卷煙機(jī)緊頭位置的改進(jìn)方法研究
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在重量控制系統(tǒng)檢測(cè)到緊頭位置與切口位置偏移量超出設(shè)定范圍后，由緊頭自動(dòng)跟蹤控制系統(tǒng)根據(jù)偏移量和偏移方向發(fā)出糾偏信號(hào)，電機(jī)7通過帶輪6，8帶動(dòng)絲杠10轉(zhuǎn)動(dòng)，絲杠的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)移動(dòng)輥11上下移動(dòng)，使齒形帶4松弛或張緊，同時(shí)擺臂13帶動(dòng)張緊輥2擺動(dòng)，使齒形帶作反向伸縮，從而使與主傳動(dòng)軸相連的主動(dòng)帶輪3和平準(zhǔn)器輸入帶輪1之間的傳動(dòng)相位發(fā)生改變。進(jìn)而由平準(zhǔn)器輸入帶輪通過傳動(dòng)鏈帶動(dòng)平準(zhǔn)器凹槽相位做與緊頭偏移方向相反的改變，達(dá)到校正緊頭位置的目的。但在實(shí)際運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)，該機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)范圍受絲杠長(zhǎng)度的限制，偏移往往是向同一個(gè)方向產(chǎn)生，因此容易引起絲桿與絲母行程超限而出現(xiàn)“卡死”現(xiàn)象，使整個(gè)機(jī)構(gòu)調(diào)整功能失效。同時(shí)，由于齒形帶較長(zhǎng)，在受熱、受力后節(jié)距會(huì)發(fā)生改變，彈簧拉力和齒形帶張力也會(huì)不匹配，造成傳動(dòng)不穩(wěn)定，導(dǎo)致傳動(dòng)過程中齒形帶經(jīng)常發(fā)生“跳齒”現(xiàn)象，影響調(diào)整效果。
改進(jìn)方法
針對(duì)上述不足，對(duì)緊頭位置跟蹤系統(tǒng)的調(diào)整機(jī)構(gòu)進(jìn)行了改進(jìn)，采用行星差動(dòng)輪系作為傳動(dòng)鏈的補(bǔ)償機(jī)構(gòu)［6］，即在原主傳動(dòng)軸與平準(zhǔn)器輸入軸之間安裝一個(gè)行星差動(dòng)機(jī)構(gòu)，行星差動(dòng)輪系變速后，再傳遞給平準(zhǔn)器輸入帶輪。改進(jìn)后調(diào)整機(jī)構(gòu)采用速度補(bǔ)償而非相位補(bǔ)償?shù)姆绞綄?shí)現(xiàn)同步，主傳動(dòng)軸、平準(zhǔn)器輸入帶輪、調(diào)節(jié)電機(jī)以及電機(jī)上的小帶輪保持不變，見圖2。調(diào)整機(jī)構(gòu)主要由主動(dòng)齒輪、行星齒輪、輸出齒輪、齒輪小軸、支承盤、大帶輪等組成。其中，主動(dòng)齒輪4固定在主傳動(dòng)軸1上；行星齒輪2與行星齒輪3固連，通過齒輪小軸14安裝在外殼上，行星齒輪2與主動(dòng)齒輪4嚙合；輸出齒輪5通過軸承安裝在主傳動(dòng)軸1上，與輸出帶輪6嚙合；支承盤13與齒輪小軸14固連，大帶輪12與支承盤13嚙合；大帶輪12通過齒形帶11與小帶輪10連接；平準(zhǔn)器輸入帶輪8通過齒形帶7與輸出帶輪6連接。正常工作時(shí)，即緊頭位置不發(fā)生偏移時(shí)，調(diào)節(jié)電機(jī)不工作，此時(shí)由主動(dòng)齒輪4驅(qū)動(dòng)行星齒輪2及同軸的行星齒輪3轉(zhuǎn)動(dòng)，再帶動(dòng)輸出齒輪5及輸出帶輪6轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而由齒形帶7帶動(dòng)平準(zhǔn)器輸入帶輪8轉(zhuǎn)動(dòng)，完成傳動(dòng)過程。當(dāng)卷煙機(jī)重量控制系統(tǒng)檢測(cè)到緊頭位置偏移量超過設(shè)定值時(shí)，緊頭自動(dòng)跟蹤控制系統(tǒng)發(fā)出指令，調(diào)節(jié)電機(jī)啟動(dòng)并做與偏移相反的轉(zhuǎn)動(dòng)，通過輸出速度變化為行星差動(dòng)機(jī)構(gòu)提供速度補(bǔ)償，以修正平準(zhǔn)器的轉(zhuǎn)速。此時(shí)由小帶輪10通過齒形帶11驅(qū)動(dòng)大帶輪12，大帶輪帶動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)支承盤13、齒輪小軸14繞主傳動(dòng)軸1傳動(dòng)，從而帶動(dòng)行星齒輪2及行星齒輪3繞主動(dòng)齒輪4做行星傳動(dòng)，進(jìn)而使輸出齒輪5做相應(yīng)轉(zhuǎn)動(dòng)，達(dá)到調(diào)節(jié)目的。改進(jìn)中僅涉及機(jī)械結(jié)構(gòu)，控制部分不做改進(jìn)，傳動(dòng)系統(tǒng)也未改變。設(shè)主動(dòng)齒輪的轉(zhuǎn)速為V輸入，齒數(shù)為Z輸入；行星齒輪的齒數(shù)分別為Z2，Z3；輸出帶輪的轉(zhuǎn)速為V輸出,齒數(shù)為Z輸出。根據(jù)NW型行星傳動(dòng)的計(jì)算公式［6］，由主傳動(dòng)軸輸入到輸出帶輪的傳動(dòng)比i=1+Z2Z輸出/Z3Z輸入，卷煙機(jī)平準(zhǔn)器傳動(dòng)要求i=1.2897，通過對(duì)上述齒輪的齒數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)，即可滿足要求。
改進(jìn)效果
改進(jìn)后緊頭位置調(diào)整結(jié)構(gòu)不再通過齒形帶的松緊狀態(tài)進(jìn)行調(diào)節(jié)，所使用的行星差動(dòng)輪系調(diào)速平穩(wěn)、可靠，完全避免了“跳齒”現(xiàn)象，也解決了因緊頭偏移趨向一個(gè)方向造成的“卡死”問題。為檢驗(yàn)實(shí)施效果，以空頭率和里外排重量差異［8］為指標(biāo)對(duì)改進(jìn)前后調(diào)整機(jī)構(gòu)進(jìn)行了連續(xù)跟蹤對(duì)比，見表1。結(jié)果表明：改進(jìn)后里外排重量差異合格率提高23.6百分點(diǎn)，空頭率降低0.30百分點(diǎn)，端部落絲量降低1.84mg/支，有效提高了緊頭自動(dòng)控制系統(tǒng)的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性，減少了設(shè)備維修量，降低了設(shè)備故障率。（本文作者：李少平、范磊、王秋領(lǐng)、胡宏帥、李浩亮、孫二明、巢珍 單位：河南中煙工業(yè)有限責(zé)任公司許昌卷煙廠）