必諾切紙機(jī)標(biāo)刀連刀的故障分析與解決辦法

某紙業(yè)有限公司2002年安裝了一臺(tái)德國必諾公司生產(chǎn)的P25-85/32切紙機(jī)。該切紙機(jī)主要完成紙卷的退卷、縱切、打標(biāo)、橫切、分選及堆垛等功能。打標(biāo)單是這條切紙機(jī)生產(chǎn)線中較為復(fù)雜、精密的一個(gè)部分。它是根據(jù)紙張的橫切光標(biāo)，通過復(fù)雜的控制系統(tǒng)運(yùn)算，實(shí)現(xiàn)在紙張上的在線定位打月牙孔。打標(biāo)的運(yùn)轉(zhuǎn)速度不是勻速的，而是根據(jù)紙張的實(shí)際尺寸快速加速、快速減速的跟隨方式周而復(fù)始地打月牙孔。

工作原理

打標(biāo)單通過一臺(tái)變頻電機(jī)直連下方主軸（見圖1），上、下主軸通過一對(duì)錐形齒輪實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)。錐齒與主軸之間由液壓膨脹套實(shí)現(xiàn)固定。

上下標(biāo)刀（件10、件11）各自固定在所在主軸的half式的標(biāo)刀架（件8、件12）上。在兩根主軸的傳動(dòng)側(cè)安裝的這對(duì)較為特殊的齒輪（件5、件1）在打標(biāo)功能實(shí)現(xiàn)的瞬間，即上下標(biāo)刀互相嵌入的那一霎那，傳動(dòng)的三個(gè)輪齒（上面一個(gè)齒、下面兩個(gè)齒）之間的齒輪側(cè)隙為零（無間隙齒輪）。而不在打標(biāo)時(shí)，齒輪傳動(dòng)時(shí)其他輪齒間的齒輪側(cè)隙是存在的。這種在打標(biāo)時(shí)，無間隙齒輪的設(shè)計(jì)是為了實(shí)現(xiàn)紙張正常打標(biāo)功能的同時(shí)更好地保護(hù)標(biāo)刀不受損傷。

主軸傳動(dòng)面設(shè)計(jì)的是一個(gè)圓柱滾子軸承NN3018KS-SP，可以允許因熱膨脹造成主軸與軸承座之間有一定的軸向位移。由于軸向位移是在軸承內(nèi)發(fā)生，而不是產(chǎn)生在軸承與軸或軸承與軸承座之間，因此當(dāng)軸承在轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，摩擦并沒有增加，不影響設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。主軸操作面設(shè)計(jì)的是兩個(gè)O型安裝的角接觸球軸承7018C/P4DFA。因此，操作面的軸承是主軸的固定端，而傳動(dòng)面是游動(dòng)端。

故障描述

最近，在切產(chǎn)品紙時(shí)，在打標(biāo)的過程中，經(jīng)常出現(xiàn)月牙形打孔連刀的現(xiàn)象：即月牙形的標(biāo)刀打孔時(shí)，月牙形的紙張未能被全部切斷，總是在月牙形的同一處位置，紙張粘連在一起。此問題在切紙機(jī)加減速時(shí)尤為明顯。

解決方法

紙張未能切斷，肯定是上下刀之間間隙增大，超出了紙張切斷所需的正常間隙值。起初我們認(rèn)為上下標(biāo)刀是不是轉(zhuǎn)動(dòng)不同步，導(dǎo)致上下刀之間間隙加大。而上下標(biāo)刀同步與否是由傳動(dòng)面的兩個(gè)齒輪（件5、件1）來保證的。所以我們檢查了齒輪的安裝狀況，確保無誤后，反復(fù)測(cè)試，還是連刀，未能解決問題。

既然在圓周方向沒有間隙增加，那在主軸方向會(huì)不會(huì)有間隙增加的可能呢？件14是鎖緊螺母KM18（M90×2）。我們將上下兩根主軸操作面的鎖緊螺母進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)下主軸的鎖緊螺母非常緊固，無法再正向旋緊，而上主軸的鎖緊螺母較為寬松。當(dāng)螺母旋轉(zhuǎn)一整圈后，軸向進(jìn)給2mm，如果螺母旋轉(zhuǎn)18°，則軸向進(jìn)給0.1mm。我們正向旋進(jìn)18°后鎖緊螺母（用以消除一張紙的間隙）。調(diào)整結(jié)束，反復(fù)試機(jī)，故障消失了。

分析結(jié)論

仔細(xì)研究外方圖紙以后，我們發(fā)現(xiàn)：這種軸系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，操作面是固定端，傳動(dòng)面是游動(dòng)端。操作面的兩個(gè)角接觸球軸承是依靠鎖緊螺母（件14）來固定主軸位置，確保主軸不軸向竄動(dòng)。由于我們這臺(tái)機(jī)器安裝至今已運(yùn)行14年，上次更換此部位軸承也有五、六年時(shí)間，角接觸球軸承不可避免會(huì)產(chǎn)生磨損，滾珠變小，這樣無形中就會(huì)產(chǎn)生軸承間隙，導(dǎo)致主軸會(huì)有輕微的軸向竄動(dòng)。由于紙張的厚度只有0.1mm，滾珠略微的磨損量加上原來調(diào)整好的上下標(biāo)刀的間隙就會(huì)大于0.1mm。當(dāng)上下標(biāo)刀互相咬合期間，傳動(dòng)面的錐齒施加的軸向力較大（此時(shí)由于無間隙的三個(gè)輪齒互相接觸，輪齒側(cè)隙為零，軸向力較大）。因?yàn)椴僮髅孑S承間隙的存在，促使主軸有略微的軸向竄動(dòng)，導(dǎo)致上下標(biāo)刀的間隙瞬間大于0.1mm，而無法切斷紙張。當(dāng)上下標(biāo)刀相互脫離時(shí)，傳動(dòng)面的錐齒施加的軸向力就減弱（此時(shí)是工作傳動(dòng)輪齒作用，輪齒間側(cè)隙相對(duì)大，軸向力較�。�，這個(gè)減弱的軸向力不足以推動(dòng)主軸竄動(dòng)，因此紙張還能切斷。

責(zé)任編輯：葛鴻燕

校對(duì)：葛鴻燕