[摘 要]煙支盒模輸送帶的從動帶輪設(shè)計(jì)了容灰槽，在每個(gè)帶輪齒槽齒寬方向設(shè)計(jì)了煙灰排出口，在與齒形帶輪聯(lián)接的前后兩邊板徑向也做相應(yīng)開槽處理與帶輪匹配，利于煙灰的排除，屬國內(nèi)首創(chuàng)。本項(xiàng)目的齒形帶輪及端蓋為均分分布，即齒形帶輪齒面5個(gè)寬槽開腰型孔處理，5個(gè)腰型孔左右各兩齒槽做成排小孔處理，齒形帶輪軸面開5個(gè)輪腔與齒面所開孔垂直聯(lián)通，兩側(cè)端蓋軸向也做相應(yīng)均勻分布的5個(gè)開孔處理，利于煙灰排除，具有創(chuàng)新性。該項(xiàng)技術(shù)在國內(nèi)同型號的設(shè)備上處于領(lǐng)先水平，有較高的推廣使用價(jià)值。
　　[關(guān)鍵詞]GD121；卷煙機(jī)；輸送帶輪；組件；改進(jìn)
　　中圖分類號：S843 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-914X（2018）24-0169-01
　　1 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
　　1.1 從動帶輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案
　　改進(jìn)前的從動帶輪是實(shí)心結(jié)構(gòu)，不具備排灰功能，要從煙支盒模輸送帶帶輪內(nèi)部進(jìn)行在線清潔、排灰，就必須對帶輪進(jìn)行重新設(shè)計(jì)，如圖1所示。新設(shè)計(jì)的煙支盒模輸送帶齒形帶輪在每個(gè)寬槽的槽底沿齒寬方向都加工有腰型孔，每個(gè)正常齒槽的底部也都加工有7個(gè)連排小孔，這些通孔起到排灰通道的作用，便于將煙灰和造碎煙絲壓入或甩向容灰槽。5個(gè)寬槽處腰形孔寬度為6mm，腰型孔兩側(cè)半圓孔的圓心距為12mm，半圓孔半徑為3mm；其余正常齒槽底部的7個(gè)成排小孔直徑為3mm，之所以不設(shè)計(jì)成腰型孔，是因?yàn)槭艿郊庸ぴO(shè)備和工藝條件的限制。同時(shí)，新設(shè)計(jì)的煙支盒模輸送帶齒形帶輪在5個(gè)均勻分布的寬槽處加工了5個(gè)環(huán)形均布腰型孔輪腔，是用來收集從上述排灰孔中進(jìn)入的煙灰和造碎煙絲，起到容灰槽的作用。該5個(gè)均勻分布的腰型孔輪腔寬度為13mm，腰型孔腔兩半圓圓心與輪體中心角度為42？。原來的從動帶輪為鋁合金（LY12CZ）材料，銑空后強(qiáng)度不夠，因此采用合金鋼（40Cr）材料。
　　1.2 從動帶輪力學(xué)分析
　　通過運(yùn)用ANSYS工程軟件分別對使用鋁合金（LY12CZ）實(shí)心帶輪和合金鋼（40Cr）空心雙幅帶輪進(jìn)行力學(xué)分析。
　　以從動輪上的同步帶作為分析對象，當(dāng)同步帶驅(qū)動從動帶輪轉(zhuǎn)動時(shí)，同步帶的一邊被進(jìn)一步拉緊，其所受拉力由初拉力逐漸增大，稱為緊邊；而帶的另一邊則被放松，其所受拉力由初拉力逐漸降低，稱為松邊。圖3為同步輪上同步帶端面受力模型[3][4][5]。當(dāng)帶輪轉(zhuǎn)動時(shí)，動力傳遞是通過各帶齒對相應(yīng)的從動帶輪齒法向作用力NiF和帶齒頂與帶輪齒槽之間的摩擦力fiF，各齒所受力的總和構(gòu)成從動帶輪所受的有效圓周力Fε。
　　根據(jù)以上同步帶從動帶輪的受力模型對改在前后的從動帶輪進(jìn)行應(yīng)力分析和疲勞壽命仿真，對比改造前后從動帶輪的應(yīng)力分布及疲勞壽命的變化。
　�。�1）建立模型
