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YJ17卷煙機(jī)蜘蛛手部套骨架油封漏油問(wèn)題的研究
2011-04-21
作者：王志雄
（常德煙草機(jī)械有限責(zé)任公司）
（常德煙草機(jī)械有限責(zé)任公司）
摘 要：本文分析了YJ17卷煙機(jī)蜘蛛手部套骨架油封漏油的原因，提出了油封密封部位零件軸徑表面的無(wú)螺旋線加工概念，并研究該類零件的設(shè)計(jì)、加工和檢測(cè)方法，探索出獨(dú)特的裝配工藝，以確保潤(rùn)滑系統(tǒng)無(wú)灰塵和雜質(zhì)，從而達(dá)到提高骨架油封使用壽命的目的。
關(guān)鍵詞：蜘蛛手部套；設(shè)計(jì)；加工；檢測(cè)；裝配；用戶換油
YJ17卷煙機(jī)是從德國(guó)HAUNI公司引進(jìn)技術(shù)制造的一種高速卷煙機(jī)，它大量使用了骨架油封，密封效果較好。但該機(jī)型蜘蛛手部套共有24個(gè)骨架油封，內(nèi)裝1.2升潤(rùn)滑油，工作時(shí)油溫達(dá)67℃，唇口溫度約120℃，潤(rùn)滑油無(wú)循環(huán)冷卻和過(guò)濾，油封使用效果不易達(dá)到要求。該部套個(gè)別骨架油封在廠內(nèi)調(diào)試時(shí)發(fā)生過(guò)損壞，有的使用壽命無(wú)法達(dá)到設(shè)計(jì)要求，使用效果與進(jìn)口設(shè)備相比尚存在差距。
YJ17卷煙機(jī)是從德國(guó)HAUNI公司引進(jìn)技術(shù)制造的一種高速卷煙機(jī)，它大量使用了骨架油封，密封效果較好。但該機(jī)型蜘蛛手部套共有24個(gè)骨架油封，內(nèi)裝1.2升潤(rùn)滑油，工作時(shí)油溫達(dá)67℃，唇口溫度約120℃，潤(rùn)滑油無(wú)循環(huán)冷卻和過(guò)濾，油封使用效果不易達(dá)到要求。該部套個(gè)別骨架油封在廠內(nèi)調(diào)試時(shí)發(fā)生過(guò)損壞，有的使用壽命無(wú)法達(dá)到設(shè)計(jì)要求，使用效果與進(jìn)口設(shè)備相比尚存在差距。
為了解決蜘蛛手部套漏油問(wèn)題，提高其使用壽命，確保產(chǎn)品質(zhì)量，我們經(jīng)過(guò)一年多的不懈努力，取得了比較好的效果。
一、原因分析
1.工作原理
骨架油封的內(nèi)徑小于軸徑，當(dāng)油封裝在軸上之后，油封唇緣抱在軸徑上，當(dāng)軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，在唇緣和軸徑之間會(huì)形成彎月形的密封油膜，從而達(dá)到密封的目的。如果油膜被破壞，油封就會(huì)發(fā)生泄漏。
1.工作原理
骨架油封的內(nèi)徑小于軸徑，當(dāng)油封裝在軸上之后，油封唇緣抱在軸徑上，當(dāng)軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，在唇緣和軸徑之間會(huì)形成彎月形的密封油膜，從而達(dá)到密封的目的。如果油膜被破壞，油封就會(huì)發(fā)生泄漏。
2.原因分析
原因分析魚(yú)翅圖如下：
原因分析魚(yú)翅圖如下：
3.要因確認(rèn)
為找到漏油的主要原因，我們對(duì)每一個(gè)因素進(jìn)行了仔細(xì)分析。
（1）通過(guò)對(duì)所有庫(kù)存骨架油封進(jìn)行檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)均不存在質(zhì)量問(wèn)題，所以油封質(zhì)量問(wèn)題可排除在外。
（2）產(chǎn)品選用高質(zhì)量潤(rùn)滑油，潤(rùn)滑油質(zhì)量應(yīng)該沒(méi)有問(wèn)題。
（3）通過(guò)對(duì)相關(guān)零件進(jìn)行檢測(cè)，并與相關(guān)科技資料進(jìn)行對(duì)照，發(fā)現(xiàn)零件設(shè)計(jì)存在缺陷，表面質(zhì)量有待提高。所以，零件質(zhì)量是漏油的主要原因之一。
為找到漏油的主要原因，我們對(duì)每一個(gè)因素進(jìn)行了仔細(xì)分析。
（1）通過(guò)對(duì)所有庫(kù)存骨架油封進(jìn)行檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)均不存在質(zhì)量問(wèn)題，所以油封質(zhì)量問(wèn)題可排除在外。
（2）產(chǎn)品選用高質(zhì)量潤(rùn)滑油，潤(rùn)滑油質(zhì)量應(yīng)該沒(méi)有問(wèn)題。
