专利名称：卷烟机蜘蛛手的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种卷烟机蜘蛛手。
背景技术：
PR0T0S/SE70型卷烟机，采用蜘蛛手实现烟支的输送。蜘蛛手通过吸爪吸起V形导轨上的烟支，传送给接装机的进烟鼓轮上，完成输送卷烟的过程。当卷烟机生产运行速度为7000支/min时,蜘蛛手的旋转速度为437.5r/min,蜘蛛手的润滑形式为油浴润滑,油腔内装有1.2L润滑油。蜘蛛手传递烟支平稳，烟支外观不易损伤，无撞头现象。如图1所示的现有技术中，当蜘蛛手工作时，传送臂5和齿套3—起绕齿轴2转动，由于齿轴2与壳体I固定连接，故齿套3与壳体I也产生相对转动。其中，齿轴2和齿套3之间设有齿轴油封15，齿轴油封15的作用是防止润滑油进入负压通道7，从而通过负压通道7到达吸爪6处，污染烟支。但现有技术中的蜘蛛手，在生产运行过程中，普遍存在以下两种润滑油泄漏的现象:I)润滑油从齿轴油封15处泄漏，进入负压通道7后污染烟支表面，造成烟支油烟的重大质量缺陷，且由于润滑油泄漏发生在传送臂5的内部，不易发现和预防；2)润滑油从齿套油封16处泄漏，造成表面油污和结垢，如果泄漏严重，也可因旋转产生的离心力抛甩到其他构件表面，甚至污染烟支表面。分析蜘蛛手润滑油泄漏的主要原因是:I)传送臂5绕齿轴2自转，由于传送臂5为非平衡结构，产生的不平衡力会引起齿轴2的震动和绕动，齿轴油封15对润滑油产生吮吸作用，造成润滑油泄漏；2)齿轴油封15的安装位置距滚针轴承14太近，滚针轴承14旋转时对润滑油产生挤压作用，局部较高的压力作用到齿轴油封15，导致齿轴油封15的密封失效；3)蜘蛛手油腔内润滑油无循环冷却及过滤系统，多个行星齿轮副同时工作，且行星齿轮副的安装位置散热不好，导致油温可达到67°C，油封唇口的温度更高，可达为120°C，故油封容易受热老化，同时，齿轮、轴承等运动件摩擦产生的碎屑亦会损伤油封；4)油封寿命较短，后期保养更换时对装配工艺要求较高，现场维修难以保证装配质量，出现油封歪斜或者划伤就会严重影响其使用寿命和导致其早期失效。综上所述，齿轴普遍存在润滑油漏油的问题，漏出的润滑油进入负压通道，由于离心力作用被甩到吸爪处，从而造成烟支油烟的缺陷；同时，由于润滑油漏油的不可预见性，容易造成重大质量事故。卷烟机是生产食品类的机械设备，生产的卷烟产品是绝对不能被润滑油污染，这是关系到消费者身体健康的重大问题，但目前可采取的措施只能根据经验，定期对密封部位进行维修和更换，但较频繁的维修会降低蜘蛛手的有效运行效率，且与油封接触的相关零件由于磨损易导致报废，增加了使用成本
实用新型内容
[0013]鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种卷烟机蜘蛛手，用于解决现有技术中润滑油容易泄漏至负压通道及操作人员难以发现的问题。为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供一种卷烟机蜘蛛手，包括壳体，壳体内固定有一齿轴，齿轴上套有齿套，齿套与齿轴之间设有轴承，齿套与齿轴之间还设有润滑油腔，齿套伸向壳体外部的端面与传送臂固定连接，传送臂的端部设有吸爪，吸爪与负压通道连通，负压通道依次从传送臂、齿轴、壳体的内部穿过后，与负压控制装置连通，传送臂与齿轴之间还设有负压空间，负压空间与负压通道连通；齿轴与齿套之间设有机械密封结构，机械密封结构位于润滑油腔与负压空间之间；机械密封结构包括与齿轴固定的动密封环和与传送臂固定的静密封环，动密封环和静密封环均套在齿轴上，动密封环和静密封环沿径向部分重叠。优选的，动密封环面向静密封环的端面设有向外伸出的凸出环，凸出环的外圆周面的直径小于齿套的内圆周面的直径；静密封环面向动密封环的一端设有向外伸出的覆盖环，覆盖环内圆周面的一部分与凸出环的外圆周面相配合。进一步的优选，动密封环和静密封环的材质为碳化硅陶瓷，动密封环的配合面的粗糙度为0.4 i! m，静密封环的配合面的粗糙度为0.2iim。优选的，静密封环的外部还套有环形束紧弹簧，环形束紧弹簧套在静密封环与动密封环沿径向重叠的位置。