保障YF17 提升机输送烟支外观质量的技术研究

徐 泽 马 娜 张云森 杨绍荣*

(红塔集团大理卷烟厂,云南 大理671000)

1 设备原理

YF17 卷烟储存输送系统提升机主要由水平取样段(1)、入口转弯段(2)、垂直提升段(3)、出口转弯段(4)等部分组成,见图1。烟支在取样段被堆码到设定高度,经入口转弯段90°转弯后进入垂直提升段,再经出口转弯段90°转弯,被输送到高位输送器(5),从而将卷烟机制造的烟支提升到一定高度[1]。

图1 提升机结构示意图

在速度设计上:YF17 提升机出口转弯段采用同角速度大转弯半径的设计方式,垂直提升段、人口转弯水平段、入口转弯段外圈则与出口转弯段内圈线速度相同。

2 问题分析

在实际生产中,发现YF17 提升机输送烟支时存在两个问题:第一,出口转弯段内外圈输送链角速度有明显差异,进而导致在输送烟支过程中内外圈输送链板产生了相对运动,烟支流之间就会产生较为明显的错动,从而造成烟支错乱和烟支皱纹；第二,输送链板上有托举烟支的凸台,观察发现内外圈输送链板凸台部位的烟支会批量集中地出现皱纹。

2.1 出口转弯段内外圈角速度不同步分析

根据出口转弯段采用同角速度大转弯半径的设计方式,外圈输送链(5)和内圈输送链(6)必须以相同角速度围绕同一圆心转动,也就是ω5=ω6；所以可通过对YF17 提升机出口转弯段内外圈实际角速度比进行计算,看角速度比是否等于或接近1,来判断出口转弯段内外圈角速度是否同步。

如图2 所示,出口转弯段外圈传动链轮(1)和内圈传动链轮(2)通过同一伺服电机进行驱动,传动链轮(1)、(2)再将动力传递到与之同轴的柔性链轮(3)、(4),再通过柔性链轮(3)、(4)分别带动外圈输送链(5)和内圈输送链(6)转动。

图2 出口转弯段传动示意图

结合以上已知条件,通过查找相关机械设计手册,根据链传动比公式、线速度公式[2]对内外圈实际角速度比进行计算。

其中n 为转速,ω 为角速度,外圈传动链轮(1)齿数Z1=17,内圈传动链轮(2)齿数Z2=27,得出

又因为柔性链轮(3)与外圈传动链轮(1)同轴,柔性链轮(4)与内圈传动链轮(2)同轴,可得出

根据式(1-4)结合已知数据:柔性链轮(3)、(4)半径r0=55mm,外圈输送链(5)转动半径rs=370mm,内圈输送链(6)转动半径r6=260mm,可得出内外圈实际角速度比为

可以看出外圈输送链角速度ω5与内圈输送链角速度ω6实际比值与理论比值有较大误差,这是出口转弯段内外圈角速度不同步的主要原因,故需要重新设计传动比。(图3)

图3 出口转弯段运动分析图

2.2 链板凸台造成烟支皱纹分析

如图4 所示,烟支流提升输送时由于重力作用会下坠与两侧链板产生相对位移,为缓解提升过程中烟支下坠的情况,输送链采用了带凸台的链板,但在烟支流自身重力及内外圈输送链相互运动的作用下,与凸台接触的烟支都会受到向内的挤压力,导致了烟支皱纹。

图4 烟支流受力分析图

3 问题解决

3.1 调整外圈传动链轮齿数

由于提升机设计上垂直提升段、人口转弯水平段、入口转弯段外圈与出口转弯段内圈线速度相同,且以上位置皆采用同一条输送链,所以在调整传动比方面只能考虑出口转弯段外圈传动链轮齿数。结合式⑤、⑥计算得出外圈传动链轮齿数为:

外圈传动链轮齿数Z1=18.97 时方能满足内外圈同角速度大转弯半径的设计方式,故选取整数外圈传动链轮齿数为19。

3.2 采用新型提升机输送链板

原YFl7 输送链板采用材质为聚碳酸脂FLEXUNK 工程塑料链板[3],其凸台较高(图5(a)),且凸台与链板连接处为直角,烟支容易卡住,为了减小与凸台接触的烟支受到的向内的挤压力,减小了凸台高度,并将凸台与链板连接处改为过渡圆弧(图5(b))。既能避免下部烟支层因自重出现压痕,又有利于烟支的提升输送,有效地保证了烟支质量。

图5 改进前后YF17 输送链板对比图

3.3 改进效果

改进后的YFl7 卷烟储存输送系统提升机实现了对烟支流的稳定输送,应用效果表明,提升机导致烟支错乱现象消失,皱纹烟支由3～4 支/min 降低到0.5～1.0 支/min,有效提高了卷烟产品的外观品质。

4 结论

该研究解决了由于出口转弯段内外圈角速度不同步导致烟支错乱,以及选用输送链板不合适造成烟支皱纹的问题,杜绝了YF17 提升机造成的烟支错乱问题,减少了皱纹烟支数量,有效保障了卷烟产品的外观品质。