论文部分内容阅读
摘要：一种烘丝机滚筒位移输出支架的预警装置可实现当烘筒蹿动的位移到达设定值时，直线动作输出端触发报警部件报警，从而达到烘筒在向下蹿动的位移量达到设定值时报警的目的，以便于操作人员及时调整烘筒，避免设备故障的发生，提高了设备的有效作业率，减少了维修费用。该装置制作费用低，安装简单，运行良好且符合安全性，运行平稳。
关键词：烘丝机；位移输出支架；预警装置
烘丝机是卷烟制丝生产线中的关键设备，用于对烟丝（烟叶丝、烟梗丝）的干燥处理。现有技术中的烘丝机包括烘筒、机架和传动系统，烘筒包括轴线沿前后方向延伸的烘筒，烘筒上设有大齿轮，烘筒上还设有前、后滚道。机架上设有4个支承辊轮，4个支承辊轮两两一组形成前后间隔设置的前、后辊轮组，各辊轮组中3个支承辊轮均左右设置在烘筒的左右两侧。在安装时，将烘筒支撑在4个支承辊轮上，各支承辊轮分别与对应的滚道滚动配合。烘筒的轴线与水平面成2。的夹角，烘筒的进料口较高、出料口较低。烘丝机还包括安装在大齿轮前后两侧的前、后挡轮，防止烘筒在运转过程中沿轴向蹿动。
1 原因分析
在使用时，烘丝机传动系统的小齿轮与大齿轮啮合传动，带动整个烘筒的转动，标准的设计要求是4个支撑辊轮与滚道的4条接触线应处于与烘筒平行的同一平面上，但是在实际使用时，由于装配误差的存在，有可能会导致4个支撑辊轮与滚道的4条接触线不在同一面上，造成支撑辊轮与烘筒的滚道接触变位点接触，接触点不在同一平面上，如果4个接触点的连线为螺旋线，烘筒在转动时就会沿着这个螺旋线运动，而导致烘筒在运行过程中出现上下蹿动；同时，4个支撑辊轮的外圆尺寸是一致的，任何一个表面磨损出现凹凸不平都会造成圆尺寸出现误差，支撑辊轮的轮轴磨损及轴承的损坏，支撑辊轮与轮轴装配太松，造成滚轮滑动位移，辊轮支撑轴承座紧固螺栓松动，更换支撑辊轮或轴承时，安装位置错误都会造成烘筒左右移动。由于烘筒自身重量较大，如果烘筒在上下方向或左右方向上的移动幅度较大，烘筒就会强烈撞击支撑辊轮，支撑辊轮和支撑滚轮的轮轴就会快速磨损，支撑滚轮的更换频率较高，影响生产进度，如果未及时更换支撑滚轮，也容易造成设备的故障停机。在烘筒的蹿动超过允许范围后对设备进行停机维修，然而现有技术中没有对烘筒的蹿动幅度进行监测的预警装置，这就导致操作人员无法判断设备的维修时机。
2 改进方案
针对以上存在的问题，通过咨询设备生产厂家及相关资料，烘丝机滚筒的蹿动幅度监测没有现成的预警装置，主要凭维修技师的经验进行调整。我们在国家知识产权局网站以“烘丝机+位移输出支架+预警装置”为关键词，未检测到类似专利，因此从市场直接购买无法实现。运用头脑风暴法经过多次讨论，根据收集到的意见，经过归纳整理，最终确定了自行研制发明一种使用该位移输出支架的预警装置。
一种位移输出支架，包括底座，底座上沿上下方向浮动装配有浮动架，浮动架上设有分别用于与相应烘筒的外周面的左右两侧滚动配合的左、右顶推轮，浮动架具有直线动作输出端。各顶推轮的轮轴均与直线动作输出端上下间隔设置，直线动作输出端和各项推轮的轮轴均上下导向移动装配在底座上。
