PDF《第二章 卷接设备系统分析》

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第二章 卷接设备系统分析

第一节 卷烟机传动系统分析

一、传动原理

(一)传动原理概述 卷烟机的传动系统由主传动系统和副传动系统两部分组成.

两部分以动力源的不同来区 分:以主电机为动力源的传动叫做主传动(包括模块化的几大功能机构) ,其余由各单独电机 驱动的分散传动部分统称为副传动. 主传动系统由烟条切割传动、喇叭嘴传动、烟枪布带传动、供纸印刷传动、吸丝带传动、 劈刀传动以及对接传动等部分组成,主传动使主要功能机构运动同步,协调有效的工作. 副传动系统包括部分供丝传动、回丝传动、劈刀升降传动、风机传动、印刷调整传动等. 在中高速卷烟机上,副传动还包括润滑油泵传动、油冷却风扇传动及引纸辊传动等.烟条切 割系统中砂轮的传动,在有些卷烟机型上属于主传动,有些则属于副传动,与刀盘结构有关. 副传动起到辅助传动的作用,相应辅助机构按照设计要求动作,完成卷烟工艺过程必不可少 的辅助功能. 卷烟机结构原理的多样性和实现各种功能的复杂性,必然要求传动系统予以满足,因而 使得传动形式多种多样,包括机械传动和气压传动,局部采用了液压传动. 机械传动形式主要有:齿轮传动、带传动、摩擦轮传动、螺旋传动等. 1.齿轮传动 齿轮传动是在卷烟机上应用最广泛的一种传动形式. 这是因为齿轮传动具有平稳性较高、 传递运动准确可靠、传递的功率和速度范围较大、结构紧凑、传动效率高、使用寿命长等优 点.大部分设计为闭式齿轮传动.根据传递运动方向的不同要求,常采用圆柱齿轮、螺旋齿 轮和圆锥齿轮传动. 2.带传动 带传动在卷烟机上应用也较广泛,这是因为带传动除具有传递运动准确、平稳性较高、 使用寿命长、对轴承压力小、传动效率高等与齿轮传动相同的优点外,还有允许线速度高、 传动噪声小、不需润滑、耐脏性好、维修性方便等特殊优点.但是,带传动与齿轮传动共有 的缺点是:安装误差对传动性能影响较大,对安装精度要求高.卷烟机常选用传动带类型主 要包括多楔带和同步带,而三角带、圆形带及类似于带的输送带仅在个别部位使用,这是依 据不同的使用要求而设计的. 多楔带兼有普通 V 带和平带二者之长,既有平带柔软、强韧的特长,又有普通 V 带紧凑、 高效率等优点.在机械传动中,多楔带能够充分发挥胶带的传递效率,传递功率大,占空间 位置小,带体薄而富有柔软性,适应高速传动(带速可达 40m/s) ,振动小,发热少,运转 较平稳, 负荷分布均匀. 例如在 YJ19 型卷烟机主传动系统中, 主电机传动即采用多楔带传动. 此外,在副传动中,高压通风机、中压通风机和供料系统高速轴传动三处也都采用了多楔带 传动. PDF created with FinePrint pdfFactory trial version http://www.pdffactory.com

27 同步齿形带传动是综合了一般带传动、链传动和齿轮传动优点的新型带传动.由于带的 工作面为齿形,与带轮的齿槽作啮合传动,并由带的强力层承受负荷,以保持带的节线长度 不变,使带与轮间没有相对滑动,从而使主、从动轮都作同步传动,故在卷烟机上的同步带 都用在与整机同步或局部要求同步的传动中. 同步带的线速度范围可从不足1m/s到40m/s, 速比可达到 10, 传动效率可达 99.5%. 在卷烟机主传动系统中, 应用最广的仍是普通的英制、 单面梯形齿同步带.而圆弧齿同步带比梯形齿带传递扭矩更大,因此在主传动箱与印刷传动 箱、印刷传动箱与风室传动箱之间联接箱体传动时被采用.双面齿同步带为满足双面传动而 设计,因而只在接纸器传动中联接两拉纸辊和供纸辊传动时被采用. 圆形带的截面为圆形,结构简单,用于小功率传动.当交错轴间传递运动时,可避免平 皮带难免的磨损不均、易于跑偏等缺点.YJ19 型卷烟机上仅磨刀砂轮传动采用了圆形带.另外, 烟枪布带拉动烟条的传动和吸丝带输送烟丝束雏形的传动均采用是类似于平皮带的传动. 3.螺旋传动 在卷烟机上也有应用.所谓螺旋传动是用内、外螺纹组成的螺旋副传递运动和动力的传 动形式.螺旋运动可方便地把主动件的回转运动转变为从动件的直线运动.它与其他将主动 件的回转运动转变为从动件的直线运动的传动装置(如曲柄滑块机构)相比,具有结构简单 和工作连续、平稳、传动精度高等优点,其缺点是由于螺纹之间产生较大的相对滑动,因而 磨损大,效率低.如在 YJ

