試論MAX-70接裝機供膠系統的改進和應用
2012-04-01作者：曹莉躍
（上海卷煙廠長陽路733號）
摘 要：圍繞MAX-70接裝機生產的煙支水松紙上膠粘合不良，出現煙支漏氣、嚴重的煙支和濾嘴脫落現象，經過對MAX-70接裝機供膠系統剖析、研究和結構改進，在膠水缸的供膠輥軸向增加平面軸承，消除供膠輥的軸向磨損，保證水松紙1.5mm無膠區的對稱中心位置，同時將計量泵齒輪軸的滑動軸承改為滾動軸承。通過先后對12臺機組改進，Z長使用時間已達2年多，效果良好，得到操作人員和維修人員的認可與好評。計劃對本廠全部（27臺）MAX-70供膠系統結構實施改進。（上海卷煙廠長陽路733號）
關鍵詞：煙支漏氣；供膠輥軸向位移；計量泵磨損；改進；應用
引言
PROTOS-70型卷接機組是德國虹霓公司設計制造的，是20世紀90年代上的較為先進的卷接機組，是我廠目前使用的數量Z多的卷接機組。經我廠長期使用后發現，由于結構上存在的局部缺陷，使生產的卷煙出現煙支漏氣、嚴重的煙支和濾嘴脫離現象，雖然此類問題是偶然發生的，但影響了煙支的質量，影響了企業的聲譽。在對煙支質量進行故障原因的調查分析和研究中發現：出現煙支漏氣、嚴重的煙支和濾嘴脫離現象的質量問題有兩種可能。其一是MAX-70接裝機供膠系統中膠水缸的供膠輥發生軸向移動，造成粘合劑與水松紙錯位，水松紙1.5mm無膠區的對稱中心位置出現偏移，使割刀在切割水松紙時，不能正確地切切割于水松紙1.5mm無膠區的中心，造成兩邊水松紙上膠量不一致，膠量較少一端的煙支容易產生漏氣現象；其二是MAX-70供膠系統中膠水計量泵的供膠量問題，由于泵體內出現漏膠，產生膠壓下降，供膠量不足，造成煙支和濾嘴脫離現象等現象。為了有效控制故障的發生頻率，提高煙支質量，對MAX-70供膠系統中膠水缸和計量泵分別進行剖析、研究和結構改進。
1、膠水缸的性能對煙支的影響
煙支質量問題一直是企業關注的重要問題，是企業賴以生存、發展的基礎。而膠水缸性能不良將會使煙支漏氣，直接影響著煙支的質量。膠水缸的作用是將所需的膠模涂于水松紙上，通過搓接的形式，使雙濾嘴與兩端卷煙獲得包合，然后由分割刀將雙濾嘴割開，生產出符合技術要求的煙支。當膠水缸中輸送的膠模位置發生位移時，作用在水松紙上膠模的位置也相應發生變化，如膠模位置位移到一定程度，會產生局部粘合無效，煙支就會出現漏氣現象。煙支的煙氣分析是以煙支圓周上的密封為前題的，若煙支的水松紙位置圓周上出現漏氣，煙支的煙氣分析將隨著漏氣量的變化而變化，直接影響煙支的煙氣分析質量。因此，如何保證膠水缸工作質量，發揮其性能及增加使用壽命，是需要研究的課題。
1.1 產生質量問題的原因
從PROTOS-70機組生產現狀看問題，機組在生產過程中經常會出現煙支漏氣、嚴重的煙支和濾嘴脫離現象，致使不合格品煙支數量的增加。產生質量問題的原因是：供膠輥（下膠輥）在膠水缸的軸向竄動未得到有效控制。根據機組的技術要求，如圖1所示：在生產雙濾支煙時，切割刀位置是固定保持距機身墻板170mm（相當于水松紙中心到抽吸空氣室表面的距離），切割刀片在水松紙1.5mm無膠區的中心范圍內切割，這就要求供膠輥中心1.5mm寬的無膠區，保持相對穩定，而實際情況是供膠輥在機組運行一段時間后，在膠水缸上出現軸向竄動，直接影響到涂在水松紙上的膠模位置，從而出現了煙支的漏氣等質量問題。
