王俊，林國(guó)，江鴻勇，蔣國(guó)強(qiáng)，梁源，郭東芮

（紅塔煙草（集團(tuán)）有限責(zé)任公司，云南 玉溪 653100）

近年來，煙草行業(yè)為了滿足不同消費(fèi)者的需求，開發(fā)出各種具有卷煙香氣補(bǔ)差功能的卷煙產(chǎn)品。其中，煙用爆珠卷煙香氣補(bǔ)償?shù)囊环N技術(shù)在新型卷煙產(chǎn)品中的應(yīng)用越來越廣泛。在爆珠濾棒生產(chǎn)過程中，由于濾棒指標(biāo)（如長(zhǎng)度、圓周、吸阻等）不滿足或爆珠破裂、爆珠錯(cuò)位等原因剔除的不合格濾棒占比大。不合格爆珠濾棒中的爆珠絕大部分可以進(jìn)行回收再利用。由于目前行業(yè)內(nèi)還沒有成熟的技術(shù)或設(shè)備對(duì)不合格爆珠濾棒中的爆珠進(jìn)行回收，且人工回收勞動(dòng)強(qiáng)度大，收回效率底，造成爆珠大量浪費(fèi)。

本文通過研究爆珠濾棒成型及濾棒爆珠脫落特點(diǎn)，研制利用機(jī)械機(jī)構(gòu)方式實(shí)現(xiàn)不合格濾棒爆珠回收設(shè)備，實(shí)現(xiàn)濾棒爆珠的有效回收，進(jìn)而降低爆珠卷煙的生產(chǎn)成本。

1 煙用爆珠及爆珠濾棒

煙用爆珠為脆性膠囊，里面包裹液體香料（如褚橙、貝母、茅臺(tái)、石斛、蜂王漿等）通過自行手動(dòng)捏爆使液體流出，從而達(dá)到在吸吮過程中更加生香，強(qiáng)化香氣或特性，使吸煙者得到更舒適的體驗(yàn)。根據(jù)卷煙粗細(xì)的不同，爆珠的粒徑大小也不同，常規(guī)爆珠的直徑是3.65±0.15mm，重量0.020g 左右。

在濾棒成型過程中，以特定的間隔在絲束中植入爆珠而生產(chǎn)出來的濾棒即為爆珠濾棒。根據(jù)爆珠濾棒的長(zhǎng)度，每根濾棒中爆珠數(shù)量也不相同。通常144 濾棒中含6 顆爆珠，120 濾棒中含4 顆爆珠。

2 濾棒爆珠回收方式研究

根據(jù)大量試驗(yàn)論證，通過濾棒對(duì)中以特定角度及速度對(duì)稱撕裂是最高效的爆珠回收方式。此方式爆珠脫落率高、爆珠完好率高，且回收的爆珠能直接滿足生產(chǎn)要求。此方式的技術(shù)關(guān)鍵點(diǎn)是如何保證濾棒對(duì)中撕裂及如何準(zhǔn)確控制濾棒對(duì)稱撕裂的角度及速度。

3 濾棒爆珠回收裝置組成

根據(jù)濾棒爆珠回收的方式，結(jié)合自動(dòng)化設(shè)備特點(diǎn)，本文研制的濾棒爆珠回收裝置主要組成部分為：機(jī)架及外殼、料斗、連續(xù)送料機(jī)構(gòu)、濾棒預(yù)切裝置、濾棒撕裂機(jī)構(gòu)、爆珠及廢棄絲束收集裝置及電氣控制系統(tǒng)。