浮动架包括架本体，架本体包括水平设置的水平段，水平段上设有两个左右间隔设置的均向上悬伸的竖立段，水平段和两个竖立段围成开口朝上的内凹腔，该内凹腔形成用于避让烘筒的避让空间，左、右顶推轮分别设置在对应竖立段上，直线动作输出端设置于水平段的下端中部；底座包括间隔设置于所述水平段下方的导向板，直线动作输出端为沿上下方向导向穿设于所述导向板上的杆状结构，直线动作输出端上套设有顶装在水平段与导向板之间的复位弹簧；底座还包括间隔设置于导向板下方的安装板，安装板上设有用于安装被直线动作输出端触发的报警部件的安装结构。底座包括竖立设置的用于与左顶推轮对应设置的左前、左后支撑板，左前、左后支撑板均为板厚沿前后方向延伸的板状结构，左前、左后支撑板上均前后贯穿有导向方向为上下方向的导向孔，左顶推轮的轮轴的前后两端分别上下移动装配在对应的导向孔中。
浮动架的上端设有左、右顶推轮，在使用时，当烘筒上下蹿动和左右蹿动时，烘筒的外周面的左右两侧顶推对应的顶推轮，两个顶推轮带动浮动架的随之移动，同时顶推轮又不会影响到烘筒的正常转动，这就实现了将烘筒的蹿动位移进行输出的目的。当烘筒蹿动位移到达设定值时即直线动作输出端达到设定移动范围，该设定移动范围指的是烘筒的允许蹿动范围，直线动作输出端触发报警部件，报警部件报警，操作人员就可以及时对烘筒进行调整，避免烘筒对支撑辊轮产生过度的磨损撞击，保证了支撑辊轮的使用寿命，也降低整机的维修频率。
直线动作输出端和各轮轴均上下移动装配在底座上，各项推轮的轮轴均与直线动作输出端上下间隔设置，这种在上下方向上设置多段导向的方式，在浮动架的尺寸较大时，能够避免浮动架发生歪斜，保证浮动架的直线动作输出端输出位移的准确性。左、右顶推轮分别安装在两个竖立段上，水平段和两个竖立段围成开口朝上的内凹腔，该内凹腔形成用于避让烘筒的避让空间，这种设置既为左、右顶推轮提供了安装位置，进而保证了对烘筒上下蹿动的实时监测，又能够避免在烘筒上下蹿动时烘筒的外周面的下端磕碰在浮动架上，对浮动架造成损坏的现象发生，有利于延长浮动架的使用寿命。与此同时，在水平段的下端中部设有向下悬伸的顶推杆，这样在左右方向上，各项推轮与顶推杆的距离均相等，能够防止浮动架产生左右歪斜。此外，这种设置结构简单，有利于降低加工制造的成本。
由于导向板和安装板上下间隔设置，报警部件安装在安装板上，在上下方向上，导向板能够遮挡报警部件，只有直线动作输出端穿过穿装孔后才能触发报警部件，这就避免了报警部件被操作人员碰撞后误报警的现象发生，防止误操作。
3 具体实施方式
如图所示，一种烘丝机包括机架和预警装置包括位移输出支架，位移输出支架包括底座，底座上沿上下方向浮动装配有浮动架，浮动架上设有分别用于与烘筒的外周面的左右两侧滚动配合的左顶推轮、右顶推轮，浮动架具有直线动作输出端即顶推杆。预警装置还包括用于被直线动作输出端触发的报警部件。 各项推轮的轮轴均与直线动作输出端上下间隔设置，直线动作输出端和各顶推轮的轮轴分别与底座在上下方向上导向移动配合。顶推轮的轮轴与底座的导向配合位置和直线动作输出端与底座的导向配合位置构成三角形结构，这样就实现了整个浮动架的三点导向，保证了导向稳定性和导向精度。
浮动架包括架本体，架本体包括水平设置的水平段，水平段上设有两个左右间隔设置的均向上悬伸的竖立段，水平段和两个竖立段围成开口朝上的第一内凹腔，第一内凹腔形成用于避让烘筒的避让空间，各竖立段包括直线段和位于直线段上端的U形轮架。位于左侧的竖立段的U形轮架为左轮架，位于右侧的竖立段的U形轮架为右轮架，各轮架均包括前后间隔设置的前、后安装耳，前、后安装耳之间支撑连接有连接板，前、后安装耳和连接板围成开口朝上的第二内凹腔。
