ZJ116卷接機組刀盤驅(qū)動部套熱交換器滲油問題分析與解決

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

2、分。刀盤驅(qū)動是該機組一個關鍵部套，它承擔著煙支 切割的功能。該部套在生產(chǎn)初期運行質(zhì)量不穩(wěn)定，出現(xiàn)熱交 換器滲油和傳動箱體溫升偏高的問題，嚴重影響了項目的推 進工作，我們經(jīng)過反復探索和多批次的試驗，探索出較好的 解決辦法，提升了本部套的運行質(zhì)量。1. 刀盤驅(qū)動簡介1為刀盤驅(qū)動結(jié)構(gòu)示意圖，電機驅(qū)動同步帶輪，由帶輪帶動連軸節(jié)、主傳動齒輪和從動齒輪，從而帶動刀盤族轉(zhuǎn)以實現(xiàn)煙支切割運動。主傳動齒輪和從動齒輪均為圓弧齒 輪，設備運行時，一部分潤滑油（以下簡稱油）流在從動齒 輪的頂部，由于齒輪旋轉(zhuǎn)，在慣性力的作用下，油飛濺到主 動齒輪上，從而潤滑齒輪傳動副；一部分油通過油管潤滑軸 承，最后所有的油均流到傳動

3、箱體的底部，再由回油管流出。 熱交換器高于傳動箱體600mm,用于傳動箱體內(nèi)油氣的排出， 一根排氣管將傳動箱體同熱交換器連接起來，同時熱交換器 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在運行4小時以后，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 傳動箱體的溫升約32°c （國家標準40°cl），同等運行情 況下的zj17接機組為27°c，比zj17高了 5°c。2. 2原因分析2.2.1由于傳動箱體的進油量大于回油孔的排油量，使 得傳動箱體內(nèi)的油不斷增多

4、導致油從油氣管進入熱交換器， 當油量大于熱交換器冷凝回油管的排油量就會有油從熱交 換器的氣孔溢出。2.2.2傳動箱體內(nèi)兩個型腔之間的底部加強筋尺寸h過 大（見圖2），造成齒頂浸泡在油中，使得從動齒輪型腔底部 積累油，在齒輪右側(cè)形成封閉油腔，當齒輪旋轉(zhuǎn)時，在齒輪和箱體壁之間就會形成栗吸作用，產(chǎn)生油壓。2. 2.3逆時針旋轉(zhuǎn)（從刀盤前面往后看），如果從動齒輪 與箱體壁之間間隙過小，在齒輪和箱體壁之間就會形成栗吸 作用，產(chǎn)生油壓。2. 2. 4潤滑油滯留在油箱內(nèi)，帶走熱量減小，冷卻效果 降低，同時齒輪轉(zhuǎn)動反復攪拌潤滑油產(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

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

6、為保證理想進 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制定傳動箱體內(nèi)兩個型腔之間的加強筋的高度h 潤滑油由從動齒輪箱底流向主動齒輪型腔屬于孔口出流中的淹沒出流3，流量計算公式3為：(1)式中u=0.623，a= x0. 01m(傳動箱體過油截面寬度)， 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制定從動齒

7、輪處傳動箱體型腔直徑d1 原有d1為4)140mm,由于泵吸作用的油量不大，我們可 以利用實驗裝置測定。3. 5設計刀盤驅(qū)動試車臺 為驗證改進方案，我們設計了刀盤驅(qū)動試車臺 (見圖3)，主要具備以下功能：3.5.1完全模擬刀盤驅(qū)動在設備中的工作狀態(tài)，保證熱 交換器與刀盤驅(qū)動之間的相對高度600mm。3. 5. 2獨立供油系統(tǒng)，油量可調(diào)。3. 5. 3電機采用伺服驅(qū)動，保證無級變速。3.5.4交換器與刀盤驅(qū)動之間用透明油管連接，一旦有 油壓形成，便可馬上發(fā)現(xiàn)，縮短實驗時間，調(diào)高效率。3. 6實驗步驟3. 6. 1控制進油量將入油孔節(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控制傳動箱體內(nèi)兩個型腔之間的加強筋的高度h(1) 由4. 3計算可知h彡58. 32mm，由于過油截面只能 用砂輪修整，留有圓角，不是長方形，再加上從軸承來的油 量，經(jīng)過試驗表明將h定位56mm較好。(2) 為便于檢測，設計專用檢測工裝，見圖4。(3) 我們對3個零件進行實驗，無泵吸現(xiàn)場發(fā)生，也 無強度不夠、零件變形等質(zhì)量問題。3. 6. 3控制傳動箱體內(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，經(jīng) 實驗證明dl= <1>144時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3個零 件進行實驗，無栗吸現(xiàn)場發(fā)生，也無強度不夠、零件變形等 質(zhì)量問題。4. 改進效果4. 1經(jīng)過連續(xù)8臺機組驗證均無滲油問題發(fā)生；4.2我們對攻關前后的溫升（試車8小時后）進行對比（見表2）表2刀盤驅(qū)動溫升情況對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，低于國家標準40°c。5. 結(jié)語滲油問題實際上由于進油量過大、加上傳動箱體與齒輪 齒頂之間間隙過小、加強筋過高所引起，溫升過高由于油路 不暢，散熱不好所致。通過攻關活動，既解決了刀盤驅(qū)動熱 交換器滲油問題，又降低了傳動箱體的溫升。本項目成果已 經(jīng)在新設備和大修設備上全面推廣應用，不但提升了刀盤驅(qū) 動的運行質(zhì)量，而且對提高zj116卷接機組的使用質(zhì)量具有 重要意義，為國家煙草專賣局重大專項工作的順利推進做出 了貢獻。參考文獻：1 趙偉志龔美華朱成生.煙草機械通用技術(shù)條件m