ZJ116卷接機(jī)組刀盤驅(qū)動(dòng)部套熱交換器滲油問題分析與解決

1、zj116卷接機(jī)組刀盤驅(qū)動(dòng)部套熱交換器滲油問題分析與解決摘要：分析了 zj116卷接機(jī)組刀盤驅(qū)動(dòng)中熱交換器 滲油及傳動(dòng)箱體溫升偏高的原因，制定了改變節(jié)流嘴孔徑和 傳動(dòng)箱體內(nèi)部尺寸的解決方案，實(shí)驗(yàn)表明該熱交換器已無滲 油問題，傳動(dòng)箱體平均溫升由32. 25°c降低到25. 1°c，提升 了刀盤驅(qū)動(dòng)的運(yùn)行質(zhì)量。關(guān)鍵詞：zj116卷接機(jī)組刀盤驅(qū)動(dòng)；熱交換器；傳動(dòng)箱體; 滲油；溫升偏高；節(jié)流嘴;泵吸作用；試車臺(tái)引言zj116超高速卷接機(jī)組（以下簡(jiǎn)稱zj116）是當(dāng)今世界 上最先進(jìn)的卷接產(chǎn)品之一，其生產(chǎn)技術(shù)的消化吸收為國家煙 草專賣局“超高速卷接包機(jī)組研制重大專項(xiàng)工作”的重要 組成部

2、分。刀盤驅(qū)動(dòng)是該機(jī)組一個(gè)關(guān)鍵部套，它承擔(dān)著煙支 切割的功能。該部套在生產(chǎn)初期運(yùn)行質(zhì)量不穩(wěn)定，出現(xiàn)熱交 換器滲油和傳動(dòng)箱體溫升偏高的問題，嚴(yán)重影響了項(xiàng)目的推 進(jìn)工作，我們經(jīng)過反復(fù)探索和多批次的試驗(yàn)，探索出較好的 解決辦法，提升了本部套的運(yùn)行質(zhì)量。1. 刀盤驅(qū)動(dòng)簡(jiǎn)介1為刀盤驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)示意圖，電機(jī)驅(qū)動(dòng)同步帶輪，由帶輪帶動(dòng)連軸節(jié)、主傳動(dòng)齒輪和從動(dòng)齒輪，從而帶動(dòng)刀盤族轉(zhuǎn)以實(shí)現(xiàn)煙支切割運(yùn)動(dòng)。主傳動(dòng)齒輪和從動(dòng)齒輪均為圓弧齒 輪，設(shè)備運(yùn)行時(shí)，一部分潤(rùn)滑油（以下簡(jiǎn)稱油）流在從動(dòng)齒 輪的頂部，由于齒輪旋轉(zhuǎn)，在慣性力的作用下，油飛濺到主 動(dòng)齒輪上，從而潤(rùn)滑齒輪傳動(dòng)副；一部分油通過油管潤(rùn)滑軸 承，最后所有的油均流到傳動(dòng)

3、箱體的底部，再由回油管流出。 熱交換器高于傳動(dòng)箱體600mm,用于傳動(dòng)箱體內(nèi)油氣的排出， 一根排氣管將傳動(dòng)箱體同熱交換器連接起來，同時(shí)熱交換器 連接一根冷凝回油管用于熱交換器的冷凝油的回流。2. 存在問題及原因分析2. 1存在的問題zj116在運(yùn)行4小時(shí)以后，熱交換器的熱交換孔有小量 油冒出（滲油），冷凝回油管有10 ml/min的油回流，同時(shí) 傳動(dòng)箱體的溫升約32°c （國家標(biāo)準(zhǔn)40°cl），同等運(yùn)行情 況下的zj17接機(jī)組為27°c，比zj17高了 5°c。2. 2原因分析2.2.1由于傳動(dòng)箱體的進(jìn)油量大于回油孔的排油量，使 得傳動(dòng)箱體內(nèi)的油不斷增多