左顶推轮的轮轴为左轮轴，左轮轴的轴线沿前后方向延伸，左轮轴的前后端分别由左轮架的前后端穿出。右顶推轮的轮轴为右轮轴，右轮轴的轴线沿前后方向延伸，右轮轴的前后端分别由右轮架的前后端穿出。
上述的底座包括板厚沿上下方向延伸的安装板，安装板与机架连接在一起，安装板上设有与左顶推轮对应设置的左前支撑板和左后支撑板，安装板上还设有与右顶推轮对应设置的右前支撑板和右后支撑板。4个支撑板均为竖立设置在安装板上的板厚均沿前后方向延伸的板状结构，左前、左后、右前、右后支撑板上均前后贯穿有导向方向为上下方向的导向孔，左轮轴的前后穿出端分别插装在左前、左后支撑板的导向孔中以实现上下移动装配在左前、左后支撑板之间。右轮轴的前后穿出端分别插装在右前、右后支撑板的导向孔中以实现上下移动装配在右前、右后支撑板之间。
顶推杆设置于水平段的下端中部，上述的底座还包括位于安装板上方且与安装板上下间隔设置的导向板，导向板为板厚沿上下方向延伸的板状结构，导向板与上述的4个支撑板固连在一起。顶推杆上套装有复位弹簧，复位弹簧顶设在水平段与导向板之间，上述的报警部件包括安装在安装板上的位置开关，报警部件还包括与位置开关电连接的警示器，位置开关用于与顶推杆限位挡止配合以对顶推杆的向下移动极限进行限位挡止。在本实施例中，位置开关为接触开关，当然，在实施例中，位置开关还可以为光电开关等。
导向板上设有上下贯穿的与位置开关对应设置的穿装孔，顶推杆上下移动装配在穿装孔中。顶推杆上套设有用于实现浮动架上下浮动的复位弹簧，复位弹簧的上下两端分别与水平段、导向板顶压配合。顶推杆的下端穿过穿装孔后螺旋安装有螺母。
在使用时，将上述的预警装置置于烘筒的下方，安装板与机架相连。当烘筒向上下蹿动和左右蹿动时，烘筒的外周面的左右两侧向下顶推对应的顶推轮，两个顶推轮带动浮动架向下移动，顶推杆在导向板的穿装孔中下移，当烘筒的上下蹿动位移或左右蹿动位移达设定值时，项推杆也达到设定移动范围，该设定移动范围可以根据生产需要进行设置，顶推杆触发位置开关，位置开关控制警示装置报警并使烘丝机停机。在本烘丝机的其他实施例中：当整个位移输出支架布置于烘筒的上方，即左、右顶推轮与烘筒上端顶推配合时，复位弹簧可以不设，此时烘筒蹿动可以带动左、右顶推轮向上移动，而左、右顶推轮可以依靠自重复位；报警部件也可以不是警示器这类电子报警器，比如说报警部件也可以是一个铃铛，当烘筒蹿动幅度较大时，顶推杆撞击铃铛而发出报警声音，操作人员就可以对烘丝机停机维修。
限位开关通过螺栓连接的方式安装在安装板上，安装板上的螺栓穿孔形成报警部件的安装结构，在其他实施例中，位置开关还可以粘接在安装板的上板面上，该上板面形成上述的安装结构。本领域技术人员也可以在不同情况下，根据设计常识进行等同替换范围之内。
4 改进效果
通过本次改造达到了如下的效果：当烘筒蹿动时，烘筒的外周面的左右两侧顶推对应的顶推轮，两个顶推轮带动浮动架的直线动作输出端移动，这就实现了在烘筒蹿动时输出烘筒的位移量的目的。当烘筒蹿动的位移到达设定值时，直线动作输出端触发报警部件报警，从而达到在烘筒在向下蹿动的位移量达到设定值时报警的目的，以便于操作人员及时调整烘筒，避免设备故障的发生，提高了设备的有效作业率，减少了维修费用。该装置制作费用低，安装简单，运行良好且符合安全性，运行平稳。与现有技术相比，具有结构紧凑、流程合理、占地省、阻力小、能耗低、效率高等优点。装置已获得国家实用新型证书授权，发明专利己通过国家知识产权局实际审查，目前一通实审阶段。