（3）通過(guò)對(duì)相關(guān)零件進(jìn)行檢測(cè)，并與相關(guān)科技資料進(jìn)行對(duì)照，發(fā)現(xiàn)零件設(shè)計(jì)存在缺陷，表面質(zhì)量有待提高。所以，零件質(zhì)量是漏油的主要原因之一。
（4）通過(guò)對(duì)蜘蛛手部套裝配過(guò)程進(jìn)行跟蹤調(diào)查，發(fā)現(xiàn)該部套是按常規(guī)方法進(jìn)行裝配，過(guò)程中存在不少問(wèn)題。所以裝配質(zhì)量是漏油的另一主要原因。
二、改進(jìn)措施
我們?cè)趯?shí)踐中按照PDCA循環(huán)科學(xué)思路，反復(fù)實(shí)驗(yàn)，從設(shè)計(jì)、加工、檢測(cè)、裝配、標(biāo)準(zhǔn)5個(gè)方面進(jìn)行規(guī)范，主要做了以下工作：
我們?cè)趯?shí)踐中按照PDCA循環(huán)科學(xué)思路，反復(fù)實(shí)驗(yàn)，從設(shè)計(jì)、加工、檢測(cè)、裝配、標(biāo)準(zhǔn)5個(gè)方面進(jìn)行規(guī)范，主要做了以下工作：
1.統(tǒng)一零件設(shè)計(jì)
（1）無(wú)螺旋線表面
通過(guò)在實(shí)踐中反復(fù)摸索，我們發(fā)現(xiàn)軸徑表面有殘余螺旋線。其原因是精修砂輪時(shí)，砂輪作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，修整器作軸向運(yùn)動(dòng)，修整器上金剛石的軌跡實(shí)際上是一條螺旋線，這就在砂輪表面形成了螺旋線。在進(jìn)行零件加工的時(shí)候，砂輪就會(huì)在軸徑表面產(chǎn)生殘余螺旋線，這樣軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)螺旋線就會(huì)刮傷密封面，從而影響骨架油封的使用壽命。與骨架油封相配合的軸徑表面應(yīng)設(shè)計(jì)為無(wú)螺旋線表面（即去除螺旋線后的表面）。
（1）無(wú)螺旋線表面
通過(guò)在實(shí)踐中反復(fù)摸索，我們發(fā)現(xiàn)軸徑表面有殘余螺旋線。其原因是精修砂輪時(shí)，砂輪作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，修整器作軸向運(yùn)動(dòng)，修整器上金剛石的軌跡實(shí)際上是一條螺旋線，這就在砂輪表面形成了螺旋線。在進(jìn)行零件加工的時(shí)候，砂輪就會(huì)在軸徑表面產(chǎn)生殘余螺旋線，這樣軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)螺旋線就會(huì)刮傷密封面，從而影響骨架油封的使用壽命。與骨架油封相配合的軸徑表面應(yīng)設(shè)計(jì)為無(wú)螺旋線表面（即去除螺旋線后的表面）。
（2）軸徑密封部位圖樣標(biāo)注：
（3）軸向倒角
與骨架油封的內(nèi)外圈有接觸的部位均應(yīng)設(shè)計(jì)為合理的光滑過(guò)渡的倒角、倒圓。
2.骨架油封密封部位軸徑表面的新加工工藝
工藝路線為:車→淬火→粗磨→精磨→研磨。
粗磨在普通外圓磨床上完成，加工時(shí)采用徑向進(jìn)給，外圓尺寸留量0.10mm～0.12mm。
精磨在高精度外圓磨床上完成，精修砂輪，加工時(shí)采用徑向進(jìn)給，保證圖面粗糙度符合要求，外圓尺寸留研磨余量0.005mm。
與骨架油封的內(nèi)外圈有接觸的部位均應(yīng)設(shè)計(jì)為合理的光滑過(guò)渡的倒角、倒圓。
2.骨架油封密封部位軸徑表面的新加工工藝
工藝路線為:車→淬火→粗磨→精磨→研磨。
粗磨在普通外圓磨床上完成，加工時(shí)采用徑向進(jìn)給，外圓尺寸留量0.10mm～0.12mm。
精磨在高精度外圓磨床上完成，精修砂輪，加工時(shí)采用徑向進(jìn)給，保證圖面粗糙度符合要求，外圓尺寸留研磨余量0.005mm。
研磨在普通車床上完成。我們同砂輪廠合作，專門設(shè)計(jì)了一種由樹(shù)脂和超細(xì)磨粒（300#）組成的具有研磨和拋光作用的研磨棒。加工時(shí)，工件旋轉(zhuǎn)，將研磨棒裝在刀架上，壓在工件上即可，一分鐘便可以消除螺旋線。
3.制訂零件檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)和方法
（1）軸徑表面過(guò)于粗糙，可能在其穿過(guò)極薄的油膜表面時(shí)造成與密封唇口的干接觸，從而產(chǎn)生很大的磨損；而表面過(guò)于光滑則妨礙油膜在軸上濕潤(rùn)和保存。實(shí)驗(yàn)表明，面粗糙度大于Ra0.1時(shí)，就會(huì)發(fā)生泄露，表面粗糙度應(yīng)控制在Ra0.25～0.5。