圖1 上膠位置示意圖
1.2 膠水缸結構原理的分析膠水缸組件是由齒輪、膠水缸體、擋膠塊、滾針軸承、軸、手輪、供膠輥等組成。如圖2所示，膠水是通過供膠輥將膠膜傳遞到上膠輥，由上膠輥對水松紙實施供膠。由于滾針軸承外殼固定安裝在缸體上，是不轉動的，但在滾針軸承軸向面上，左端的軸肩和右端的供膠輥是轉動的，所以在日常的生產過程中，滾針軸承外殼端面與軸肩和供膠輥間軸向磨損，使供膠輥中心軸向位置失控，出現了煙支的漏氣現象，影響了煙支的質量。
根據《PROTOS-70使用手冊》規定：供膠輥的軸向偏差要求控制在±0.1mm的范圍，就能使導紙輥調整水松紙中心與上膠輥的上膠的對稱中心一致，上膠輥對稱中心與切割刀位置保持一致，這樣就符合煙支涂膠、切割的技術要求，煙支質量得到保證。若供膠輥的軸向位移超過±0.1mm，將對水松紙上膠區域的對稱中心產生軸向位移，由于切割刀位置是固定的，因此將出現切割位置軸向偏移，造成上膠不良的現象，直接影響卷煙和濾棒的包合質量。
圖2 改進前膠水缸組件結構示意圖
但是，從膠水缸體組件結構中可以看出，防止供膠輥軸向竄動僅依靠由密封圈與滾針軸承的端面組成，無其它軸向固定結構，不能保證長時間高速運轉后仍保持原來軸向位置。在經過1—2月左右時間生產，由于供膠輥旋轉運動和固定的滾針軸承的相對磨擦，造成軸承側面因摩擦而產生磨損，開始一個多月的時間內，磨損范圍在0.2-0.3mm，而隨時間推延，磨損的速度加快。三個月左右時，其磨損范圍就會增大到1.5-2.0mm。這時就會出現有膠區域的左右偏移跑位，涂在水松紙上的膠膜的不能在正常位置包煙切割，出現煙支包合中的偏差，引起煙支的漏氣現象。如果軸向竄動的尺寸再增大，就會造成煙支和濾嘴脫離現象，這是問題之一。其二是軸的軸肩與滾針軸承的磨損，由于下膠輥與上膠輥的相對運動所受到阻力增大，以及齒輪間所受的傳動阻力增大，致使摩擦力增大，造成滾針軸承側面因磨擦而產生的磨損增大，形成軸向竄動增大。
其三是膠水缸體與供膠輥側面的缸體內接觸，下膠輥的內孔與軸配合，是由6×6×20mm的鍵徑向固定，軸向由鍵和鍵槽的過盈量固定，由于鍵長僅20mm，因此過盈量產生的軸向固定力不大，隨著使用時間的推移，軸上的鍵與供膠輥產生軸向位移。由于供膠軸左右側面與膠水缸間僅0.1mm距離，若供膠軸軸向位移超過0.1mm，將造成供膠輥側面與缸體接觸摩擦，造成膠水隨接觸摩擦面的離心力作用飛濺到水松紙上，影響煙支上膠質量。
綜合以上三個因素，是產生水松紙上膠質量問題的關健所在。要控制軸向竄動，就必須有設計一種能有效控制軸向竄動結構，緩解零件間相互磨擦，來實現控制軸向竄動的問題，確保煙支上膠質量的穩定。
1.3 實施膠水缸組件的改進方案及方法
1.3.1 根據對故障產生原因進行分析和研究后認為：只有通過對軸向竄動問題進行相對固定和有效控制，才能使得膠水缸組件