機(jī)架為濾棒爆珠回收裝置的安裝基礎(chǔ)，保證各機(jī)構(gòu)之間裝配位置。外殼起到安全防護(hù)及美觀修飾作用。料斗的配置需具備一定的存儲(chǔ)空間，同時(shí)，匹配濾棒紙盒尺寸，滿足生產(chǎn)操作的便利性。料斗出料位置配備攪棒機(jī)構(gòu)，對(duì)濾棒的姿態(tài)進(jìn)行調(diào)整，有利于順利落料。連續(xù)送料機(jī)構(gòu)與濾棒撕裂機(jī)構(gòu)通過曲柄滑塊機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)動(dòng)作互聯(lián)，保證送料動(dòng)作與撕裂動(dòng)作的相互協(xié)調(diào)。本文所研制的濾棒爆珠回收裝置通過曲柄滑塊機(jī)構(gòu)、杠桿機(jī)構(gòu)及凸輪機(jī)構(gòu)，使用一臺(tái)電機(jī)完成濾棒送料（往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)）、濾棒撕裂（開、合）及手爪動(dòng)作（夾緊、松開）。此設(shè)計(jì)可以很好地調(diào)節(jié)設(shè)備運(yùn)行速度，并能保持在相對(duì)高速的工況下可靠地運(yùn)行。

濾棒預(yù)切裝置布置在連續(xù)送料機(jī)構(gòu)出口處。切刀采用薄型刀片，上下兩片，位于濾棒撕裂方向垂直平面上，切入深度可調(diào)。濾棒推送過程中對(duì)濾棒進(jìn)行預(yù)切，提高對(duì)稱撕裂的可靠性，進(jìn)而保證濾棒爆珠剝離脫落率。

爆珠與濾棒有效分離后，需進(jìn)行分流收集。爆珠及廢棄絲束收集裝置具有可移動(dòng)性，便于生產(chǎn)實(shí)際使用。

電氣控制系統(tǒng)主要控制主電機(jī)（伺服電機(jī)）的速度、位置，監(jiān)控各個(gè)機(jī)構(gòu)運(yùn)行狀態(tài)，保證各機(jī)構(gòu)間的動(dòng)作協(xié)調(diào)、可靠。同時(shí)，配備操作按鈕及人機(jī)交互界面，可以根據(jù)實(shí)際情況設(shè)置設(shè)備運(yùn)行速度，查看各設(shè)備及機(jī)構(gòu)運(yùn)行狀態(tài)，記錄設(shè)備運(yùn)行過程中的各個(gè)參數(shù)。

圖1 濾棒爆珠回收裝置組成圖

4 濾棒爆珠回收裝置工作原理

圖2 濾棒爆珠回收裝置原理圖

如圖2 所示，不合格爆珠濾棒通過人工上料投入料斗，電控系統(tǒng)讓攪棒機(jī)構(gòu)動(dòng)作，使濾棒順利落入送料通道；電控系統(tǒng)通過伺服控制器控制伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)連續(xù)送料機(jī)構(gòu)及濾棒撕裂機(jī)構(gòu)協(xié)同動(dòng)作，在兩者間配置濾棒預(yù)切裝置，提高濾棒對(duì)稱撕裂的可靠性；通過撕裂機(jī)構(gòu)，爆珠在濾棒撕裂過程中自行脫落，落入爆珠收集通道，并匯集于爆珠收集箱，同時(shí)撕裂后的濾棒匯集于濾棒收集箱；根據(jù)生產(chǎn)情況人工對(duì)爆珠、濾棒收集箱進(jìn)行更換。通過人機(jī)交互界面可以對(duì)設(shè)備運(yùn)行速度、運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行設(shè)置及監(jiān)控。

5 濾棒爆珠回收裝置應(yīng)用評(píng)價(jià)

設(shè)備正式投入使用后，對(duì)其運(yùn)行情況進(jìn)行分析如下：

（1）運(yùn)行速度不低于70 支/min，爆珠脫離率不低于90%。

（2）連續(xù)送料機(jī)構(gòu)可能將濾棒推彎，不能送到手爪位置，需停機(jī)排故；可改進(jìn)為旋轉(zhuǎn)鼓輪送料，保證送料通道的尺寸，即可提高連續(xù)送料的可靠性。

（3）回收的爆珠中有少許絲束碎屑及破損的爆珠皮，需剔除后再投入爆珠濾棒生產(chǎn)中。

（4）設(shè)備運(yùn)行中，有噪聲及振動(dòng)，可以優(yōu)化機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)，提高零部件加工及裝配精度以保證可靠性運(yùn)行。