發(fā)射鼓輪拆裝維保裝置設(shè)計(jì)

毛思睿 李星珂 陽(yáng)禮鵬 繆夔 曹坤

第一作者簡(jiǎn)介：毛思睿（1989-），男，工程師，卷煙濾棒成型設(shè)備維修技師。研究方向?yàn)樘嵘秊V棒發(fā)射機(jī)發(fā)射率。

DOI：10.19981/j.CN23-1581/G3.2024.15.028

摘? 要：為解決在對(duì)發(fā)射鼓輪進(jìn)行拆裝與維保工作時(shí)，由于定位輪、轉(zhuǎn)動(dòng)輪、圓柱滾子軸承等零部件的配合精度要求高，而引起的定位輪及圓柱滾子軸承等零部件易損壞、維修精度低、維修時(shí)間長(zhǎng)等問(wèn)題，設(shè)計(jì)制作專用的發(fā)射鼓輪拆裝維保裝置，優(yōu)化發(fā)生鼓輪定位輪和圓柱滾子軸承的拆裝方法，實(shí)現(xiàn)在不影響定位輪表面精度的情況下，固定發(fā)射鼓輪，同時(shí)提升維修精度，節(jié)約維修時(shí)間，達(dá)到提高濾棒風(fēng)送系統(tǒng)穩(wěn)定性的目的。以ZF25型濾棒發(fā)射接收機(jī)組為對(duì)象進(jìn)行測(cè)試，結(jié)果表明使用發(fā)射鼓輪拆裝維保裝置后，發(fā)射鼓輪拆裝與維保平均所需時(shí)間與維保次數(shù)較原方法有明顯的降低，發(fā)射機(jī)的發(fā)射率顯著提高。該技術(shù)可以為提高濾棒風(fēng)送系統(tǒng)發(fā)射率提供支持。

關(guān)鍵詞：發(fā)射鼓輪；定位輪；圓柱滾子軸承；固定裝置；拆裝維保裝置

中圖分類號(hào)：TS43? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ? ? ? 文章編號(hào)：2095-2945（2024）15-0124-04

Abstract： In order to solve the problems caused by the high matching accuracy of parts such as positioning wheel， rotating wheel and cylindrical roller bearing， such as easy damage， low maintenance precision and long maintenance time， a special launching drum disassembly and maintenance device is designed and made， and the disassembly and assembly method of drum locating wheel and cylindrical roller bearing is optimized. Without affecting the surface accuracy of the positioning wheel， the launch drum is fixed， at the same time， the maintenance accuracy is improved， the maintenance time is saved， and the stability of the filter rod air delivery system is improved. The ZF25 filter rod transmitting and receiving unit is tested. The results show that after using the launching drum to disassemble and install the maintenance device， the average time and times of disassembly and maintenance of the launching drum are significantly lower than those of the original method， and the emissivity of the transmitter is significantly increased. This technology can provide support for improving the emissivity of the filter rod air delivery system.

Keywords： launching drum; positioning wheel; cylindrical roller bearing; fixing device; disassembly and maintenance device

發(fā)射鼓輪是濾棒發(fā)射機(jī)的主要組成部分，由轉(zhuǎn)動(dòng)輪、定位輪、軸等組成。發(fā)射鼓輪接收濾棒發(fā)射機(jī)輸送來(lái)的濾棒，通過(guò)發(fā)射氣壓將濾棒推射進(jìn)入發(fā)射管道，當(dāng)今主流的濾棒發(fā)射機(jī)為許昌煙機(jī)生產(chǎn)的YF25型濾棒發(fā)射機(jī)，發(fā)射速度可以達(dá)到單管1 500支/min，單臺(tái)濾棒發(fā)射機(jī)最高能滿足10個(gè)發(fā)射單元同時(shí)運(yùn)行。但在對(duì)發(fā)射鼓輪進(jìn)行拆裝與維保工作時(shí)，由于定位輪、轉(zhuǎn)動(dòng)輪、圓柱滾子軸承等零部件的配合精度要求高，導(dǎo)致發(fā)射鼓輪拆裝工作存在缺少合適夾具、定位輪及圓柱滾子軸承等零部件易損壞等問(wèn)題，并存在維修精度低、維修時(shí)間長(zhǎng)等現(xiàn)象，影響設(shè)備效率。針對(duì)發(fā)射鼓輪拆裝與維保不方便的問(wèn)題，任紅業(yè)[1]通過(guò)設(shè)計(jì)專用工裝提升發(fā)射鼓輪的裝配精度；劉宏躍[2]通過(guò)對(duì)發(fā)射鼓輪的拋光技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)，提高發(fā)射鼓輪表面加工精度；包軍等[3]等采用模塊化設(shè)計(jì)優(yōu)化發(fā)射鼓輪的工藝流程。但對(duì)于拆裝與維保發(fā)射鼓輪方法的研究則鮮見(jiàn)報(bào)道。為此，根據(jù)發(fā)射鼓輪的結(jié)構(gòu)工藝，設(shè)計(jì)制作專用的發(fā)射鼓輪拆裝維保裝置，實(shí)現(xiàn)在不影響定位輪表面精度的情況下，固定發(fā)射鼓輪，并提升發(fā)射鼓輪零部件的安裝精度，達(dá)到提升設(shè)備效率的目的。