（1）軸徑表面過(guò)于粗糙，可能在其穿過(guò)極薄的油膜表面時(shí)造成與密封唇口的干接觸，從而產(chǎn)生很大的磨損；而表面過(guò)于光滑則妨礙油膜在軸上濕潤(rùn)和保存。實(shí)驗(yàn)表明，面粗糙度大于Ra0.1時(shí)，就會(huì)發(fā)生泄露，表面粗糙度應(yīng)控制在Ra0.25～0.5。
（2）軸徑表面無(wú)劃痕。表面任何劃痕都會(huì)刮傷油封，從而發(fā)生泄漏。
（3）無(wú)螺旋線檢測(cè)。檢測(cè)裝置由變頻調(diào)速電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，工件裝在二頂針之間。檢驗(yàn)工裝示意圖如下：
（3）無(wú)螺旋線檢測(cè)。檢測(cè)裝置由變頻調(diào)速電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，工件裝在二頂針之間。檢驗(yàn)工裝示意圖如下：
操作步驟：先在被檢測(cè)工件表面上涂上粘度較低的礦物油，再掛上蠶絲線和吊塊（重22克，圓錐形），吊塊重心位于工件的正下方。啟動(dòng)設(shè)備時(shí)，先低速，后高速（150r/m）。蠶絲線如果呈無(wú)軸向移動(dòng)，則說(shuō)明該工件表面為無(wú)螺旋線表面。
4.改進(jìn)裝配工藝
改進(jìn)常規(guī)裝配辦法，設(shè)計(jì)專用工位器具和專用工裝，確保油封密封處軸徑表面不劃傷、油封唇口不損壞、油封唇口位置正確；利用超聲波清洗零件，杜絕金屬微粒及灰塵進(jìn)入箱體；本部套二次試車時(shí)換油，使初期劇烈磨損產(chǎn)生的微粒及時(shí)排出。
改進(jìn)常規(guī)裝配辦法，設(shè)計(jì)專用工位器具和專用工裝，確保油封密封處軸徑表面不劃傷、油封唇口不損壞、油封唇口位置正確；利用超聲波清洗零件，杜絕金屬微粒及灰塵進(jìn)入箱體；本部套二次試車時(shí)換油，使初期劇烈磨損產(chǎn)生的微粒及時(shí)排出。
5．修改操作說(shuō)明書
潤(rùn)滑油在使用過(guò)程中受到機(jī)械的摩擦作用產(chǎn)生熱量，加上攪動(dòng)、剪切和空氣的侵入，使之慢慢氧化變質(zhì)，形成大量磨粒進(jìn)入油封配合面，從而發(fā)生泄漏。為此，我們修改了PROTOS70操作說(shuō)明書，要求新設(shè)備運(yùn)行一個(gè)月后更換蜘蛛手部套潤(rùn)滑油，以后每運(yùn)行3個(gè)月更換一次潤(rùn)滑油。
潤(rùn)滑油在使用過(guò)程中受到機(jī)械的摩擦作用產(chǎn)生熱量，加上攪動(dòng)、剪切和空氣的侵入，使之慢慢氧化變質(zhì)，形成大量磨粒進(jìn)入油封配合面，從而發(fā)生泄漏。為此，我們修改了PROTOS70操作說(shuō)明書，要求新設(shè)備運(yùn)行一個(gè)月后更換蜘蛛手部套潤(rùn)滑油，以后每運(yùn)行3個(gè)月更換一次潤(rùn)滑油。
三、效果驗(yàn)證
我們?cè)O(shè)計(jì)了蜘蛛手部套模擬試車臺(tái)，對(duì)零件的設(shè)計(jì)、加工、檢測(cè)、換油環(huán)節(jié)進(jìn)行驗(yàn)證，發(fā)現(xiàn)改進(jìn)后骨架油封的使用壽命可達(dá)6000h，完全可與進(jìn)口設(shè)備相媲美。
我們?cè)O(shè)計(jì)了蜘蛛手部套模擬試車臺(tái)，對(duì)零件的設(shè)計(jì)、加工、檢測(cè)、換油環(huán)節(jié)進(jìn)行驗(yàn)證，發(fā)現(xiàn)改進(jìn)后骨架油封的使用壽命可達(dá)6000h，完全可與進(jìn)口設(shè)備相媲美。
我們把以上改進(jìn)措施應(yīng)用在產(chǎn)品上，效果十分理想。該設(shè)備在廠內(nèi)調(diào)試時(shí)無(wú)滲漏現(xiàn)象，用戶使用狀況良好。
作者簡(jiǎn)介：王志雄，常德煙機(jī)公司主管工程師，主要從事煙機(jī)工藝和工裝設(shè)計(jì)工作，先后發(fā)表過(guò)《磁性等高鐵》、《小孔徑軸承拔出器》等論文。
作者簡(jiǎn)介：王志雄，常德煙機(jī)公司主管工程師，主要從事煙機(jī)工藝和工裝設(shè)計(jì)工作，先后發(fā)表過(guò)《磁性等高鐵》、《小孔徑軸承拔出器》等論文。
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