卷接機組分離輪運行的卡阻率為14.3%，燒壞率為10.7%，2017年的目標是將卡阻率和燒壞率降低為0。

表1 2016年分離輪情況統(tǒng)計表

圖3 分離輪軸承燒壞

圖4 分離輪卡阻和燒壞改善目標

圖5 分離輪卡阻和燒壞因果圖

2 原因解析

小組利用頭腦風暴法，考慮人員、機器、物料、方法、測量和環(huán)境等影響，找出造成分離輪卡阻和燒壞的所有可能因素，得出圖5所示因果圖。

由圖5可見，產(chǎn)生分離輪卡阻和燒壞問題的末端因素有：潤滑油、脂質(zhì)量問題，潤滑油量過小，零件材質(zhì)問題，零件是否符合設計圖樣要求和零件設計是否有缺陷等。接下來，分別對末端因素進行了要因確認。

1）潤滑油、脂質(zhì)量問題。潤滑油、脂均由德國KLüBER（克魯勃）公司采購而來，經(jīng)檢驗員檢測符合相關標準，所以為非要因。

2）潤滑油量過小。分離輪的潤滑是通過電器設置數(shù)值量來控制微量泵的油量供給，微量泵位于濾嘴接裝機分離輪的后端，如圖6所示。由圖6可見，微量泵為分離輪提供所需潤滑油。通過分析其結(jié)構(gòu)，得到微量泵工作示意圖如圖7所示。由圖7可見，油管1通向SE（卷煙機）傳送裝置，油管2、油管3通向分離輪。調(diào)節(jié)銷A、B、C則可調(diào)節(jié)每一次的油量，可在0～24擋之間調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)銷A為12擋（由廠方設定）。調(diào)節(jié)銷B、C設為12擋（中間擋）。

卷接機組運行后，分離輪潤滑的間隔時間為8 h，每隔8 h潤滑1次，電磁閥負責控制動作的執(zhí)行，每次10 s，1s滴一滴，停止1 s后再滴1 s，共滴5滴。也就是分離輪在持續(xù)運行8 h過程中得到的總油量約為0.006 g，而這點油不足以支撐分離輪在8 h持續(xù)運行中的潤滑。通過拆分返廠的燒壞分離輪，我們觀察到整個凸輪軌道上沒有油，并且軸承也得不到潤滑，從而導致分離論的卡阻及燒壞。故潤滑油量過小是要因。

圖6 微量泵位置

圖7 微量泵結(jié)構(gòu)示意圖

3）零件材質(zhì)問題。檢驗員按照檢測規(guī)范，對凸輪、滑塊、配氣座和軸承等分離輪進行了檢驗，發(fā)現(xiàn)各零件都符合質(zhì)量要求。然后對防漏油的密封圈進行了研究，分析了密封圈的軟硬度，如表2所示。由表2可見，隨著卷接機組的不斷運行，較硬的密封圈會出現(xiàn)表面劃痕，導致卡阻現(xiàn)象，所以零件材質(zhì)問題是要因。

4）零件是否符合設計圖樣要求。將分離輪的主要零件與設計圖樣進行了比對，發(fā)現(xiàn)分離輪組成零件都符合設計圖樣要求，故零件是否符合設計圖樣要求不是要因。

5）零件設計是否有缺陷。對分離輪零件的設計參數(shù)進行了仔細查看，并對比了國外相關參數(shù)，最后認定了零件設計參數(shù)合理。

故零件材質(zhì)問題是要因。

表2 使用不同密封圈分離輪運行情況

3 實施對策

得到產(chǎn)生分離輪卡阻和燒壞問題的原因后，采取相應的對策：1）更換密封圈材質(zhì)，使用較軟材質(zhì)的密封圈；2）根據(jù)分離輪工作的實際情況，給出新的油量參數(shù)。