1? 問(wèn)題分析

1.1? 發(fā)射鼓輪的結(jié)構(gòu)工藝

發(fā)射鼓輪（如圖1所示）的結(jié)構(gòu)主要由轉(zhuǎn)動(dòng)輪、定位輪、軸等部位組成。轉(zhuǎn)動(dòng)輪與軸固定，由轉(zhuǎn)速控制的伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)輪外部設(shè)計(jì)有均布的20個(gè)鼓輪槽，用于容納濾棒，內(nèi)部設(shè)計(jì)有與鼓輪槽相對(duì)應(yīng)的20個(gè)負(fù)壓孔，用于吸附濾棒。定位輪為定子，濾棒發(fā)射時(shí)頂升氣缸推動(dòng)的密封件上升與定位輪接觸；定位輪下方設(shè)計(jì)有正壓孔槽，正對(duì)應(yīng)密封件上的壓縮空氣噴嘴，當(dāng)發(fā)射鼓輪轉(zhuǎn)動(dòng)將鼓輪槽中的濾棒傳遞至鼓輪正下方時(shí)，壓縮空氣經(jīng)過(guò)密封件上的壓縮空氣噴嘴與定位輪下方的正壓孔槽，將濾棒推射進(jìn)入發(fā)射管道，到達(dá)下游的濾棒接收機(jī)。

圖1? 發(fā)射鼓輪結(jié)構(gòu)示意圖

1.2? 存在問(wèn)題

1.2.1? 發(fā)射鼓輪結(jié)構(gòu)工藝存在的問(wèn)題

在發(fā)射鼓輪的結(jié)構(gòu)工藝中，由于定位輪、轉(zhuǎn)動(dòng)輪與其他發(fā)射鼓輪零部件的配合精度要求高，定位輪或轉(zhuǎn)動(dòng)輪表面磨損會(huì)造成發(fā)射鼓輪密封面漏氣，并導(dǎo)致發(fā)射氣壓降低及不穩(wěn)定等現(xiàn)象，影響濾棒風(fēng)送的穩(wěn)定性，因此工藝上對(duì)定位輪和轉(zhuǎn)動(dòng)輪的表面加工精度、表面粗糙度等方面有較高的要求，使得拆裝、維保發(fā)射鼓輪時(shí)無(wú)法直接用臺(tái)虎鉗夾持發(fā)射鼓輪，造成拆裝發(fā)射鼓輪不方便，且存在容易引起定位輪或轉(zhuǎn)動(dòng)輪表面受損的風(fēng)險(xiǎn)。

1.2.2? 發(fā)射鼓輪安裝工藝存在的問(wèn)題

發(fā)射鼓輪在故障以及運(yùn)行一段時(shí)間后，需要對(duì)其進(jìn)行拆裝與維保工作，在拆卸發(fā)射鼓輪時(shí)，由于發(fā)射鼓輪的內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)置有圓柱滾子軸承（如圖2所示），圓柱滾子軸承中的潤(rùn)滑脂與積灰、積塵粘黏后會(huì)影響軸承的徑向游隙，導(dǎo)致軸承與軸、油封等的配合面過(guò)盈，軸承拆裝非常不方便，導(dǎo)致發(fā)射鼓輪維保、潤(rùn)滑、更換軸承時(shí)間長(zhǎng)，且存在軸承受力過(guò)大損壞的風(fēng)險(xiǎn)。

另外，在安裝發(fā)射鼓輪時(shí)，由于圓柱滾子軸承在安裝工藝上既需要保證使用壽命，又要保證足夠的剛度，因此裝配時(shí)必須嚴(yán)格控制圓柱滾子軸承的徑向游隙，如果安裝不到位，將會(huì)導(dǎo)致軸承過(guò)早磨損，從而縮短軸承使用壽命。

