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摘要
为了解决YJ19卷接机组吸丝带传动打滑，造成烟支空头与竹节问题，对吸丝带传动齿轮箱超越离合器装置进行了改进。改进内容主要是：①在双联齿轮内环面与超越离合器外环面之间增加键槽，把原装置设计的通过摩擦力传递动力改为键连接传递动力。②重新进行超越离合器的选型，将原装置采用的无内环型（CKB）超越离合器改为基本型（CKA）超越离合器。③在超越离合器内环面与从动轴之间增加键槽，把原装置设计的通过摩擦力传递动力改为键连接传递动力。通过改进前后实测数据对比，空头烟剔除率从0.25%左右降低至0.1%以内，稀释度剔除率从0.17%降低至0.08%以内。改进解决了吸丝带传动齿轮箱超越离合器与从动轴间磨损严重问题，避免了超越离合器与从动轴之间的打滑，保证了吸丝带传动与主传动的一致，达到了减少烟支空头与竹节的目的。
关键词：YJ19卷接机组；风室传动箱；超越离合器；改进
引言
YJ19卷接机组吸丝带传动是采用楔块式无内环超越离合器[1]，利用超越离合器的止逆属性，将动力从齿轮箱中的双联齿轮传递给吸丝带传动轴。在实际的生产中，常出现传动吸丝带运动的超越离合器装置瞬间不能锁死现象，超越离合器与吸丝带传动轴工作面在较短时间内也出现了严重磨损[2]。这种情况造成机器在高速运行过程中吸丝带运动的打滑，使烟丝流的线速度与卷纸线速度不一致，引起竹节烟和空头烟的产生[3]。由于造成烟支空头和竹节的原因较多，超越离合器与吸丝带传动轴之间打滑问题没有得到足够重视，目前行业内没有有效的措施来解决超越离合器传动过程中的打滑问题。为此对吸丝带传动齿轮箱超越离合器装置进行改进，杜绝超越离合器与吸丝带传动轴在高速运转过程中的打滑现象，以保证烟丝线速度与卷纸线速度一致，达到减少烟支空头和竹节的目的。
1.存在问题及原因分析
1.1 风室传动齿轮箱的工作原理
从主电机传递来的动力，经前端同步齿形带，输入到同步齿形带轮1，同步齿形带轮1通过轴和齿轮将动力传送给双联齿轮2，双联齿轮2将动力分两路传递出去。一路经过渡齿轮5将动力传递到烟支长度齿轮6，通过烟支长度齿轮6将动力传递给同步齿形带轮3，同步齿形带轮3通过齿形带驱动平准器装置运转；另一路则通过双联齿轮2内部的超越离合器4，利用超越离合器的止逆性原理，将动力传递万向联轴器7，再由吸丝带驱动轴8将动力传送给吸丝带主动轮，从而驱动吸丝带的运转[4]。（图1）
1.2 超越离合器的作用
超越离合器是在一个对象上可以自由转动，而在另一个对象上锁死的一种装置[5]。在双联齿轮内部设计一套超越离合器，就是利用超越离合器所固有的超越和止逆属性，使机器正常运行时主传动传递给双联齿轮的动力，通过超越离合器的止逆作用锁紧支撑轴，从而使动力从双联齿轮向支撑轴传递，驱动吸丝带运转。当机器停止，更换吸丝带过程中，利用超越离合器的超越属性，可以实现手动顺时针方向拉动吸丝带，以便于吸丝带的安装。这时超越离合器起到一个超越的作用[6]。
1.3 采用无内环型超越离合器（CKB）存在的问题
风室传动齿轮箱所采用的超越离合器是楔块式无内环超越离合器（CKB），主要是依靠滚道外圈与支撑轴之间楔块的楔入和自锁角来实现超越与止逆作用的。自锁角是由楔块的结构来决定的，楔块有一个很低的初始自锁角来确保开始时绝对的结合，当它从超越位置一直到最大承受载荷，它的自锁角逐渐增大，以承载更大的传递动力[7]。
由于超越离合器是直接装在双联齿轮内部，之间的动力传递只是靠双联齿轮内环面与超越离合器外圈之间的配合力来实现。当传动力矩较大时，两者之间往往存在打滑现象（俗称轴承跑外圆），这样就会造成吸丝带与布带间的不同步，产生竹节烟和空头烟现象。另一方面，由于主传动链开始运转时，超越离合器是靠多个有一定自锁角的楔块抱紧支撑轴，靠楔块与支撑轴之间的摩擦力来传递动力。当楔块与支撑轴之间的配合面精度较高时，二者之间的摩擦力矩很大，可以实现正常的动力传递。机器的每一次启动，楔块都会锁紧支撑轴一次，由于支撑轴工作面硬度较楔块的低，长时间工作后支撑轴工作面磨损就较为严重，造成超越离合器楔块的自锁角变小，超越离合器楔块对支撑轴的锁紧力减小，从而引起机器高速运行过程中和负荷变化时双联齿轮与支撑轴之间的相对打滑现象，造成吸丝带与主传动运动不一致，从而引起竹节烟和空头烟的产生[8]。