关键词：烘丝机；位移输出支架；预警装置
烘丝机是卷烟制丝生产线中的关键设备，用于对烟丝（烟叶丝、烟梗丝）的干燥处理。现有技术中的烘丝机包括烘筒、机架和传动系统，烘筒包括轴线沿前后方向延伸的烘筒，烘筒上设有大齿轮，烘筒上还设有前、后滚道。机架上设有4个支承辊轮，4个支承辊轮两两一组形成前后间隔设置的前、后辊轮组，各辊轮组中3个支承辊轮均左右设置在烘筒的左右两侧。在安装时，将烘筒支撑在4个支承辊轮上，各支承辊轮分别与对应的滚道滚动配合。烘筒的轴线与水平面成2。的夹角，烘筒的进料口较高、出料口较低。烘丝机还包括安装在大齿轮前后两侧的前、后挡轮，防止烘筒在运转过程中沿轴向蹿动。
1 原因分析
在使用时，烘丝机传动系统的小齿轮与大齿轮啮合传动，带动整个烘筒的转动，标准的设计要求是4个支撑辊轮与滚道的4条接触线应处于与烘筒平行的同一平面上，但是在实际使用时，由于装配误差的存在，有可能会导致4个支撑辊轮与滚道的4条接触线不在同一面上，造成支撑辊轮与烘筒的滚道接触变位点接触，接触点不在同一平面上，如果4个接触点的连线为螺旋线，烘筒在转动时就会沿着这个螺旋线运动，而导致烘筒在运行过程中出现上下蹿动；同时，4个支撑辊轮的外圆尺寸是一致的，任何一个表面磨损出现凹凸不平都会造成圆尺寸出现误差，支撑辊轮的轮轴磨损及轴承的损坏，支撑辊轮与轮轴装配太松，造成滚轮滑动位移，辊轮支撑轴承座紧固螺栓松动，更换支撑辊轮或轴承时，安装位置错误都会造成烘筒左右移动。由于烘筒自身重量较大，如果烘筒在上下方向或左右方向上的移动幅度较大，烘筒就会强烈撞击支撑辊轮，支撑辊轮和支撑滚轮的轮轴就会快速磨损，支撑滚轮的更换频率较高，影响生产进度，如果未及时更换支撑滚轮，也容易造成设备的故障停机。在烘筒的蹿动超过允许范围后对设备进行停机维修，然而现有技术中没有对烘筒的蹿动幅度进行监测的预警装置，这就导致操作人员无法判断设备的维修时机。
2 改进方案
针对以上存在的问题，通过咨询设备生产厂家及相关资料，烘丝机滚筒的蹿动幅度监测没有现成的预警装置，主要凭维修技师的经验进行调整。我们在国家知识产权局网站以“烘丝机+位移输出支架+预警装置”为关键词，未检测到类似专利，因此从市场直接购买无法实现。运用头脑风暴法经过多次讨论，根据收集到的意见，经过归纳整理，最终确定了自行研制发明一种使用该位移输出支架的预警装置。
一种位移输出支架，包括底座，底座上沿上下方向浮动装配有浮动架，浮动架上设有分别用于与相应烘筒的外周面的左右两侧滚动配合的左、右顶推轮，浮动架具有直线动作输出端。各顶推轮的轮轴均与直线动作输出端上下间隔设置，直线动作输出端和各项推轮的轮轴均上下导向移动装配在底座上。
浮动架包括架本体，架本体包括水平设置的水平段，水平段上设有两个左右间隔设置的均向上悬伸的竖立段，水平段和两个竖立段围成开口朝上的内凹腔，该内凹腔形成用于避让烘筒的避让空间，左、右顶推轮分别设置在对应竖立段上，直线动作输出端设置于水平段的下端中部；底座包括间隔设置于所述水平段下方的导向板，直线动作输出端为沿上下方向导向穿设于所述导向板上的杆状结构，直线动作输出端上套设有顶装在水平段与导向板之间的复位弹簧；底座还包括间隔设置于导向板下方的安装板，安装板上设有用于安装被直线动作输出端触发的报警部件的安装结构。底座包括竖立设置的用于与左顶推轮对应设置的左前、左后支撑板，左前、左后支撑板均为板厚沿前后方向延伸的板状结构，左前、左后支撑板上均前后贯穿有导向方向为上下方向的导向孔，左顶推轮的轮轴的前后两端分别上下移动装配在对应的导向孔中。