圖2? 發(fā)射鼓輪內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖

2? 設(shè)計(jì)方案

通過(guò)上述分析可知，發(fā)射鼓輪的結(jié)構(gòu)工藝與安裝工藝是導(dǎo)致發(fā)射鼓輪拆裝、維保不方便，以及定位輪、圓柱滾子軸承等零部件易損壞的主要原因，并存在維修精度低、維修時(shí)間長(zhǎng)等問(wèn)題，影響設(shè)備效率。根據(jù)現(xiàn)有條件，針對(duì)發(fā)射鼓輪結(jié)構(gòu)工藝中，定位輪和轉(zhuǎn)動(dòng)輪表面精度高以及圓柱滾子軸承配合精度高的技術(shù)難點(diǎn)，設(shè)計(jì)制作專用的發(fā)射鼓輪拆裝維保裝置，通過(guò)圓弧面抱夾鎖緊的方式，實(shí)現(xiàn)在不影響定位輪表面精度的情況下，固定發(fā)射鼓輪；并通過(guò)螺紋傳動(dòng)降低定位輪與圓柱滾子軸承拆裝時(shí)的軸向受力，提升發(fā)射鼓輪的維修精度，達(dá)到提升設(shè)備效率的目的。

2.1? 固定裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

固定裝置（如圖3所示）由固定板、底板、下夾板、上夾板和塑料槽板組成。其中，底板上有多個(gè)螺紋孔，可以連接固定板、下夾板、上夾板、塑料槽板，固定板安裝在底板下方，可以通過(guò)移動(dòng)臺(tái)虎鉗夾緊固定板，鎖住固定裝置；下夾板、塑料槽板安裝在底板上方，2個(gè)下夾板與塑料槽板形狀一致，均為帶半圓弧的槽板，相互平行排列，且與發(fā)射鼓輪表面弧度相同；上夾板與下夾板的半圓弧槽面相同，可以與下夾板連接，并通過(guò)鎖緊連接上、下夾板的鎖緊螺絲，將發(fā)射鼓輪固定在固定裝置上。通過(guò)上述技術(shù)方案，發(fā)射鼓輪拆裝與維保需要固定時(shí)，用臺(tái)虎鉗夾緊固定裝置，將發(fā)射鼓輪的定位輪放置在固定裝置的下夾板與塑料槽板上，安裝上夾板，鎖緊連接上、下夾板的鎖緊螺絲，就可以實(shí)現(xiàn)在不破壞發(fā)射鼓輪表面的前提下，固定發(fā)射鼓輪（如圖4所示）。

2.2? 定位輪拆裝裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

定位輪拆裝裝置（如圖5所示）由臂板、連接板、螺桿和加力桿組成。其中，臂板由2塊長(zhǎng)條件組成，臂板的一端對(duì)稱固定在下夾板的兩側(cè)，另一端被連接板固定；連接板的中心加工有螺紋孔，可以連接螺桿，螺紋孔的軸線與上、下夾板圓心同軸線，使螺桿的中心始終正對(duì)定位輪的中心。通過(guò)上述技術(shù)方案，維修工拆卸定位輪時(shí)，只需將需要拆卸的定位輪通過(guò)鎖緊上夾板將其固定在靠近螺桿的上、下夾板內(nèi)，轉(zhuǎn)動(dòng)加力桿帶動(dòng)螺桿貼近發(fā)射鼓輪軸，并繼續(xù)向定位輪方向移動(dòng)，就可以平穩(wěn)將發(fā)射鼓輪軸脫離定位輪；維修工裝配定位輪時(shí)，只需將需要裝配的定位輪通過(guò)鎖緊上夾板將其固定在遠(yuǎn)離螺桿的上、下夾板內(nèi)，反向放置發(fā)射鼓輪軸，轉(zhuǎn)動(dòng)加力桿帶動(dòng)螺桿貼近發(fā)射鼓輪軸，并繼續(xù)向定位輪方向移動(dòng)，就可以平穩(wěn)地裝配定位輪（如圖6所示），避免了拆裝定位輪對(duì)發(fā)射鼓輪表面造成的損傷，提高維修精度；同時(shí)，該裝置還具有拆裝定位輪方便、快捷、省力的特點(diǎn)，降低了維修時(shí)間。

圖3? 固定裝置結(jié)構(gòu)圖

圖4? 固定裝置使用示意圖

圖5? 定位輪拆卸裝置結(jié)構(gòu)圖

2.3? 軸承拆卸裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

軸承拆卸裝置（如圖7所示）由上定位環(huán)、下定位環(huán)組成。上定位環(huán)、下定位環(huán)形狀一樣，上定位環(huán)可以通過(guò)螺釘固定在上夾板的半圓弧槽內(nèi)，下定位環(huán)可以放置在下夾板的半圓弧槽內(nèi)，上、下定位環(huán)組成的圓孔直徑與軸承內(nèi)徑相同，圓孔軸線與螺桿同軸線，使螺桿的中心始終正對(duì)上、下定位環(huán)的中心。通過(guò)上述技術(shù)方案，維修工拆卸軸承時(shí)，只需將需要拆卸的軸承通過(guò)鎖緊上夾板將其固定在靠近螺桿的上、下定位環(huán)內(nèi)（如圖8所示），轉(zhuǎn)動(dòng)螺桿貼近發(fā)射鼓輪軸，并繼續(xù)向軸承方向移動(dòng)，就可以平穩(wěn)地拆卸軸承，避免了拆卸軸承對(duì)發(fā)射鼓輪表面的損傷，提高維修精度；同時(shí)，使用該裝置拆裝軸承方便快捷，降低了維修時(shí)間。