2.改进方法
2.1 对超越离合器装置的改进
由于设计上采用无内环超越离合器（CKB）所带来的弊端，只要在传动链上避免采用无内环超越离合器（CKB），就能防止吸丝带传动打滑。本着尽量减少改动和便于安装的原则，将双联齿轮与支撑轴之间的动力传递设计为内外圈都带键槽的基本型超越离合器（CKA）连接，就解决了双联齿轮与支撑轴之间的打滑现象。（图2）
2.2对双联齿轮的改进
3.改进取得的效果
对一组原竹节烟空头烟较为严重的YJ19卷接机组进行了改进，经过两个月的跟踪检测，从改进前后实测数据可以看出，空头烟剔除率从0.45%左右降低至0.2%以内，稀释度剔除率从0.17%降低至0.08%以内。改进解决了吸丝带传动齿轮箱超越离合器与从动轴间磨损严重问题，避免了超越离合器与从动轴之间的打滑，保证了吸丝带传动与主传动的一致，达到了减少烟支空头与竹节的目的。并在其余4组YJ19卷接机组上推广应用，都取得较为不错的效果。
参考文献：
[1]徐灏.机械设计手册4.北京：机械工业出版社，1992.
[2]孔庆堂.楔块式超越离合器的结构及其应用.离合器技术（第3集），1993
[3]李少平，赵红霞，范磊，王晓东，李洁亮，胡宏帅.PASSIM卷接机组风室导轨的改进[J].烟草科技，2012（3）28-30.
[4]李新光.YJ19-YJ29卷烟机机组培训教材[G].许昌烟草机械厂，1997.
[5]成大先.机械设计手册（第三版）第二卷.北京：化学工业出版社，1994
[6]国家烟草专卖局职业技能鉴定指导中心.烟机设备修理技师培训[G]，2006
[7]实用机械设计手册（第2版）下册.北京：机械工业出版社
[8]詹春贵，赵洪波，乔海波，李伟.PASSIM卷接机组布带轮的改进[J].烟草科技，2011（10）30-31.
为了解决YJ19卷接机组吸丝带传动打滑，造成烟支空头与竹节问题，对吸丝带传动齿轮箱超越离合器装置进行了改进。改进内容主要是：①在双联齿轮内环面与超越离合器外环面之间增加键槽，把原装置设计的通过摩擦力传递动力改为键连接传递动力。②重新进行超越离合器的选型，将原装置采用的无内环型（CKB）超越离合器改为基本型（CKA）超越离合器。③在超越离合器内环面与从动轴之间增加键槽，把原装置设计的通过摩擦力传递动力改为键连接传递动力。通过改进前后实测数据对比，空头烟剔除率从0.25%左右降低至0.1%以内，稀释度剔除率从0.17%降低至0.08%以内。改进解决了吸丝带传动齿轮箱超越离合器与从动轴间磨损严重问题，避免了超越离合器与从动轴之间的打滑，保证了吸丝带传动与主传动的一致，达到了减少烟支空头与竹节的目的。
关键词：YJ19卷接机组；风室传动箱；超越离合器；改进
引言
YJ19卷接机组吸丝带传动是采用楔块式无内环超越离合器[1]，利用超越离合器的止逆属性，将动力从齿轮箱中的双联齿轮传递给吸丝带传动轴。在实际的生产中，常出现传动吸丝带运动的超越离合器装置瞬间不能锁死现象，超越离合器与吸丝带传动轴工作面在较短时间内也出现了严重磨损[2]。这种情况造成机器在高速运行过程中吸丝带运动的打滑，使烟丝流的线速度与卷纸线速度不一致，引起竹节烟和空头烟的产生[3]。由于造成烟支空头和竹节的原因较多，超越离合器与吸丝带传动轴之间打滑问题没有得到足够重视，目前行业内没有有效的措施来解决超越离合器传动过程中的打滑问题。为此对吸丝带传动齿轮箱超越离合器装置进行改进，杜绝超越离合器与吸丝带传动轴在高速运转过程中的打滑现象，以保证烟丝线速度与卷纸线速度一致，达到减少烟支空头和竹节的目的。
1.存在问题及原因分析
1.1 风室传动齿轮箱的工作原理