优选的，齿轴与齿套之间还设有齿轴辅助油封，齿轴辅助油封位于负压空间和机械密封结构之间。进一步的优选，齿轴辅助油封的材质为丁晴橡胶或氟橡胶。优选的，传送臂上设有卸荷孔，卸荷孔位于机械密封结构的下方，卸荷孔通向齿套与传送臂的结合面。优选的，齿套与传送臂的结合处外部套有齿套密封套，齿套密封套的一部分套在齿套上，齿套密封套的另一部分套在传送臂上。进一步的优选，齿套密封套的表面采用喷涂陶瓷工艺处理。另一种进一步的优选，齿套密封套和壳体之间还设有齿套油封。优选的，轴承包括位于润滑油腔和机械密封结构之间的滚针轴承。如上所述，本实用新型卷烟机蜘蛛手，具有以下有益效果:该卷烟机蜘蛛手，采用动静密封环相互配合的方式，来防止润滑油进入负压通道，提高了机械密封结构的使用寿命和时效；增设齿轴辅助油封，更进一步地杜绝了润滑油泄漏进入负压通道的可能性，避免造成烟支油烟的缺陷；卸荷孔的使用，提供了目测预判润滑油泄露的手段，使操作人员可及时更换失效零件。
图1显示为现有技术中的卷烟机蜘蛛手的局部结构示意图。图2显示为本实用新型卷烟机蜘蛛手的局部结构示意图。图3显示为图2所示的卷烟机蜘蛛手的放大示意图。元件标号说明1壳体2齿轴3齿套[0030]4润滑油腔5传送臂6吸爪7负压通道8负压控制装置9负压空间10机械密封结构101动密封环102静密封环103凸出环104覆盖环105环形束紧弹簧11齿轴辅助油封12卸荷孔13齿套密封套14滚针轴承15齿轴油封16齿套油封
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效。请参阅图2至图3。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。如图2至图3所示，本实用新型提供一种卷烟机蜘蛛手，包括壳体1，壳体I内固定有一齿轴2，齿轴2上套有齿套3，齿套3与齿轴2之间设有轴承，齿套3与齿轴2之间还设有润滑油腔4，齿套3伸向壳体I外部的端面与传送臂5固定连接，传送臂5的端部设有吸爪6，吸爪6与负压通道7连通，负压通道7依次从传送臂5、齿轴2、壳体I的内部穿过后，与负压控制装置8连通，传送臂5与齿轴2之间还设有负压空间9，负压空间9与负压通道7连通；齿轴2与齿套3之间设有机械密封结构10，机械密封结构10位于润滑油腔4与负压空间9之间。 机械密封结构10包括与齿轴2固定的动密封环101和与传送臂5固定的静密封环102，动密封环101和静密封环102均套在齿轴2上，动密封环101和静密封环102沿径向部分重叠。其中，动密封环101面向静密封环102的端面设有向外伸出的凸出环103，凸出环103的外圆周面的直径小于齿套3的内圆周面的直径；静密封环102面向动密封环101的一端设有向外伸出的覆盖环104，覆盖环104内圆周面的一部分与凸出环103的外圆周面相配合；静密封环102的外部还套有环形束紧弹簧105，环形束紧弹簧105套在静密封环102与动密封环101沿径向重叠的位置。动密封环101和静密封环102的材质为碳化硅陶瓷，动密封环101的配合面的粗糙度为0.m，静密封环102的配合面的粗糙度为0.2 m。当蜘蛛手工作时，传送臂5和齿套3 —起绕齿轴2转动，由于齿轴2与壳体I固定连接，故齿套3与壳体I也产生相对转动。当传送臂5旋转时，位于润滑油腔4和负压空间9之间的机械密封结构10起到隔离润滑油腔4和负压空间9的作用。动密封环101的凸出环103外圆周面与静密封环102的覆盖环104内圆周面的一部分相配合，在传送臂5旋转时，动密封环101与静密封环102的配合面紧密贴合，作相对转动，从而实现隔离润滑油腔4和负压空间9的作用。当动密封环101与静密封环102部分磨损时，位于静密封环102外部的环形束紧弹簧105将静密封环102的覆盖环104束紧，可保证动密封环101与静密封环102的配合面始终保持贴合，对动密封环101与静密封环102的磨损起到补偿的作用，大大提高了动密封环101与静密封环102的使用寿命。齿轴2与齿套3之间还设有齿轴辅助油封11，齿轴辅助油封11位于负压空间9和机械密封结构10之间，齿轴辅助油封11的材质为丁晴橡胶或氟橡胶。