圖6? 定位輪拆卸裝置使用示意圖

圖7? 軸承拆卸裝置結(jié)構(gòu)圖

圖8? 軸承拆卸裝置使用示意圖

該裝置的工作原理：發(fā)射鼓輪拆卸、維保需要固定時(shí)，用臺(tái)虎鉗夾緊固定裝置，將發(fā)射鼓輪的定位輪放置在固定裝置的下夾板與塑料槽板上，安裝上夾板，鎖緊連接上、下夾板的鎖緊螺絲，就可以實(shí)現(xiàn)在不破壞發(fā)射鼓輪表面的情況下，固定發(fā)射鼓輪。

另外，需要拆裝定位輪時(shí)，將定位輪拆裝裝置固定在下夾板上，轉(zhuǎn)動(dòng)加力桿帶動(dòng)螺桿向定位輪方向移動(dòng)，就可以平穩(wěn)地將定位輪分離或裝配；避免了敲擊造成定位輪以及軸承損壞，提高維修精度。需要拆卸軸承時(shí)，拆卸上夾板，將下定位環(huán)放置在下夾板的半圓弧槽內(nèi)，移動(dòng)發(fā)射鼓輪至需要拆卸的軸承剛好位于下定位環(huán)的外側(cè)，然后用螺釘將上定位環(huán)固定在上夾板的半圓弧槽內(nèi)，安裝上夾板，鎖緊連接上、下夾板的鎖緊螺絲，轉(zhuǎn)動(dòng)加力桿帶動(dòng)螺桿向軸承方向移動(dòng)，就可以平穩(wěn)地將軸承分離，避免了敲擊造成發(fā)射鼓輪表面損壞，提高維修精度。

3? 應(yīng)用效果

3.1? 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

設(shè)備：2臺(tái)YF25型濾棒發(fā)射機(jī)（許昌煙草有限責(zé)任公司）。

方法：對(duì)2臺(tái)YF25型濾棒發(fā)射機(jī)全部發(fā)射鼓輪進(jìn)行拆裝與維保，采用發(fā)射鼓輪拆裝維保裝置的編為1號(hào)，沿用以前手工敲擊的方法編為2號(hào)，分別統(tǒng)計(jì)2臺(tái)濾棒發(fā)射機(jī)發(fā)射鼓輪的平均拆裝所需時(shí)間，并連續(xù)運(yùn)行6個(gè)月，分別統(tǒng)計(jì)2臺(tái)濾棒發(fā)射機(jī)的維保次數(shù)與發(fā)射率。

3.2? 數(shù)據(jù)分析

由表1可知，使用發(fā)射鼓輪拆裝維保裝置后，發(fā)射鼓輪拆裝與維保平均所需時(shí)間與維保次數(shù)較原方法有明顯的降低，發(fā)射機(jī)的發(fā)射率顯著提高。

表1? 發(fā)射鼓輪拆裝維保工具使用效果

4? 結(jié)論

通過(guò)對(duì)發(fā)射鼓輪的結(jié)構(gòu)工藝與安裝工藝的深入研究，分析出發(fā)射鼓輪結(jié)構(gòu)中的定位輪、轉(zhuǎn)動(dòng)輪、圓柱滾子軸承等零部件的配合精度要求高，是引起定位輪及圓柱滾子軸承等零部件易損壞等問(wèn)題的主要原因，進(jìn)一步影響設(shè)備效率。通過(guò)設(shè)計(jì)制作專用的發(fā)射鼓輪拆裝維保裝置，優(yōu)化發(fā)生鼓輪定位輪和圓柱滾子軸承的拆裝方法，實(shí)現(xiàn)在不影響定位輪表面精度的情況下，固定發(fā)射鼓輪，同時(shí)提升了維修精度，節(jié)約了維修時(shí)間，提高了設(shè)備效率，取得了預(yù)期效果。該裝置可以在不同規(guī)格種類的濾棒和不同型號(hào)的濾棒發(fā)射接收系統(tǒng)上推廣使用。

參考文獻(xiàn)：

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[2] 劉宏躍.發(fā)射鼓輪長(zhǎng)槽拋光改進(jìn)[J].新技術(shù)新工藝，2015（4）：7-8.

[3] 包軍，吳先士.新型濾棒氣力輸送裝置的設(shè)計(jì)[J].煙草科技，2006（3）：11-14.