4、導(dǎo)致油從油氣管進(jìn)入熱交換器， 當(dāng)油量大于熱交換器冷凝回油管的排油量就會(huì)有油從熱交 換器的氣孔溢出。2.2.2傳動(dòng)箱體內(nèi)兩個(gè)型腔之間的底部加強(qiáng)筋尺寸h過 大（見圖2），造成齒頂浸泡在油中，使得從動(dòng)齒輪型腔底部 積累油，在齒輪右側(cè)形成封閉油腔，當(dāng)齒輪旋轉(zhuǎn)時(shí)，在齒輪和箱體壁之間就會(huì)形成栗吸作用，產(chǎn)生油壓。2. 2.3逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)（從刀盤前面往后看），如果從動(dòng)齒輪 與箱體壁之間間隙過小，在齒輪和箱體壁之間就會(huì)形成栗吸 作用，產(chǎn)生油壓。2. 2. 4潤(rùn)滑油滯留在油箱內(nèi)，帶走熱量減小，冷卻效果 降低，同時(shí)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)反復(fù)攪拌潤(rùn)滑油產(chǎn)生大量熱量，兩種 素共同作用造成溫升偏高。3. 解決方法及步驟3. 1確定合理進(jìn)

5、油量潤(rùn)滑油用于潤(rùn)滑、冷卻2，油量過大會(huì)形成排油不暢， 油量過小，冷卻效果會(huì)降低，溫升會(huì)增大，因此需要確定合 理進(jìn)油量。我們對(duì)zj17和zj116刀盤驅(qū)動(dòng)的實(shí)際進(jìn)油量進(jìn)行了測(cè) 量（見表1），zj17產(chǎn)品長(zhǎng)期生產(chǎn)且質(zhì)量穩(wěn)定，說明冷卻效 果良好，其實(shí)際進(jìn)油量可以當(dāng)作理想進(jìn)油量。zj17和zj116 刀盤驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)和載荷基本一致，我們根據(jù)轉(zhuǎn)速比，確定zj116 理想進(jìn)油量：(2000/1750) x29=33 ( ml/min)。表1 zj17及zj116刀盤驅(qū)動(dòng)潤(rùn)滑油量比較表 3.2確定節(jié)流嘴節(jié)流孔直徑d為控制進(jìn)油量，進(jìn)油口裝配了一個(gè)節(jié)流嘴。原有節(jié)流嘴 孔徑巾1，進(jìn)油量41ml/min，由于油壓不變，

6、為保證理想進(jìn) 油量()33ml/min,需要采用更小孔徑的節(jié)流嘴，因此新 節(jié)流嘴節(jié)流孔直徑d為：d= (33/41) x 4)l=4)0. 805 (mm)因此選用巾0. 8腿的節(jié)流嘴。3. 3制定傳動(dòng)箱體內(nèi)兩個(gè)型腔之間的加強(qiáng)筋的高度h 潤(rùn)滑油由從動(dòng)齒輪箱底流向主動(dòng)齒輪型腔屬于孔口出流中的淹沒出流3，流量計(jì)算公式3為：(1)式中u=0.623，a= x0. 01m(傳動(dòng)箱體過油截面寬度)， g=9. 8m/s2,為過油截面高度。由(1)得：=0. 73mm齒輪的齒頂圓直徑為小121.9mm，油面應(yīng)低于齒頂圓所 以：h彡120-121. 9/2-0. 73彡58. 32 (mm)3.4制定從動(dòng)齒