齿轴辅助油封11隔离了吸风时负压空间9对机械密封结构10可能出现的扰动，同时避免了机械密封结构10正常的微量泄漏或机械密封结构10失效后，润滑油泄漏进入负压通道7中的情况。传送臂5上设有卸荷孔12，卸荷孔12位于机械密封结构10的下方，卸荷孔12通向齿套3与传送臂5的结合面。当机械密封结构10出现异常时，润滑油会通过齿套3与传送臂5的结合面流入卸荷孔12中，从而操作人员可通过卸荷孔12及时观察到机械密封结构10的异常，及时更换失效零件，避免了润滑油进入负压通道7，污染烟支表面。齿套3与传送臂5的结合处外部套有齿套密封套13，齿套密封套13的一部分套在齿套3上，齿套密封套13的另一部分套在传送臂5上。其中，齿套密封套13的表面采用喷涂陶瓷工艺处理；齿套密封套13和壳体I之间还设有齿套油封16。齿套密封套13的表面采用喷涂陶瓷工艺，增加了表面硬度和减低了摩擦系数，保证齿套油封16的可靠性，并大大提高齿套油封16的使用寿命。齿套3与齿轴2之间的轴承包括位于润滑油腔4和机械密封结构10之间的滚针轴承14及位于润滑油腔4的另一侧的滚珠轴承。机械密封结构10的选型和技术参数验算，其中，动密封环101与静密封环102，统称为密封环:1、根据工作参数P、V、t选型:①由于润滑介质为润滑油，粘度较高、润滑性好，密封腔介质压力P ( 0.7MPa，可选用内流式非平衡式结构机械密封结构；②密封面平均直径圆周速度V < 10m/s，环形束紧弹簧105选用螺旋式；③介质温度t < 80C° ,齿轴辅助油封11可采用丁晴橡胶，但为了可靠性和使用寿命，还可选用耐温和抗老化性能更好的氟橡胶。2、密封环的材质选择:按理论设计寿命lOOOOh、密封介质性能和可靠性等因素综合考虑，动密封环101和静密封环102材质皆选用碳化硅陶瓷；动密封环101的配合面粗糙度Ra为0.4 y m，静密封环102的配合面粗糙度Ra为0.2 y m，设置不同的粗糙度是为了防止摩擦面粘着和减小启动转矩。3、密封环的主要尺寸的确定:1)齿轴2安装处的直径d:根据结构和安装位置可容纳的尺寸，选定为d = 18_ ;2)密封环内径 D2 =D2 = d+(1 5)，选定为 D2 = 20mm ；3)密封环宽度b:在宽度、刚度允许的前提下，为保证冷却和摩擦面的润滑效果，选取较小的值，b=2mm ；4)密封环外径 D1 = D2+2b,选定为 D1 = 24mm ；5)平衡直径 De:De = 19mm。4、技术参数验算:为保证机械密封有良好的运行性能和可靠性，应对选定参数进行验算。1)载荷系数:K = (0/-0/)/(0/-022) = 1.22,K≥1，满足非平衡式设计规范载荷系数K的1.15 1.30的取值范围；2)密封面弹簧比压:PS = FJA = 0.llMPa，其中，弹簧压力Fs = 14.8N，密封面积A = JI (Di2-D22) /4 = 138.16mm2 ；密封端面比压Pb = PS+(K-A) AP = 0.614MPa，其中，按设计规范值取，润滑油反压系数入=0.5，密封腔压差按非平衡式结构极限定为AP = 0.7MPa ；3) [PbV]值:[PbV] =PbXDpX 3i Xn/60，其中，转速 n = 437.5r/min，密封面平均直径 Dp = (DfD2)/2 = 0.022m,计算得[PbV] = 0.3 IMPa m/s ；设计规范允许值[PbV] = 17.5MPa m/s, [PbV]〈允许[PbV]，满足正常工作的需求。上述采用动密封环101和静密封环102的密封方式，与单纯采用油封的密封方式比较，优点是:①密封可靠，泄漏量一般仅为油封密封的1/100;②使用寿命长，在油介质中一般可达1-2年或更长；③摩擦功率小，为油封密封的10%-50%，可降低润滑油的温度，提高润滑质量维修周期长，有自动补偿功能，齿轴或齿套不受摩损，一般情况下无须维修。综上所述，本实用新型卷烟机蜘蛛手，采用动静密封环相互配合的方式，来防止润滑油进入负压通道，提高了机械密封结构的使用寿命和时效；增设齿轴辅助油封，更进一步地杜绝了润滑油泄漏进入负压通道的可能性，避免造成烟支油烟的缺陷；卸荷孔的使用，提供了目测预判润滑油泄露的手段，使操作人员可及时更换失效零件。所以，本实用新型有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。