15、YJ19 型卷烟机烟条切割系统的进刀机构,就是普通螺旋传动应 用形式之一,即螺杆原位回转,螺母作直线运动.正是螺母的直线运动带动切割刀片产生进 给运动.另外,如YJ19 型卷烟机劈刀高度调整装置中的劈刀升降运动、紧头位置调整装置中 的中间带轮的位置变动也是普通螺旋传动的应用. 4.其它传动机构 卷烟机上应用的传动机构还有:无级变速机构,连杆机构、棘轮机构、凸轮机构等.此外,与传动有关的变频调速电机、测速器、离合器、联轴器(如YJ19 采用的双万向联轴节、 柔性联轴节、柱销联轴节)等在现代中高速卷烟机上的应用越来越广泛.

(二)YJ19 型卷烟机的传动原理 1.主传动原理 YJ19 型卷烟机供料、吸丝成形、供纸印刷、烟条成形、切割及输送等几大组成部分功能 是相辅相成、协调一致的,因而要求运动速度保持同步关系.根据这一要求,选用一台大功 率电动机作为动力源,通过多种传动形式的相互联接,实现上述各部分的运动同步关系.图2-1 直观地反映了 YJ19 型卷烟机主传动系统的传动链和传动原理.主电机转速由变频控制, 动力通过 I 轴输入主传动齿轮箱.从主传动箱分出三根传动轴,分别编号为Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ.Ⅲ 轴将运动传给喇叭嘴传动箱和对接传动箱, 最终运动传到喇叭嘴、 拨烟轮和对 YJ29 型接装机 主传动系统.Ⅳ轴将运动传给刀盘传动箱,最终运动传到刀盘和砂轮.Ⅱ轴通过联轴节直接 将运动传到布带轮,并间接带动印刷传动箱.从印刷传动箱分出两根传动轴 V 和Ⅸ.V 输将 运动传给牌子箱和供纸传动轮系,最终运动传到供纸辊(两个) 、钢印辊(两个) 、墨辊(四个) 、供纸辊(一个)和拉纸辊(两个) .Ⅸ轴驱动 VI 轴向风室传动箱传递运动,并通过无级 变速器和Ⅷ轴向供丝部分传递运动.风室传动箱分出两根轴Ⅶ和X.Ⅶ轴最终运动传到左吸 丝带轮和右吸丝带轮.X 轴将运动传给劈刀传动箱,最终运动传到劈刀和刷丝轮.主传动原 PDF created with FinePrint pdfFactory trial version http://www.pdffactory.com

28 图2-2 YJ19 型卷烟机主传动系统图 PDF created with FinePrint pdfFactory trial version http://www.pdffactory.com

29 理如图 2-2. 图2-1 YJ19 卷烟机主传动系统方框图

1、2.定量辊 3.落料辊 4.清洁辊 5.弹丝辘 6.风扇辘 7.集流管 8.弹梗辊 9.阀辊 图2-3 主要副传动示意图 PDF created with FinePrint pdfFactory trial version http://www.pdffactory.com