从主电机传递来的动力，经前端同步齿形带，输入到同步齿形带轮1，同步齿形带轮1通过轴和齿轮将动力传送给双联齿轮2，双联齿轮2将动力分两路传递出去。一路经过渡齿轮5将动力传递到烟支长度齿轮6，通过烟支长度齿轮6将动力传递给同步齿形带轮3，同步齿形带轮3通过齿形带驱动平准器装置运转；另一路则通过双联齿轮2内部的超越离合器4，利用超越离合器的止逆性原理，将动力传递万向联轴器7，再由吸丝带驱动轴8将动力传送给吸丝带主动轮，从而驱动吸丝带的运转[4]。（图1）
1.2 超越离合器的作用
超越离合器是在一个对象上可以自由转动，而在另一个对象上锁死的一种装置[5]。在双联齿轮内部设计一套超越离合器，就是利用超越离合器所固有的超越和止逆属性，使机器正常运行时主传动传递给双联齿轮的动力，通过超越离合器的止逆作用锁紧支撑轴，从而使动力从双联齿轮向支撑轴传递，驱动吸丝带运转。当机器停止，更换吸丝带过程中，利用超越离合器的超越属性，可以实现手动顺时针方向拉动吸丝带，以便于吸丝带的安装。这时超越离合器起到一个超越的作用[6]。
1.3 采用无内环型超越离合器（CKB）存在的问题
风室传动齿轮箱所采用的超越离合器是楔块式无内环超越离合器（CKB），主要是依靠滚道外圈与支撑轴之间楔块的楔入和自锁角来实现超越与止逆作用的。自锁角是由楔块的结构来决定的，楔块有一个很低的初始自锁角来确保开始时绝对的结合，当它从超越位置一直到最大承受载荷，它的自锁角逐渐增大，以承载更大的传递动力[7]。
由于超越离合器是直接装在双联齿轮内部，之间的动力传递只是靠双联齿轮内环面与超越离合器外圈之间的配合力来实现。当传动力矩较大时，两者之间往往存在打滑现象（俗称轴承跑外圆），这样就会造成吸丝带与布带间的不同步，产生竹节烟和空头烟现象。另一方面，由于主传动链开始运转时，超越离合器是靠多个有一定自锁角的楔块抱紧支撑轴，靠楔块与支撑轴之间的摩擦力来传递动力。当楔块与支撑轴之间的配合面精度较高时，二者之间的摩擦力矩很大，可以实现正常的动力传递。机器的每一次启动，楔块都会锁紧支撑轴一次，由于支撑轴工作面硬度较楔块的低，长时间工作后支撑轴工作面磨损就较为严重，造成超越离合器楔块的自锁角变小，超越离合器楔块对支撑轴的锁紧力减小，从而引起机器高速运行过程中和负荷变化时双联齿轮与支撑轴之间的相对打滑现象，造成吸丝带与主传动运动不一致，从而引起竹节烟和空头烟的产生[8]。
2.改进方法
2.1 对超越离合器装置的改进
由于设计上采用无内环超越离合器（CKB）所带来的弊端，只要在传动链上避免采用无内环超越离合器（CKB），就能防止吸丝带传动打滑。本着尽量减少改动和便于安装的原则，将双联齿轮与支撑轴之间的动力传递设计为内外圈都带键槽的基本型超越离合器（CKA）连接，就解决了双联齿轮与支撑轴之间的打滑现象。（图2）
2.2对双联齿轮的改进
3.改进取得的效果
对一组原竹节烟空头烟较为严重的YJ19卷接机组进行了改进，经过两个月的跟踪检测，从改进前后实测数据可以看出，空头烟剔除率从0.45%左右降低至0.2%以内，稀释度剔除率从0.17%降低至0.08%以内。改进解决了吸丝带传动齿轮箱超越离合器与从动轴间磨损严重问题，避免了超越离合器与从动轴之间的打滑，保证了吸丝带传动与主传动的一致，达到了减少烟支空头与竹节的目的。并在其余4组YJ19卷接机组上推广应用，都取得较为不错的效果。
参考文献：
[1]徐灏.机械设计手册4.北京：机械工业出版社，1992.
[2]孔庆堂.楔块式超越离合器的结构及其应用.离合器技术（第3集），1993
[3]李少平，赵红霞，范磊，王晓东，李洁亮，胡宏帅.PASSIM卷接机组风室导轨的改进[J].烟草科技，2012（3）28-30.
[4]李新光.YJ19-YJ29卷烟机机组培训教材[G].许昌烟草机械厂，1997.
[5]成大先.机械设计手册（第三版）第二卷.北京：化学工业出版社，1994
[6]国家烟草专卖局职业技能鉴定指导中心.烟机设备修理技师培训[G]，2006
[7]实用机械设计手册（第2版）下册.北京：机械工业出版社
[8]詹春贵，赵洪波，乔海波，李伟.PASSIM卷接机组布带轮的改进[J].烟草科技，2011（10）30-31.