权利要求1.一种卷烟机蜘蛛手，包括壳体(1)，所述壳体(I)内固定有一齿轴(2)，所述齿轴(2)上套有齿套(3)，所述齿套(3)与齿轴(2)之间设有轴承，所述齿套(3)与齿轴(2)之间还设有润滑油腔(4)，所述齿套(3)伸向所述壳体(I)外部的端面与传送臂(5)固定连接，所述传送臂(5)的端部设有吸爪(6)，所述吸爪(6)与负压通道(7)连通，所述负压通道(7)依次从所述传送臂(5 )、齿轴(2 )、壳体(I)的内部穿过后，与负压控制装置(8 )连通，所述传送臂(5)与所述齿轴(2)之间还设有负压空间(9)，所述负压空间(9)与所述负压通道(7)连通，其特征在于:所述齿轴(2)与所述齿套(3)之间设有机械密封结构(10)，所述机械密封结构(10)位于所述润滑油腔(4)与所述负压空间(9)之间；所述机械密封结构(10)包括与所述齿轴(2)固定的动密封环(101)和与所述传送臂(5)固定的静密封环(102)，所述动密封环(101)和静密封环(102)均套在所述齿轴(2)上，所述动密封环(101)和静密封环(102)沿径向部分重叠。
2.根据权利要求1所述的卷烟机蜘蛛手，其特征在于:所述动密封环(101)面向所述静密封环(102)的端面设有向外伸出的凸出环(103)，所述凸出环(103)的外圆周面的直径小于所述齿套(3)的内圆周面的直径；所述静密封环(102)面向所述动密封环(101)的一端设有向外伸出的覆盖环(104),所述覆盖环(104)内圆周面的一部分与所述凸出环(103)的外圆周面相配合。
3.根据权利要求2所述的卷烟机蜘蛛手，其特征在于:所述动密封环(101)和静密封环(102)的材质为碳化硅陶瓷，所述动密封环(101)的配合面的粗糙度为0.4 y m，所述静密封环(102)的配合面的粗糙度为0.2 Pm。
4.根据权利要求1所述的卷烟机蜘蛛手，其特征在于:所述静密封环(102)的外部还套有环形束紧弹簧(105)，所述环形束紧弹簧(105)套在所述静密封环(102)与所述动密封环(101)沿径向重叠的位置。
5.根据权利要求1所述的卷烟机蜘蛛手，其特征在于:所述齿轴(2)与所述齿套(3)之间还设有齿轴辅助油封(11)，所述齿轴辅助油封(11)位于所述负压空间(9)和所述机械密封结构(10)之间。
6.根据权利要求5所述的卷烟机蜘蛛手，其特征在于:所述齿轴辅助油封(11)的材质为丁晴橡胶或氟橡胶。
7.根据权利要求1所述的卷烟机蜘蛛手，其特征在于:所述传送臂(5)上设有卸荷孔(12)，所述卸荷孔(12)位于所述机械密封结构(10)的下方，所述卸荷孔(12)通向所述齿套(3)与所述传送臂(5)的结合面。
8.根据权利要求1所述的卷烟机蜘蛛手，其特征在于:所述齿套(3)与所述传送臂(5)的结合处外部套有齿套密封套(13)，所述齿套密封套(13)的一部分套在所述齿套(3)上，所述齿套密封套(13 )的另一部分套在所述传送臂(5 )上。
9.根据权利要求8所述的卷烟机蜘蛛手，其特征在于:所述齿套密封套(13)的表面采用喷涂陶瓷工艺处理。
10.根据权利要求8所述的卷烟机蜘蛛手，其特征在于:所述齿套密封套(13)和所述壳体(I)之间还设有齿套油封(16)。
专利摘要本实用新型提供一种卷烟机蜘蛛手，齿轴与齿套之间设有机械密封结构，机械密封结构位于润滑油腔与负压空间之间；机械密封结构包括与齿轴固定的动密封环和与传送臂固定的静密封环，动密封环和静密封环均套在齿轴上，动密封环和静密封环沿径向部分重叠。该卷烟机蜘蛛手，采用动静密封环相互配合的方式，来防止润滑油进入负压通道，提高了机械密封结构的使用寿命和时效；增设齿轴辅助油封，更进一步地杜绝了润滑油泄漏进入负压通道的可能性，避免造成烟支油烟的缺陷；卸荷孔的使用，提供了目测预判润滑油泄露的手段，使操作人员可及时更换失效零件。
文档编号F16J15/26GK203009830SQ20122067835
公开日2013年6月19日 申请日期2012年12月11日 优先权日2012年12月11日
发明者谢永康, 秦秋根, 刘晓茂 申请人:上海烟草集团有限责任公司