30 2.副传动原理 副传动主要由以下各独立传动机构组成. (1)定量辊传动 由变速电机单独驱动,两定量辊等速相向转动.辊体转速的变化受中 机架上光电传感器信号控制,转速变化范围为±25%,以满足供丝要求. (2)落料辊传动 落丝辊的转动受减速器电机单独驱动,但落料辊恒速运转,速度不受 其他部分影响. (3)供料系统高速轴传动 高速轴传动是指弹丝辘、风扇辘、集流管和清洁辘四个辊子 的传动.前三个辊子是实现供料系统第一次风分的关键,高速转动可使烟丝充分松散,达到 更好的风分除杂效果.对于不同类型的烟丝,其风分速度不同,速度的改变通过更换带轮得 以实现.清洁辊的高速转动可使细钩子滚筒表面的烟丝被彻底清除. (4) 二次风分部分传动 二次风分部分只有弹梗辊和阀辊是可转动的, 这两个辊子的动 力源于一个电机,电机变速箱使其转速降低

15 倍,以降低辊子速度. (5)回丝装置传动 这一部分的传动是指回丝箱体内尼龙叶片(匀丝板)的转动和螺旋 输送器的转动以及振槽的振动.在整个卷烟机的传动系统中,只有这一部分传动采用了普通 三角带. 除了以上这些主要的副传动外,还有高压通风机传动、中压通风机传动、劈刀调整电机 传动、润滑油泵传动、接纸装置供纸辊传动、钢印套色与切口调整机构传动等,它们均由独 立电机驱动,传动路线短,结构简单.

(三)YJ17 型卷烟机传动原理 1.主传动 如图 2-4 所示,主电机为一无级调速电动机,最大转速

3040 转/分,功率 12KW.通过平 皮带轮(D1=φ208/D2=φ160mm)带动主传动轴2,随后主传动轴将其运动一路传入刀盘传 动箱;

另一路通过一对斜齿圆柱齿轮(Z=34/Z=68)将运动传至轴4,然后由轴4带动转 轴编码器和通过一对斜齿圆柱齿轮(Z=38/Z=76)将运动传至轴5.轴5将运动分三路传 出:一路通过同步带轮(Z=34)经同步带带动同步带轮(Z=34)将运动传给轴

32 进入对 接输出传动箱;

一路通过同步带轮(Z=36)经同步带带动同步带轮(Z=18)将运动传至轴 18;

另一路通过一组斜齿圆柱齿轮(Z=ZL/Z=34/Z=50)将运动传至轴 74.轴7再将运动分 两路传出:一路通过同步带轮(Z=34)经同步带带动同步带轮(Z=17)将运动传至轴

24 进入副传动箱;

另一路通过一对斜齿圆柱齿轮(Z=29/Z=41)将运动传至轴 88. 2.典型机构传动原理分析 (1)烟支传送蜘蛛手传动 如图 2-4 所示,对接输出传动箱传动轴

32 通过一组斜齿圆柱齿轮(Z=25/Z=50/Z=50)将 运动传至轴 34,轴34 通过同步带轮(Z=34)经同步带带动同步带轮(Z=34) ,将运动传至 机械手传动箱体 20,使其绕机械手机构主轴

27 顺时针方向旋转,同时,传送臂直齿圆柱齿 轮(Z=44)和过渡直齿圆柱齿轮(Z=31)也绕着固定在主轴

27 上的直齿圆柱齿轮(Z=88) 回转.传送臂直齿圆柱齿轮(Z=44)还绕着轴

29 作逆时针方向旋转,传送臂

19 与其固联, 所以,传送臂

19 亦绕着轴

29 作逆时针方向旋转.直齿圆柱齿轮(Z=11)与轴

29 做成一体, 这样,安装于传送臂

19 上的过渡直齿圆柱齿轮(Z=40)和抽吸槽直齿圆柱齿轮(Z=22)也PDF created with FinePrint pdfFactory trial version http://www.pdffactory.com

31 就绕着轴

29 上的直齿圆柱齿轮(Z=11)作逆时针方向回转,迫使抽吸槽

18 绕着轴

31 作顺 时针方向回转.根据设计要求,机械手传动箱体转一圈,传动臂

19 绕轴

29 转一圈、抽吸槽

18 绕轴

31 也转一圈,保证抽吸槽在回转过程中始终处于水平位置,实现了机械手机构的传 动. 1.主电动机 2.轴编码器 3.供纸辊补偿电动机 4.第二供纸辊 5.副传动箱 6.第二印刷装置 7.第二钢印 辊8.第二匀墨辊 9.第一印刷装置 10.第一钢印辊 11.第一匀墨辊 12.第一供纸辊 13.主传动箱 14.布 带轮 15.喇叭嘴机构 16.刀盘传动箱 17.刀盘 18.抽吸槽 19.传送臂 20.蜘蛛手机构传动箱 21.对接输 出传动箱 图2-4 YJ17 型卷烟机主传动系统图 图2-4(A) YJ17 型卷烟机传动系统图 (2)第一供纸辊传动 如图 2-4 所示,第一印刷装置9传动轴

