《硅谷》杂志：SQ31A型切丝机进刀系统的改进 |
| 2013-03-16 18:53 作者：焦跃层 来源：硅谷网-《硅谷》杂志 HV： 编辑： 【搜索试试】
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硅谷网文 据《硅谷》杂志2012年第23期刊文称，在SQ31A型切丝机进刀系统中，经常出现两推刀块位置不平行，严重时会造成进刀卡死、崩刀甚至损坏相关进刀组件，故需及时进行对刀操作。在现有设备情况下，对刀时需拆除大量零件，维修繁琐费时费力，同时造成相关零件的磨损。为解决这一问题，对进刀系统提出改造方案，即将进刀系统的万向节改造为牙嵌式离合器的形式，维修时只需将离合器脱离即可进行对刀操作。改造后对刀时间由50分钟/次降至10分钟/次以下，最小调节量由0.1389mm降至0.0463mm。通过改造达到简化维修步骤、缩短维修时间的目的，同时提高调整精度。
关键词：进刀系统；万向节；牙嵌式离合器；对刀时间；调整精度
切丝机是制丝工艺的关键设备之一，其运行状况直接影响烟丝质量和制丝线的运行效率，目前SQ3A系列切丝机在国内卷烟企业应用较多[1]。切丝机进刀机构是切丝机的重要部件之一，通过进刀机构的动作，补偿切刀在工作过程中的损耗，从而保证切丝宽度稳定[2]。在对其推刀块进行平行度调整（俗称“对刀”）时，我们发现需拆装的零件多，维修步骤繁琐且调整精确度不高。为此本文将展开对进刀系统的研究，提供一种简易对刀的改造方案。
1存在的问题及原因分析
SQ31A型切丝机进刀系统采用蜗轮蜗杆传动实现进刀动作，即当上游动力带动蜗轮轴1转动时，在轮齿啮合传动下进刀轴2转动，从而带动推刀块3沿进刀方向进给。刀片在两块推刀块支撑下，实现刀片进给。两套推刀块进给装置通过万向节4连接，保证了两进刀轴同步旋转，推刀块进给量相同。
1-蜗轮轴2-进刀轴3-推刀块4-万向节
图1改造前SQ31A切丝机进刀系统结构图
切丝机实际运行时，在长时间啮合传动下，推刀块的螺纹不可避免产生磨损。当两块推刀块磨损程度不同时，就会出现推刀块台阶不平行，造成切刀刀刃倾斜，更换新刀时磨刀时间延长；另一方面由于刀片两侧不平行，将会导致进刀困难，易发生卡刀现象，严重时发生崩刀甚至引起胶木齿轮断裂。因此，当发现两推刀块台阶不平行时，应及时调整其平行度，即“对刀”；当推刀块磨损严重时应更及时更换。
表1为2012年3月-5月切丝机进刀系统的部分维修履历：
表12012年3月-5月切丝机进刀系统维修记录
时间 机台号 设备名称 故障现象 故障处理 维修时间
3.12 248.1 切丝机 刀片崩裂 更换刀片，调整推刀块平行度 55min
4.20 248.2 切丝机 刀片崩裂 更换刀片和推刀半螺母 50min
4.23 437.2 切梗机 胶木齿轮轮齿断裂 更换胶木齿轮，保养进刀组件 120min
通过设备履历可以看出，因推刀块不平行导致崩刀等故障时有发生，严重影响生产的连续性；另一方面，对刀时间约为50min/次，对刀时间长维修强度大，影响了推刀块平行度的日常维护，进而导致故障发生。
传统的对刀方法为：①拆除与调整刀片相邻的两条导丝槽；②拆除进刀轴两端的轴承座；③将进刀轴旋转适当角度后，测量两推刀块平行度，直至平行为止；④安装轴承座、导丝槽、压刀板等零件。
现有调整方法存在有以下问题：
1）操作繁琐，每次调整时间在50分钟以上，且调整精度不高；
2）反复拆装轴承座等零件，加剧进刀组件的磨损；
3）反复拆装进刀组件，易引起其他故障，增大维修量。
因此，改造进刀系统，缩短维修时间与强度，提高调整精度显得尤为重要。
2改进方案
由上述分析可知，“对刀”的关键在于：将两块推刀块的进给运动相分离，在主（被）动轴固定的前提下调整被（主）动轴。
在传统对刀方法中，通过拆分轴承座达到传动的分离。这种方式耗时耗力，步骤繁琐，不方便维修人员操作。因此考虑通过改进万向节结构，使得万向节和被动轴方便脱开，达到分离目的。
这里我们将万向节改造为牙嵌离合器形式，牙嵌离合器具有结构简单、尺寸小，接合后两半离合没有相对滑动等特点[3]。由于该离合器只需在静止时脱开和结合，离合次数不频繁，故选用加工简易的矩形型牙嵌离合器。两个半离合器间依靠三对啮合的齿来传递扭矩，可传递的扭矩较大，满足设备运行的需要。离合器的工作特点要求其齿部具有一定的强度与耐磨性，我们选用20Cr作为加工材料，并对齿部做渗碳淬火，硬度达到56-62HRC。同时对离合器表面做发黑处理。
改造后进刀系统结构图如图2.
5-牙嵌式离合器6-紧定螺钉7-万向节左端8-万向节右端
图2改造后SQ31A切丝机进刀系统结构图
3改进效果
改造后对刀时，只需将万向节上的紧定螺钉6旋松，用螺丝刀将万向节左端7与右端8进行分离。旋转蜗轮轴，一侧推刀块进给；同时，运动传递于万向节处停止，另一侧推刀块保持静止。当调整至合适角度时，将万向节重新装配即可恢复至联动状态。可见改造方案大大缩短了调整的步骤。
改造后的万向节分体两段通过三对凹凸面进行配合，类似于花键连接的形式，保证了万向节平顺传动。另一方面，在微调刀片平行度时，最小调节量为被动轴的三分之一圈，即刀片平行度的最小调节量为1/36×1/3×5=0.0463mm（原来最小调节量为0.1389mm），调整更为精确。
改造实施后，我们对改造效果进行跟踪。表2为改进后日常保养刀辊的记录：
表2改造后切丝机进刀系统维修记录
时间 机台号 设备名称 故障现象 故障处理 维修时间
6.06 248.2 切丝机 推刀块不平行 调整推刀块平行度 10min
6.09 248.1 切丝机 推刀块不平行 更换刀片，调整推刀半螺母 20min
6.16 437.1 切梗机 —— 保养进刀组件 30min
针对改进前后进行对比：
1）简化了调整步骤，调整时间大大缩短。据检测，改进后每次调整时间缩短至10分钟左右，同时对刀精准性得以提升；
2）降低了进刀组件相关零件的拆装磨损，延长了零备件的使用寿命。
改造后维修班将“检查、调整推刀块平行度”纳入到《切丝机巡检保养规范》中，并确定检测周期为1次/周，大大降低了因推刀块不平行造成的设备故障。
作者简介：
焦跃层（1986-），工学学士，助理工程师，主要从事烟机设备管理与研究等工作。
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