YB45 小盒包装机商标纸横向推送装置油封座结构改进研究

2021-01-24刘昌林

科技创新与应用 2021年4期

刘昌林

（四川中烟西昌卷烟厂，四川西昌 615000）

1 概述

YB45 小盒包装机商标纸横向推送装置俗称小滑车，其作用是将完成上胶和钢印标识的商标纸横向推送到五号包装轮下方包装位置，等待后续的折叠包装。在生产运行过程中，该部位发生短期周期性过度磨损，出现油封劣化，产生小滑车输出轴油封座漏油的现象，见图1。

图1 小滑车部位漏油实拍图

输出轴将传动箱体内的油液带出，滴漏在机身箱体周围，其造成的危害：（1）严重污脏设备，影响设备的整洁；（2）该漏油点与八号包装轮剔除部位很接近，油液容易污染到烟包，为产品质量带来隐患。因此，一旦出现漏油必须停机进行维修处理。经统计，对该部位进行维修处理需要拆卸的零部件多达20 余件，同时需要两名维修人员花费120 分钟才能完成。由于该部位漏油发生的频次高，每一台设备平均1 个月需进行一次修理。以目前生产的产品结构进行测算，每次维修影响设备的运行效率高达0.62%，造成经济损失15.5 万元。因此，有必要对小滑车部位的漏油故障进行处理。

2 小滑车设计结构及漏油原因分析

2.1 小滑车输出轴油封座结构分析

小滑车输出轴油封座由法兰座、防尘盖以及骨架油封三部分组成，见图2。骨架油封安装在防尘盖内，在法兰座上加工有上下两个回油孔，呈轴向分布。骨架油封在这个位置起到阻挡住油液和防尘的作用，即输出轴往前推出时油封将油液阻挡下，回退时将附着在输出轴上的灰尘阻挡下保证了机器内部的清洁。

2.2 小滑车输出轴油封座工作原理分析

小滑车输出轴与油封座采用的是间隙配合，经过喷淋润滑后的输出轴作往复运动，轴上油液经骨架油封阻挡后通过法兰座上的回油孔回流至油箱，见图3。

2.3 小滑车部位油液泄漏的原因分析

输出轴的往复运动为400 次/分，附带的油液量大，其向前运动过程中会带着润滑油逆向进入回油孔，阻碍油液回流，导致骨架油封内侧快速积聚大量油液，油封内外形成压差，逐渐增大的压差使油液突破油封唇口的封锁从而产生泄漏，这是造成商标纸小滑车部位出现漏油的主要原因；同时，该部件位于五号包装轮下部烟沫、纸屑容易聚集的地方，这些灰垢附着在输出轴上必将导致输出轴和油封的磨损，长时间后引起漏油。

图2 小滑车输出轴油封座结构示意图

图3 小滑车输出轴工作原理示意图

3 控制小滑车油液泄露问题方案研究

3.1 总体思路

基于小滑车设计结构及漏油原因分析，控制油液泄露的总体方案主要集中在：（1）平衡油封内外的压差；（2）增强油封的密封性，阻挡油液在压差作用下溢出。通过原理、措施及优缺点的比较认为对油封座结构进行改进，以疏通为主的方案更可行。

3.2 小滑车油封座的改进具体方案研究

确定以疏通为主的总体方案后，针对快速、高效疏通回油提出三套油封座结构的改进具体方案：（1）四回油孔油封座；（2）回油环式油封座；（3）外部回油油封座。

3.3 小滑车油封座的改进具体方案分析

3.3.1 方案一：增加油封座回油孔数量

具体措施：在当前两个回油孔的基础上增加一倍数量的回油孔，见图4。

图4 四回油孔油封座

图5 回油环式油封座

方案分析：回油孔数量增加，理论上单位时间的回油量增加，对于油封密封唇处存在的压差有缓解作。

3.3.2 方案二：设计回油环式油封座

具体措施：在油封座中部，输出轴径向位置设计一个环形空腔，见图5。

方案分析：新增储油腔，当输出轴往复动作时部分多余油液在此处被节流，同时被骨架油封阻挡的油液也可通过回油孔在此处汇聚，随后油液通过回油孔回流传动箱。环形空腔起到缓解油压升高，平衡油封内外压差的作用。

3.3.3 方案三：增设外部回油油封座

具体措施：（1）在油封座中部设计一个环形回油空腔，此空腔与一个外部回油管路连接；（2）在油封座传动箱一侧面再增加一个油封；（3）油封座与防尘盖油封之间增设外回油孔，见图6。

方案分析：（1）双油封设计，法兰座上油封阻挡油液、防尘盖上油封防尘，分工明确；（2）法兰座上油封在阻挡住油液时，油液直接流入传动箱不容易随输出轴往复运动而堆积，大幅降低了油封承受的油压；（3）当油封、输出轴磨损或局部温度升高油液变稀薄时，油液将随输出轴的运动渗透出来，渗透出的油液将进入回油空腔，在重力作用下回油空腔内的油能够快速经回油管流回油池；（4）足够大的回油空腔和外回油孔配合，独立的回油管能够及时疏通渗出的油液，避免油液在防尘盖油封处积聚，避免了油封密封唇内外出现压差；（5）防尘盖上油封能够防止灰尘进入回油空腔，确保回油管路畅通，见图7。