　　分別對改造前后的從動帶輪建立模型，運(yùn)用ANSYS進(jìn)行模態(tài)仿真時(shí)，模型的建立有兩種方法。一種是運(yùn)用SolidWorks軟件完成三維模型的建立，然后將模型轉(zhuǎn)換為stp格式導(dǎo)入ANSYS軟件。另外一種是直接在ANSYS經(jīng)典GUI界面中建立三維模。本文中由于運(yùn)動部件為均勻的旋轉(zhuǎn)體，建模簡單，因此選擇運(yùn)用SolidWorks軟件建立三維模型并導(dǎo)入ANSYS中，如圖4、圖5所示。
　�。�2）材料的定義及單元網(wǎng)格的劃分
　　在ANSYS軟件中，分別設(shè)定改進(jìn)前的從動帶輪的材料為LY12CZ，改進(jìn)后的從動帶輪材料為40Cr。材料力學(xué)性能參數(shù)如表2所示[6]。
　�。�3）網(wǎng)格劃分
　　由于分析對象為單個(gè)零件，對零件的網(wǎng)格劃分選用六面體單元劃分網(wǎng)格。并根據(jù)帶輪的結(jié)構(gòu)特特點(diǎn)對可能出現(xiàn)應(yīng)力集中的位置進(jìn)行網(wǎng)格細(xì)化，以保證計(jì)算結(jié)果的精確性。劃分網(wǎng)格后的零件模型如圖6、圖7所示。
　　（4）仿真計(jì)算
　　i）應(yīng)力仿真
　　同步帶寬度為76mm，帶齒為梯形，齒寬為一般寬度，根據(jù)同步帶輪的實(shí)際工作狀態(tài)，查詢技術(shù)參數(shù)得到同步帶抗拉強(qiáng)度為9120N[7]。從動帶輪半徑為70mm，受到的轉(zhuǎn)矩為638.4N·m，在分析中采用動靜法，將轉(zhuǎn)動狀態(tài)下對從動帶輪的分析轉(zhuǎn)化為靜力學(xué)分析[8][9]，同時(shí)，考慮到從動帶輪轉(zhuǎn)動過程中離心力產(chǎn)生的離心應(yīng)力，根據(jù)GD121的設(shè)計(jì)速度，給從動帶輪給定100r/min的轉(zhuǎn)速。
　　2 結(jié)論
　　GD121包裝機(jī)在生產(chǎn)過程中，煙灰會進(jìn)入煙支模盒輸送帶從動帶輪齒形槽內(nèi)，長時(shí)間積累后導(dǎo)致齒形帶與帶輪不能正確配合而發(fā)生跳齒，對煙支盒模輸送帶組件造成嚴(yán)重?fù)p害。為解決該問題，對煙支盒模輸送從動帶輪組件進(jìn)行結(jié)構(gòu)改進(jìn)，在從動帶輪的輪體上設(shè)計(jì)煙灰收集槽和煙灰排出口，在從動帶輪前后兩邊板處設(shè)計(jì)一套壓縮空氣噴嘴裝置。該改造應(yīng)用結(jié)果表明：改進(jìn)方案達(dá)到在線清潔帶輪齒槽、及時(shí)清除煙灰的目的，解決了煙支盒模輸送帶因煙灰堆積而跳槽的問題，單機(jī)設(shè)備效率提高了0.4%，節(jié)約維修費(fèi)用21.38萬元。
　　參考文獻(xiàn)
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　　作者簡介
　　王鑫（1993），男，漢，籍貫玉溪，學(xué)歷本科，紅塔集團(tuán)玉溪卷煙廠。
　　甘春霖（出生年份―1994），性別，女，民族，漢族，籍貫，云南昭通，職務(wù)/職稱[無]，學(xué)歷，本科，單位，卷包二車間，GDX1000包裝工。
　　徐璐（1992），女，民族，云南玉溪，本科，紅塔集團(tuán)玉溪卷煙廠卷一，GDX500包裝機(jī)操作工。
　　陳潔（1994）性別女，民族漢，籍貫云南昭通，學(xué)歷本科，單位紅塔集團(tuán)玉溪卷煙廠，GDX500包裝機(jī)。

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