7、輪處傳動(dòng)箱體型腔直徑d1 原有d1為4)140mm,由于泵吸作用的油量不大，我們可 以利用實(shí)驗(yàn)裝置測(cè)定。3. 5設(shè)計(jì)刀盤驅(qū)動(dòng)試車臺(tái) 為驗(yàn)證改進(jìn)方案，我們?cè)O(shè)計(jì)了刀盤驅(qū)動(dòng)試車臺(tái) (見圖3)，主要具備以下功能：3.5.1完全模擬刀盤驅(qū)動(dòng)在設(shè)備中的工作狀態(tài)，保證熱 交換器與刀盤驅(qū)動(dòng)之間的相對(duì)高度600mm。3. 5. 2獨(dú)立供油系統(tǒng)，油量可調(diào)。3. 5. 3電機(jī)采用伺服驅(qū)動(dòng)，保證無級(jí)變速。3.5.4交換器與刀盤驅(qū)動(dòng)之間用透明油管連接，一旦有 油壓形成，便可馬上發(fā)現(xiàn)，縮短實(shí)驗(yàn)時(shí)間，調(diào)高效率。3. 6實(shí)驗(yàn)步驟3. 6. 1控制進(jìn)油量將入油孔節(jié)流嘴由4)1mm改為小0. 8mm，調(diào)節(jié)供油系統(tǒng)， 保證供油量為

8、33ml/min。3. 6.2控制傳動(dòng)箱體內(nèi)兩個(gè)型腔之間的加強(qiáng)筋的高度h(1) 由4. 3計(jì)算可知h彡58. 32mm，由于過油截面只能 用砂輪修整，留有圓角，不是長(zhǎng)方形，再加上從軸承來的油 量，經(jīng)過試驗(yàn)表明將h定位56mm較好。(2) 為便于檢測(cè)，設(shè)計(jì)專用檢測(cè)工裝，見圖4。(3) 我們對(duì)3個(gè)零件進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，無泵吸現(xiàn)場(chǎng)發(fā)生，也 無強(qiáng)度不夠、零件變形等質(zhì)量問題。3. 6. 3控制傳動(dòng)箱體內(nèi)我們將d1原有尺寸為小142腿，我們按小143腿、小 143. 5mm、(1)144mm、(1)144. 5mm 和 145mm 分別試驗(yàn)，經(jīng) 實(shí)驗(yàn)證明dl= <1>144時(shí)透明油管無上升油產(chǎn)生，即無

9、泵吸現(xiàn) 象。為穩(wěn)妥起見，我們將d1選定為4)145mm。我們對(duì)3個(gè)零 件進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，無栗吸現(xiàn)場(chǎng)發(fā)生，也無強(qiáng)度不夠、零件變形等 質(zhì)量問題。4. 改進(jìn)效果4. 1經(jīng)過連續(xù)8臺(tái)機(jī)組驗(yàn)證均無滲油問題發(fā)生；4.2我們對(duì)攻關(guān)前后的溫升（試車8小時(shí)后）進(jìn)行對(duì)比（見表2）表2刀盤驅(qū)動(dòng)溫升情況對(duì)比表從表中可以看出，zj116的溫升由平均32. 25°c降低到 25. 1°c，優(yōu)于zj17的27°c，低于國家標(biāo)準(zhǔn)40°c。5. 結(jié)語滲油問題實(shí)際上由于進(jìn)油量過大、加上傳動(dòng)箱體與齒輪 齒頂之間間隙過小、加強(qiáng)筋過高所引起，溫升過高由于油路 不暢，散熱不好所致。通過攻關(guān)活動(dòng)，既解決了刀盤驅(qū)動(dòng)熱 交換器滲油問題，又降低了傳動(dòng)箱體的溫升。本項(xiàng)目成果已 經(jīng)在新設(shè)備和大修設(shè)備上全面推廣應(yīng)用，不但提升了刀盤驅(qū) 動(dòng)的運(yùn)行質(zhì)量，而且對(duì)提高zj116卷接機(jī)組的使用質(zhì)量具有 重要意義，為國家煙草專賣局重大專項(xiàng)工作的順利推進(jìn)做出 了貢獻(xiàn)。參考文獻(xiàn)：1 趙偉志龔美華朱成生.煙草機(jī)械通用技術(shù)條件m