浮动架的上端设有左、右顶推轮，在使用时，当烘筒上下蹿动和左右蹿动时，烘筒的外周面的左右两侧顶推对应的顶推轮，两个顶推轮带动浮动架的随之移动，同时顶推轮又不会影响到烘筒的正常转动，这就实现了将烘筒的蹿动位移进行输出的目的。当烘筒蹿动位移到达设定值时即直线动作输出端达到设定移动范围，该设定移动范围指的是烘筒的允许蹿动范围，直线动作输出端触发报警部件，报警部件报警，操作人员就可以及时对烘筒进行调整，避免烘筒对支撑辊轮产生过度的磨损撞击，保证了支撑辊轮的使用寿命，也降低整机的维修频率。
直线动作输出端和各轮轴均上下移动装配在底座上，各项推轮的轮轴均与直线动作输出端上下间隔设置，这种在上下方向上设置多段导向的方式，在浮动架的尺寸较大时，能够避免浮动架发生歪斜，保证浮动架的直线动作输出端输出位移的准确性。左、右顶推轮分别安装在两个竖立段上，水平段和两个竖立段围成开口朝上的内凹腔，该内凹腔形成用于避让烘筒的避让空间，这种设置既为左、右顶推轮提供了安装位置，进而保证了对烘筒上下蹿动的实时监测，又能够避免在烘筒上下蹿动时烘筒的外周面的下端磕碰在浮动架上，对浮动架造成损坏的现象发生，有利于延长浮动架的使用寿命。与此同时，在水平段的下端中部设有向下悬伸的顶推杆，这样在左右方向上，各项推轮与顶推杆的距离均相等，能够防止浮动架产生左右歪斜。此外，这种设置结构简单，有利于降低加工制造的成本。
由于导向板和安装板上下间隔设置，报警部件安装在安装板上，在上下方向上，导向板能够遮挡报警部件，只有直线动作输出端穿过穿装孔后才能触发报警部件，这就避免了报警部件被操作人员碰撞后误报警的现象发生，防止误操作。
3 具体实施方式
如图所示，一种烘丝机包括机架和预警装置包括位移输出支架，位移输出支架包括底座，底座上沿上下方向浮动装配有浮动架，浮动架上设有分别用于与烘筒的外周面的左右两侧滚动配合的左顶推轮、右顶推轮，浮动架具有直线动作输出端即顶推杆。预警装置还包括用于被直线动作输出端触发的报警部件。 各项推轮的轮轴均与直线动作输出端上下间隔设置，直线动作输出端和各顶推轮的轮轴分别与底座在上下方向上导向移动配合。顶推轮的轮轴与底座的导向配合位置和直线动作输出端与底座的导向配合位置构成三角形结构，这样就实现了整个浮动架的三点导向，保证了导向稳定性和导向精度。
浮动架包括架本体，架本体包括水平设置的水平段，水平段上设有两个左右间隔设置的均向上悬伸的竖立段，水平段和两个竖立段围成开口朝上的第一内凹腔，第一内凹腔形成用于避让烘筒的避让空间，各竖立段包括直线段和位于直线段上端的U形轮架。位于左侧的竖立段的U形轮架为左轮架，位于右侧的竖立段的U形轮架为右轮架，各轮架均包括前后间隔设置的前、后安装耳，前、后安装耳之间支撑连接有连接板，前、后安装耳和连接板围成开口朝上的第二内凹腔。
左顶推轮的轮轴为左轮轴，左轮轴的轴线沿前后方向延伸，左轮轴的前后端分别由左轮架的前后端穿出。右顶推轮的轮轴为右轮轴，右轮轴的轴线沿前后方向延伸，右轮轴的前后端分别由右轮架的前后端穿出。
