ZL22A滤棒成型机橡胶辊偏心套锁紧方式的改进

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摘要：文章针对zl22a滤棒成型机开松螺纹辊和橡胶辊的平行度调节精度低，丝束在开松过程中自有的卷曲得不到消除，生产的滤棒硬度低、吸阻不稳定的问题，通过改进偏心套的锁紧方式，将偏心套的有级调节改为无级调节，平行度调节精度由原来的0.4mm调节到了0mm，从而提高了滤棒的硬度和吸阻的稳定性。

关键词：滤棒成型机；偏心套；平行度；锁紧

中图分类号：TG333

文献标识码：A

文章编号：1009-2374（2012）23-0044-03

ZL22A成型机组由YL12开松机、YL22成型机和YJ35装盘机组成。该机组YL12开松机丝束开松装置是利用开松螺纹辊和橡胶辊对丝束进行开松，但是由于开松橡胶辊平行度调节精度低，导致橡胶辊和螺纹辊不平行，间隙大的地方丝束的卷曲没有得到消除，从而引起生产的滤棒硬度低、吸阻不稳定，通过对偏心套锁紧方式进行改进，从而提高螺纹辊和橡胶辊的平行度，最终提高滤棒的硬度和吸阻稳定性。

1　丝束开松装置的结构和原理

1.1　丝束机械开松的作用及工作原理

丝束的卷曲波形沿横向排列，卷曲波形的排列打乱后能显著地提高纤维丝束的疏松程度，使生产的滤棒具有最大的均匀性。完全开松的纤维丝束带十分有利于均匀施加增塑剂。由于螺纹辊在拉伸开松过程中能最大限度地拉伸纤维丝束的卷曲，因此开松上胶机采用两组螺纹辊对来实现丝束的拉伸开松（如图1所示）。被低压压缩空气强制展幅后的丝束带仍然保持着横向的卷曲形状，打乱卷曲排列，拉伸开松是由前、后螺纹辊对来完成的。两只螺纹辊上都采用右旋螺纹，前辊螺纹沟槽深为0.58mm，后辊螺纹沟槽深为1.04mm，前辊螺纹顶面宽度约0.907mm，后螺纹辊顶面宽度约0.432mm，后螺纹辊转速快于前螺纹辊。丝束带在前、后螺纹辊间通过时，每根纤维丝交替夹入前、后螺纹辊顶或先后夹入沟槽间，螺纹顶面在沿辊的轴线横向移动时将纤维丝向前送出。相邻的长丝经过交替的拉直和放松，就产生微小的纵向偏移而改变卷曲的位置，将丝束的卷曲消除，最后得到开松并展开的丝束带，就可以进行上胶了。

1. 偏心套 2.橡胶辊 3.螺纹辊 4.小钢辊 5.橡胶辊 6.气缸

图1　开松辊组示意图

1.2　偏心套的锁紧原理及存在的问题

螺纹辊和橡胶辊间的平行度通过橡胶辊上的偏心套来调节，偏心套调节后，为了防止偏心套转动，用一个M6的螺丝固定在偏心套的孔上，由于偏心套上只有6个孔供调节，所以偏心套只能调节到对应的6个孔的位置。从而导致偏心套为有级调节，偏心套的圆周上均匀地分布着12个孔，偏心套的偏移量为2.4mm，偏心套的调节精度为2.4/12/2＝0.4mm。在生产过程中，经常发生橡胶辊和螺纹辊的平行度为零时，偏心套上的定位孔和紧固螺丝不在同一轴线，为了将偏心套锁紧，必须将偏心套顺时针或逆时针转动一个角度，直到定位孔和紧固螺丝在同一轴线，导致螺纹辊和橡胶辊不平行，从而引起丝束跑偏，部分丝束的卷曲没有得到消除，以至滤棒的硬度低、吸阻不稳定，在现有条件下提高滤棒质量的稳定性，提高螺纹辊和橡胶辊的平行度是必由之路。