由于分離輪的油量增減是通過兩方面來實現(xiàn)的：1）微量泵的擋位決定單次油量的大?。?）電氣數(shù)值的設定決定潤滑次數(shù)（現(xiàn)程序固定為8 h潤滑1次）。為此我們進行了手動泵入實驗，檢驗人員對相關數(shù)據(jù)做了記錄，并將數(shù)據(jù)反映給研究部門，以便做出準確判斷。實驗數(shù)據(jù)見表3。

表3 實驗測試油量統(tǒng)計表

通過分析參數(shù)設置，然后與相關煙廠的技術人員進行了交流，根據(jù)經(jīng)驗值確定了優(yōu)化后的參數(shù)，并修改程序，使電氣設定值可以在機組控制面板上進行修改。在未確定新的參數(shù)前，今后出廠設備均按此參數(shù)設置。相關參數(shù)修改后如下：潤滑油泵油時間間隔參數(shù)設為8 h；所有泵油擋位設到最大值（24擋）。

4 效果檢查

1）卡阻率效果。為了對新的密封圈進行效果驗證，我們現(xiàn)場抽取了3臺設備，使用了較硬的密封圈，并運行24 h，發(fā)現(xiàn)未出現(xiàn)卡阻現(xiàn)象，得到卡阻率統(tǒng)計圖，如圖8所示。更換后的密封圈滿足現(xiàn)場設備要求，通過對后續(xù)裝配機組的追蹤觀察，我們同樣發(fā)現(xiàn)卷接機組運行良好，無卡阻現(xiàn)象。因此，卡阻率效果檢查達到預期目標。

2）燒壞率效果。因為分離輪的燒壞通常是機組在運行一定時間后發(fā)生的現(xiàn)象，所以我們選擇在長沙卷煙廠ZJ118卷接機組上進行驗證。機組設備已運行超過9個月，進行了兩次拆除分離輪后的檢查，驗證情況如下：拆除分離輪后，檢查潤滑情況良好，接煙輪、分離輪下方無滲漏。得到改善后的燒壞率效果圖，如圖9所示。使用優(yōu)化參數(shù)后，潤滑情況得到改善，產(chǎn)品質(zhì)量得以提高。通過對后續(xù)裝配機組的追蹤觀察，機組無燒壞情況發(fā)生，因此燒壞率效果檢查達到預定目標。

圖8 卡阻率改善情況

圖9 燒壞率改善情況

5 結(jié)論

1）通過調(diào)查研究，原因解析，實施對策和效果檢查等，我們發(fā)現(xiàn)了導致分離輪運行不穩(wěn)定性的要因是潤滑油量過小和零件材質(zhì)問題；2）通過更換密封圈材質(zhì)和增大潤滑油量，有效解決了分離輪運行過程中的卡阻和燒壞問題；3）分離輪運行穩(wěn)定性的解決方案也可以應用于ZJ17和ZJ116等卷接機組的裝配調(diào)試中。

［參考文獻］

[1] 周欽.ZJ118卷接機組煙支切口問題分析與處理[J].機械管理開發(fā),2017,32(12):75-77.

[2] 賴暉.卷接機組移位雙倍長濾嘴段的剔除裝置[J].機械工程師,2017(4):150-151.

[3] 杜坤艷,孫斌,程衛(wèi)民,等.PROTOS2-2卷接機組煙支分離輪凸輪設計方法研究[J].煙草科技,2014(5):27-29.

[4] 熊宏志.卷接機組可靠性分析及故障診斷[J].機械工程師,2016(3):248-250.

[5] 栗勇偉,喬建軍,馬少軍.卷接機組煙支搓接質(zhì)量的研究及改進[J].煙草科技,2012(10):24-27.

[6] 李仁強,崔成江.YJ13A卷煙機與YJ22接嘴機對接改造[J].航空精密制造技術,1992(4):45.

[7] 陳嘯.新型無凸輪煙條分離輪探討[J].機械工程師,2016(2):199-200.