上述的底座包括板厚沿上下方向延伸的安装板，安装板与机架连接在一起，安装板上设有与左顶推轮对应设置的左前支撑板和左后支撑板，安装板上还设有与右顶推轮对应设置的右前支撑板和右后支撑板。4个支撑板均为竖立设置在安装板上的板厚均沿前后方向延伸的板状结构，左前、左后、右前、右后支撑板上均前后贯穿有导向方向为上下方向的导向孔，左轮轴的前后穿出端分别插装在左前、左后支撑板的导向孔中以实现上下移动装配在左前、左后支撑板之间。右轮轴的前后穿出端分别插装在右前、右后支撑板的导向孔中以实现上下移动装配在右前、右后支撑板之间。
顶推杆设置于水平段的下端中部，上述的底座还包括位于安装板上方且与安装板上下间隔设置的导向板，导向板为板厚沿上下方向延伸的板状结构，导向板与上述的4个支撑板固连在一起。顶推杆上套装有复位弹簧，复位弹簧顶设在水平段与导向板之间，上述的报警部件包括安装在安装板上的位置开关，报警部件还包括与位置开关电连接的警示器，位置开关用于与顶推杆限位挡止配合以对顶推杆的向下移动极限进行限位挡止。在本实施例中，位置开关为接触开关，当然，在实施例中，位置开关还可以为光电开关等。
导向板上设有上下贯穿的与位置开关对应设置的穿装孔，顶推杆上下移动装配在穿装孔中。顶推杆上套设有用于实现浮动架上下浮动的复位弹簧，复位弹簧的上下两端分别与水平段、导向板顶压配合。顶推杆的下端穿过穿装孔后螺旋安装有螺母。
在使用时，将上述的预警装置置于烘筒的下方，安装板与机架相连。当烘筒向上下蹿动和左右蹿动时，烘筒的外周面的左右两侧向下顶推对应的顶推轮，两个顶推轮带动浮动架向下移动，顶推杆在导向板的穿装孔中下移，当烘筒的上下蹿动位移或左右蹿动位移达设定值时，项推杆也达到设定移动范围，该设定移动范围可以根据生产需要进行设置，顶推杆触发位置开关，位置开关控制警示装置报警并使烘丝机停机。在本烘丝机的其他实施例中：当整个位移输出支架布置于烘筒的上方，即左、右顶推轮与烘筒上端顶推配合时，复位弹簧可以不设，此时烘筒蹿动可以带动左、右顶推轮向上移动，而左、右顶推轮可以依靠自重复位；报警部件也可以不是警示器这类电子报警器，比如说报警部件也可以是一个铃铛，当烘筒蹿动幅度较大时，顶推杆撞击铃铛而发出报警声音，操作人员就可以对烘丝机停机维修。
限位开关通过螺栓连接的方式安装在安装板上，安装板上的螺栓穿孔形成报警部件的安装结构，在其他实施例中，位置开关还可以粘接在安装板的上板面上，该上板面形成上述的安装结构。本领域技术人员也可以在不同情况下，根据设计常识进行等同替换范围之内。
4 改进效果
通过本次改造达到了如下的效果：当烘筒蹿动时，烘筒的外周面的左右两侧顶推对应的顶推轮，两个顶推轮带动浮动架的直线动作输出端移动，这就实现了在烘筒蹿动时输出烘筒的位移量的目的。当烘筒蹿动的位移到达设定值时，直线动作输出端触发报警部件报警，从而达到在烘筒在向下蹿动的位移量达到设定值时报警的目的，以便于操作人员及时调整烘筒，避免设备故障的发生，提高了设备的有效作业率，减少了维修费用。该装置制作费用低，安装简单，运行良好且符合安全性，运行平稳。与现有技术相比，具有结构紧凑、流程合理、占地省、阻力小、能耗低、效率高等优点。装置已获得国家实用新型证书授权，发明专利己通过国家知识产权局实际审查，目前一通实审阶段。