陳文, 覃仕輝, 康瑛, 胡燕鷹

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卷煙機蜘蛛手內部負壓通道的改進

陳文1, 覃仕輝2, 康瑛1, 胡燕鷹1

(1. 中煙機械技術中心有限責任公司, 上海, 201206; 2. 常德煙草機械有限責任公司, 湖南常德, 415000)

現(xiàn)有卷煙機蜘蛛手機構存在負壓通道管路長、通道體積大、負壓流動損失、漏油以及電機功率大等問題, 為此, 對蜘蛛手內部結構進行了改進: 把配氣座前移, 縮短負壓通道; 氣路和油路完全隔離; 優(yōu)化負壓通道轉向角, 減少負壓流動損失; 在蜘蛛手輪體與小手臂之間安裝一負壓控制盤, 控制負壓的打開和關斷。改進后, 負壓管路縮短了一半, 明顯減少了所需空氣量, 降低了負壓風機的功率; 負壓流動損失也明顯降低, 提高了保持負壓的能力和蜘蛛手交接煙支的穩(wěn)定性; 漏油問題也得到了改善。

卷煙機; 蜘蛛手; 負壓通道; 控制盤

蜘蛛手煙支交接技術主要應用于HAUNI公司和GD公司的卷煙機上。蜘蛛手利用負壓空氣吸附煙支, 平穩(wěn)輕柔地把雙倍長度煙支傳送到接裝機的接煙鼓輪槽中, 實現(xiàn)煙支的高質量傳輸。煙支無撞頭, 外表不易損傷。蜘蛛手煙支交接過程流暢、順利, 自然實現(xiàn)煙支的加速、減速過程, 煙支傳輸平穩(wěn)、柔和; 輸送能力高, 可滿足高速機生產(chǎn)要求; 煙支外觀質量好, 沒有墩頭現(xiàn)象。缺點是結構復雜, 安裝、調整比較時間長; 密封要求高, 容易漏油, 影響煙支外表面質量。

1 工作原理及存在的問題

工作原理?，F(xiàn)有蜘蛛手內部結構如圖1所示, 當蜘蛛手轉至配氣座1的作用區(qū)域時, 吸爪9的負壓通道導通并產(chǎn)生負壓吸力, 保證煙支從被吸住到交接到接裝機進煙鼓輪的這段時間內煙支不掉下。負壓通道見圖1中箭頭。負壓風機的負壓經(jīng)由配氣座1的負壓腔a進入到輪體2的負壓管路b, 然后經(jīng)由齒輪軸3的負壓管路c和d進入到手臂5的負壓管路e和f, 最后經(jīng)過小齒輪軸8的空腔g到達吸爪9的通道h, 從而把煙支吸附在吸爪9上[1–3]。

存在的問題。從圖1可以看出, 現(xiàn)有蜘蛛手負壓通道管路較長, 通道體積較大, 導致抽吸負壓管路的空氣量較大。此外, 負壓管路經(jīng)過了幾個大的轉向角, 導致負壓流動損失較大, 特別是當其中一個或幾個吸爪上的煙支發(fā)生脫落時, 會造成整個系統(tǒng)的負壓迅速下降, 為了保證其他吸爪上的煙支不會跟著脫落, 并能在很高的生產(chǎn)速度下順利完成交接, 必須保證系統(tǒng)負壓在200 mbar左右, 因此蜘蛛手機構需要選用大功率的負壓風機電機[4–5]。

1—配氣座, 2—輪體, 3—齒輪軸, 4—圓盤, 5—手臂, 6—齒輪套, 7—蓋板, 8—小齒輪軸, 9—吸爪, a—負壓腔, b～h —負壓管路。

2 改進方法

針對現(xiàn)有卷煙機蜘蛛手機構存在的負壓通道管路長、負壓流動損失大以及電機功率大等問題, 對蜘蛛手內部結構進行改進, 改進后的蜘蛛手內部結構如圖2所示。把蓋板7加寬并把配氣座1前移, 蓋板7與輪體2一起整體轉動, 在手臂5與齒輪套6之間增加一負壓控制盤4, 控制盤4與手臂5以及齒輪套6通過螺釘固結后整體轉動, 控制盤4的直孔d與手臂的孔e始終保持相通, 手臂的孔e與控制盤4的直孔d以及小齒輪軸8的孔f之間均設計成一大于90°的轉向角, 控制盤4與蓋板7之間存在一微小間隙并相對轉動, 負壓通道的打開和關閉通過控制盤相對于輪體的轉動來實現(xiàn)。