14 通过同步带轮(Z=21)经同步带带动同步带 PDF created with FinePrint pdfFactory trial version http://www.pdffactory.com

32 轮(Z=18) ,这样便驱动了与同步带轮(Z=18)做成一体的斜齿圆柱齿轮(Z=24) ,再通过 斜齿圆柱齿轮(Z=24)传动斜齿圆柱齿轮(Z=20)将运动传至轴 10,轴10 通过一对斜齿 圆柱齿轮(Z=22/ Z=22)将运动传至轴 11,轴11 带动第一供纸辊

12 运转,实现了第一 供纸辊传动. (3)卷烟纸补偿装置传动 如图 2-4 所示, 供纸补偿电动机3通过直齿圆柱齿轮 (Z=37) 驱动差动直齿圆柱齿轮 (Z =79) ,由于轴

10 安装于差动直齿圆柱齿轮上,这样当差动直齿圆柱齿轮运转时,便驱动了 斜齿圆柱齿轮(Z=20)和斜齿圆柱齿轮(Z=22)绕斜齿圆柱齿轮(Z=24)和斜齿圆柱齿轮 (Z=22)旋转,实现了差动齿轮传动.当补偿辊3位于接近开关B29 前面时,表示卷烟纸 张力减小,供纸辊速度高于烟条速度,接近开关B29 发出控制信号,供纸补偿电动机(见图 2-4 中3)起动,使差动圆柱齿轮(Z=79)逆时针方向旋转,第一供纸辊速度降低到比第二 纸辊速度大约低3r/min,这样卷烟纸张力逐渐增大,补偿辊慢慢地返回到中间位置,电动 机停转,第一供纸辊速度与烟条速度又等速;

当补偿辊3位于接近开关B27 前面时,表示卷 烟纸张力增大,供纸辊速度低于烟条速度,接近开关B27 发出控制信号,供纸补偿电动机又 起动,使差动圆柱齿轮(Z=79)顺时针方向旋转,第一供纸辊速度增加到比第二供纸辊速 度大约高3r/min,卷烟纸张力逐渐降低,补偿辊慢慢地返回到中间位置,电动机停转,第 一供纸辊速度与烟条速度又等速. (4)第二供纸辊传动 如图 2-4 所示,副传动箱

5 与传动轴

25 通过同步带轮(Z=20)经同步带带动同步带轮 (Z=20)将运动传至轴 26,从而驱动第二供纸辊4转动,实现了第二供纸辊传动. 第二供纸辊调节装置传动如图 2-5 示,第二供纸辊除了对卷烟纸进行牵引外,还能自动 调节印刷后的商标相对于烟支切口的位置变化.伺服电动机3传动轴上的偏心齿轮盘4传动 扇形齿轮2,从而使压纸辊5围绕第二供纸辊1回转,改变等二供纸辊与切刀之间卷烟纸的 长度,从而改变商标相对于切口的位置. 1.第二供纸辊 2.扇形齿轮 3.伺服电动机 4.偏心齿轮盘 5.压纸辊 图2-5 第二供纸辊调节装置传动原理 (5)平准器传动 如图 2-4(A)由同步带轮(Z=20 用于双牌子箱或 Z=16 用于单牌子箱)将YJ17 型卷烟机 卷制成形机传动来的运动,通过一组斜圆柱齿轮(Z=20/Z=34/Z=20)传至轴 103,轴103 将 运动分成两路传出:第一,斜齿圆柱齿轮(Z=32)带动斜齿圆柱齿轮(Z=16)从而带动刷丝 轮运转;

第二,斜齿圆柱齿轮(Z=16) ,同时驱动两个斜齿圆柱齿轮(Z=24 和Z=24) ,从而将 运动分别传给前、后两个劈刀. PDF created with FinePrint pdfFactory trial version http://www.pdff........