2　改进思路

原偏心套的锁紧方式为有级锁紧，导致偏心套的调节为有级调节，调节精度为0.2mm，通过对偏心套锁紧方式的改进，让偏心套无级锁紧，就能实现偏心套的无级调节，从而提高螺纹辊和橡胶辊间的平行度，偏心套一共有两个方向的位移，分别是轴向位移、径向位移，只要将偏心套的轴向位移和径向位移分别实现无级限制，就能实现偏心套的无级锁紧。首先限制轴向位移，将原来的定位孔取消，用一个宽度为5mm、锥度为45度的环形槽代替，用带锥形头的M6螺钉锁在环形槽上，这样不管偏心套在任何位置，都能限制偏心套的轴向位移。径向位移用两个齿轮实现，一个齿轮跟偏心套连为一体，另一个为可移动的限位齿轮块，从完整的齿轮上切下8个齿的部分，调节的时候将这部分取下来，螺纹辊和橡胶辊的平行度调节好后将限位齿轮块装上，并保证跟偏心套上的齿轮无侧隙啮合，然后用两个M6的螺丝将限位齿轮块固定在设备上，这样偏心套上的齿轮就不能转动。

3　方案实施步骤

3.1　参数的确定及方案的实施

3.1.1　初步选定偏心轴套上齿轮的参数。根据ZL22A成型机的技术资料，原偏心套采用的材料为45#钢能满足刚性及承受力的要求，因此也选45#钢作为本次设计的材料。由于渐开线直齿圆柱齿轮应用非常广泛、性能好、易于进行加工，选择渐开线直齿圆柱齿轮，从调节方便考虑，模数越小越好调节，但从加工成本考虑，模数越小越难加工，加工成本越高，综合这两点考虑，查表选择模数取m＝0.8，齿顶高系数＝1.0，顶隙系数c*＝0.35，压力角α＝20°。为了加工方便及节约成本，齿轮的齿根圆的直径取偏心套的外径加2毫米，如果小于偏心套的外径不容易加工，如果太大浪费材料，且不美观。

3.1.2　初步选定限位齿轮块的参数。为了方便加工，限位齿轮块的参数跟偏心套上的齿轮参数一样，模数m＝0.8，齿数z＝55，齿顶高系数＝1.0，顶隙系数c*＝0.35，压力角α＝20°。由于只是用来锁紧，不是用来传动，所以只取齿轮上的8个齿，沿着8个齿的反方向切下30mm×26mm的部分作为限位齿轮块，在限位齿轮块上打两个φ10的通孔，用来将齿轮块固定在设备上。

3.2　校验所选的参数能满足使用要求

3.2.1　校验偏心套上的齿轮和限位齿轮块在任何位置都能啮合。齿距p＝π×m＝3.14×0.8＝2.5mm，使用的紧固螺丝为M6，限位齿轮块上为φ10的通孔，螺丝孔的调节范围为4mm，螺丝孔的调节范围大于齿距，偏心轴套在任何位置，限位齿轮块上的齿轮都能和偏心套上的齿轮啮合。

3.2.2　校验齿轮啮合间隙。标准中心距：a＝m（z1+z2）/2＝0.8×（55+55）/2＝44mm，由于齿轮块上打的孔为φ10，而使用的螺丝为M6，所以齿轮块上的调节范围为0～4mm，中心距的调节范围为42≤a≤46，可调中心距大于标准中心距42mm≤44≤46mm，能满足实际中心距等于标准中心距，两齿轮能无侧隙啮合，能满足两齿轮的啮合间隙为0。

3.3　校验结果

偏心套上的轴向位移和径向位移都得到了无级定位，偏心轴套能被无级锁死，螺纹辊和橡胶辊的平行度实现无级调节。

4　效果检验

螺纹辊和橡胶辊平行度调到零后，将千分表的表针放到偏心套的齿轮上，首先锁紧限制轴向位移的螺钉，然后锁紧限位齿轮块，最后施加一个测量齿轮间隙的外力矩在偏心套上，整个过程千分表的指针一直无变化，螺纹辊和橡胶辊平行度实现无级调节。通过使用、观察，设计的偏心套调整锁紧后，在一个橡胶辊磨损周期内无走位情况。改造前后平行度调节精度对比：改造前（0.2mm），改造后（0mm）。

5　结语

通过此次改进活动，提高了设备的调节精度，解决了由于橡胶辊平行度调节精度低导致的滤棒硬度低、吸阻不稳定的问题，提升了产品的质量，取得了预期效果。

参考文献

[1]　王志坚．烟机设备修理技师培训教材（滤棒成型设备）

[M]．2002．

[2]　王文斌．机械设计手册[M]．北京：机械工业出版社，2006．

[3]　沈阳沈飞民品工业有限公司烟草机械厂．ZL22A型纤维滤棒成型机组培训教材[M]．2007．