|
PROTOS接装机锥轮调头技术改造
一、项目意义
PROTOS70卷接机组是我国卷烟行业广泛装备的一种卷接机组，但该机组上的某些零部件设计的非常复杂，其中MAX70滤嘴接装机上的调头装置就是非常典型的复杂部件。
滤嘴接装机上有一道工序，就是将平行的两排烟中的一排翻转180°，使之与另一排烟的方向一致，在MAX70由一个带有翻转指的调头轮来实现该功能。目前，MAX70一般采用70型调头轮，或是另一种改进过的90型，但它们都采用了用一组翻转指通过空间旋转180°将烟支调头的形式。在使用中，该装置虽然能够实现调头功能，但也存在许多问题：
1、结构复杂，运动件多；一个凸轮推动20副齿轮齿条（或扇形齿轮副）一一对应推动翻转指旋转，另一个凸轮则控制20个固定指，以便让开旋转指的运动，还有许多用于导向的直线轴承、滚轮轴承和弹簧，它们都会因长时间的运动产生磨损和失效，特别是作为高副机构的凸轮，因不适应高速运动而更容易磨损；
2、零件复杂，精度要求高，例如：内枢体、凸轮和翻转指；
3、维修、调整困难，由于结构复杂，装配精度要求高，所以维修困难，对维修人员的要求高，而20个翻转指和20个固定指皆须一一独立调整和对位，在机器上调整和对位十分困难和费时，往往要整部件卸下后在专用工装上进行，然后再装回，为了保证机器的运行率，一般要备一套进行模块更换，这就须占用大量资金；
4、运行稳定性和可靠性差，除了上述因结构复杂和运动件多的因素外，在生产运行中，由于可能产生的乱烟和其他因素，翻转指的位置容易变动，甚至被挤坏（包括翻转指轴），这样就必须整部件的拆下维修和调整，由于翻转指在高速下作旋转，吸附在翻转指槽中的烟支由于回转半径较大而产生较大的离心力会使烟支滑动，所以在翻转指表面喷涂了毛糙的涂层来防止滑动，一旦涂层有磨损，就会产生甩烟，同时对负压也有较高的要求；
5、如上所述，烟支的滑动会造成经翻转的烟支与未翻转的烟支排列不整齐，这对以后的烟支检测系统造成故障，出现其中一排烟检测剔除不良的现象；
6、综上所述，为了报证运行稳定可靠，许多烟厂采用了大量使用进口件和较频繁的维修来保证，这无疑提高了使用成本。
针对这些情况，我公司开发了适用于PROTOS70的新型锥轮调头装置，这是将PROTOS2-2（14000-16000支/分）上的高端技术成功移植到中速机的成功项目，在昆明烟厂和其他几家烟厂的先期生产运行证明：该装置不但能稳定可靠的实现调头功能外，还具有结构简单、维修量小、维修调整简单方便和使用成本低（几乎没有易损件）的特点；同时，烟支质量也可得到全面保证。
二、项目介绍
1、工作原理：
改制过的传送鼓轮（580-0-2-FA）从上游切割鼓轮（570-0-1-FA）接收烟支，不调头的一排烟通过新设的一个过渡轮（在原调头轮的位置）送入原检测鼓轮，另一排须调头的烟支被分开一个间距后，通过一对成90°安装的锥轮传递到传送鼓轮，如此的空间运动使之翻转了180°，与未调头的一排烟支形成方向一致并且排列整齐的单列烟流（在滤嘴端用一个轨使两排烟支保证轴向位置一致），通过过渡轮到检测轮，而其后的过程与原机完全一样。
2、特点：
该新型装置避免了原装置结构复杂、传动件多、维修调整困难和不稳定的缺陷：
2.1特别是去掉了两个不适应高速运动的凸轮机构，取而代之的是由四对圆柱直齿轮和两对弧齿锥齿轮，齿轮作为低副机构，其特点就是高效、平稳和长效的实现传动，这就从根本上保证了该装置长期稳定的运行。
2.2所有的鼓轮上的槽都是固定加工在轮的表面（包括两个锥轮上的槽），这就使调整对位十分容易，和普通的鼓轮完全一样简单。
2.3该装置的安装位置与机器完全兼容，只须拆去原调头鼓轮和另外几个相关零件即可，无须改动或破坏其他零部件；主传动取自原调头轮的传动，无须打开传动箱作任何改动，负压通道亦取自原调头轮的通道，而无须另加管道，与原机十分协调。
2.4传动形式皆采用了定轴旋转运动和良好的润滑，用传统的传动原理分析，该装置在当前的工作速率下，除稳定可靠外，寿命也非常的长（保守的估计至少是原装置的5倍以上）。
2.5锥轮的回转半径小，离心力就非常小，仅为原装置的五分之一，可避免烟支端部的烟丝散落和减少空头和毛头，能很好的响应新国标的要求；在锥轮表面还喷涂了毛面的陶瓷，更加保证了烟支交接和吸持可靠，同时保证了两排烟支轴向位置完全一致，保证了检测和剔除的准确性。