1—配氣座, 2—輪體, 3—齒輪軸, 4—負壓控制盤, 5—手臂, 6 —齒輪套, 7—蓋板, 8—小齒輪軸, 9—吸爪, a—負壓腔, b～g—負壓管路。

控制盤4的結構如圖3所示。控制盤4上開有凹槽c、直孔d以及凹槽s, 其中凹槽c和直孔d連通。由于控制盤需要高速轉動, 因此在控制盤上開有一用于質量平衡的凹槽s, 控制盤4的外圓面與蓋板7之間存在微小間隙, 當控制盤4轉至凹槽c與蓋板7的外圓孔b連通時, 整個氣路接通。

c—圓弧狀凹槽, d—孔, s—圓弧狀凹槽。

負壓通道如圖1中箭頭所示。負壓風機的負壓經(jīng)由配氣座1的負壓腔a進入到蓋板7的負壓管路b, 然后經(jīng)由控制盤4的凹槽c和直孔d后到達手臂5的負壓管路e, 最后經(jīng)過小齒輪軸8的空腔f到達吸爪9的負壓通道g, 從而把煙支吸附在吸爪9上。

在控制盤4相對于輪體的轉動運動中, 與配氣座1一起使負壓通道周期性的開啟和關閉, 因此, 控制盤的凹槽c既充當負壓管路系統(tǒng)的連接開關, 其凹槽c的弧度以及與凹槽c與直孔d的相對位置決定了負壓管路系統(tǒng)打開和關閉的控制曲線。

3 改進效果

經(jīng)過改進, 蜘蛛手負壓管路的長度由355 mm縮短到148 mm, 負壓管路的容積由31 cm3縮小到22 cm3, 使得負壓管路的空氣量明顯減少; 通過減小負壓通道轉向角的大小, 有效地降低了流動阻力。通過現(xiàn)場實驗測試, 因流動阻力引起的負壓損失減少了約30%; 當其中一個或幾個吸爪上的煙支發(fā)生脫落而引起負壓降低時, 選用5.5 kW的風機電機就能確保其它吸爪上的煙支被有效輸送(原電機功率為7.5 kW); 同時通過負壓控制盤有效隔斷了油路和氣路, 改善了蜘蛛手漏油問題。

參考文獻：

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[2] 王大林, 楊月嶺. YJ17卷煙機蜘蛛手吸爪的運動分析及工裝核算[J]. 煙草科技, 1999(1): 21–24.

[3] 陳文, 吳磊, 趙朝陽, 等. 基于Pro/E和Adams的喇叭嘴機構的運動分析及仿真[J]. 煙草科技, 2011(10): 20–23.

[4] 邊永生. 煙機設備修理技師培訓教材[M]. 北京: 國家煙草專賣局出版社, 2002: 96–97.

[5] 豪尼機械制造股份公司. 利用負壓抽吸的輸送設備[P]. 中國: 201010184212.1, 2010–11–17.

(責任編校:劉剛毅)

Improvement of suction air channel inside the spider mechanism

Chen Wen1, Qin Shihui2, Kang Ying1, Hu Yanying1

(1. China Tobacco Machinery Technology Center Co Ltd, Shanghai 201206, China; 2. Changde Tobacco Machinery Co Ltd, Changde 415000, China)

The spider mechanism of cigarette maker exist some problems, such as the long suction air channel, large volume,air pressure loss and so on.Therefore, the spider mechanism is improved as following: move forward the suction air control element to shorten the suction air channel; optimization the turning angle of suction air channel to reduce pressure loss; use a control disc to open and close suction air. By shortened the length of suction air channel in half and reduced the amount of air needed, the power of suction air fan is reduced; by greatly reduced the air pressure loss, the stability of tobacco rods transferring and the ability of keeping Suction air pressure are enhanced; the problem of oil leakage is also solved.

cigarette maker; spider; suction air channel; control disc

10.3969/j.issn.1672–6146.2015.01.017

TS 43

1672–6146(2015)01–0070–03

陳文, chenwencurry@126.com。

2014–07–28

國家煙草專賣局資助項目(110200602001)。