2.6综上所述，该新型锥轮除保证稳定可靠运行和产品质量外，更由于其结构简单，复杂零件少，而具有维修量小，维修调整方便快捷、易损件少（几乎没有）和使用成本极低的特点。
三、经济效益分析
1、原调头轮（515-0-2-FA）年消耗费用
1.1 零配件消耗费用：
表一：半年到一年内必须更换的零件（国产件）：
|
序号
|
零件号
|
名称
|
数量
|
单价
|
金额
|
备注
|
|
1
|
610FA99F
|
翻转指
|
20
|
258.00
|
258×20×2=10320.00
|
每半年
|
|
2
|
615FA18
|
凸轮
|
1
|
1040.00
|
1040.00
|
|
|
3
|
U610FA88
|
凸轮
|
1套
|
6847.00
|
6847×2=13768.00
|
每半年
|
|
4
|
610FA26
|
齿轴
|
20
|
235.00
|
235×20=4700.00
|
|
|
5
|
7039360NT1220
|
轴承
|
40
|
102.00
|
102×40×2=8160.00
|
每半年
|
|
6
|
610FA27
|
密封圈
|
20
|
117.00
|
117×20=2340.00
|
|
|
|
|
|
|
合计
|
40228.00
|
|
表二：两年到三年左右必须更换的年件（国产件）：
|
序号
|
零件号
|
名称
|
数量
|
单价
|
金额
|
备注
|
|
1
|
610FA106F
|
伸缩手
|
20
|
312.00
|
312×20÷2=3120.00
|
按一年折算
|
|
2
|
U610FA29
|
扇形齿轮组件
|
20
|
627.00
|
627×20÷2=6270.00
|
按一年折算
|
|
3
|
HK1216-2RS-W5
|
滚针轴承
|
60
|
38.00
|
38×60÷2=1140.00
|
按一年折算
|
|
4
|
609-2RS
|
轴承
|
20
|
27.90
|
27.9×20÷2=279
|
按一年折算
|
|
5
|
61801
|
轴承
|
20
|
65.00
|
65×20÷2=650
|
按一年折算
|
|
|
|
|
|
合计
|
11439.00
|
|
以上两表的数据得出原调头轮平均每年消耗零配件费用为51687元，这仅是可以量化的数据，如果考虑到维修工时和其他费用，这个数据还要高一些。
1.2 因故障停机维修而造成有效作业率和产量降低
原调头轮需要进行频繁的常规和日常保养维修，降低可能出现的故障，达到提高有效作业率的目的，但仍不能避免可能出现的运行故障，如因翻转指跑位、零件损坏等原因，即使可能在线维修或调整，但也会耗去大量时间，如果整部件拆下维修，则需要更多的时间，所以该调头轮被设计为模块更换部件，采用备用一套相同装置来进行整体更换，以缩短维修时间，但是这会占用大量资金，加大了使用成本。如果每年出现五次这样的情况，平均维修时间为两个小时，这会减少产量：7000×120×5÷50000=84（大箱）；减少产值：84×2，500=210，000元（按每包烟10元计算）。
综合以上几项费用，原调头轮可能消耗的费用应在70，000元左右。
2、锥轮调头年消耗费用
因该装置为新开放装置，具体数据尚不能精确计算，但从其结构分析和与同类产品（如MAX2的调头装置）参考比较，该装置年费用消耗低于5000.00元。
与原调头比较，采用该锥轮调头装置可节约6，5000元/每年，大大降低使用成本，具有很好的经济效益。
四、主要技术指标：
1.1 运行速率：≤10000支/分
1.2 烟支长度：65-100mm
1.3 烟支直径：5.4-9（须根据烟支直径更改轮槽半径）
1.4 压缩空气：与原机一样（6bar）
1.5 负压空气：与原机适配 （≥9000Pa）
1.6 电气数据：对原机无改动，可能进行时钟位置调整（必要时）
4、改造方式和工作时间：
2.1 改造方式：在生产现场进行，机器无须移位，在机器正面拆除原调头轮和相关几个零件外，无须拆卸其他零部件。
2.2 现场改造工作时间：半个工作日。
图片为锥轮调头装置在昆明卷烟厂二部和三部的PROTOS70机组上的实例
|
项目改造