潘恒樂, 王俊

(常德煙草機(jī)械有限責(zé)任公司, 湖南 常德, 415000)

降低卷煙煙氣焦油量和煙堿的同時(shí)保持卷煙的香味和勁頭已成為煙草行業(yè)當(dāng)前的重要研究課題,而卷煙的長度、吸阻等物理指標(biāo)是其重要影響因素[1–3]。同時(shí)卷煙長度這個(gè)物理指標(biāo)和其他指標(biāo)是相互關(guān)聯(lián)的, 如果卷煙長度偏差和變異值較大, 會(huì)直接導(dǎo)致卷煙單支重量、吸阻等物理指標(biāo)超標(biāo), 還會(huì)造成檢測裝置誤檢, 出現(xiàn)誤剔和漏剔, 不但會(huì)使不合格卷煙進(jìn)入成品, 也會(huì)因?yàn)檎`剔加大原輔材料的消耗。近年來, 對卷煙長度調(diào)整與控制進(jìn)行了許多研究, 高紹梁[4]介紹了在PROTOS 70型卷煙機(jī)上改變卷煙長度規(guī)格所需的調(diào)整; 黃強(qiáng)[5]等通過對接裝紙切刀、搓板以及相關(guān)鼓輪等部件的改造來實(shí)現(xiàn)對 MK9N卷接機(jī)組卷煙長度規(guī)格的調(diào)整; 曾峰[6]等針對ZJ17型卷接機(jī)組的切割鼓輪設(shè)了計(jì)一種新型浮圈調(diào)整裝置, 減少了卷煙長度的調(diào)整時(shí)間; 胡鵬[7]等針對 PASSIM8K卷接機(jī)組提出了一種卷煙長度規(guī)格改造方法, 提高了對卷煙長度改造的效率; 姜冬子[8]等針對 ZJ112型卷接機(jī)組設(shè)計(jì)了一種煙支長度調(diào)節(jié)裝置,降低了對卷煙長度的調(diào)節(jié)難度, 并減少了煙支夾末率; 陳祝磊[9]設(shè)計(jì)了YJ27接裝機(jī)靠攏鼓輪定位量規(guī),提高了煙支長度的調(diào)節(jié)精度。ZJ116A型卷接機(jī)組是基于ZJ116型卷接機(jī)組[10]升級(jí)改進(jìn)而成的新一代國產(chǎn)超高速卷接設(shè)備, 其由YJ116A型卷煙機(jī)與YJ216A型濾嘴接裝機(jī)組成, 但目前針對該機(jī)型的卷煙長度規(guī)格控制與調(diào)整的研究鮮見報(bào)道。為此, 通過對影響卷煙長度的因素進(jìn)行分析, 對卷煙長度控制系統(tǒng)裝置的進(jìn)行改造, 以期提高卷煙長度的控制精度, 降低卷煙長度調(diào)整難度, 提高工作效率。

1 問題分析

在YJ216A型濾嘴接裝機(jī)的生產(chǎn)過程中, 接煙輪從YJ116A卷煙機(jī)上接收雙倍長無濾嘴煙支, 在一次分切輪上分切為兩支等長的單倍長無濾嘴煙條, 并在分離輪上沿軸向分開一段距離; 而濾嘴經(jīng)過一系列傳遞后, 插入無濾嘴煙條之間的空位, 形成煙條+濾嘴+煙條三段的“組煙”; 組煙在靠攏輪上會(huì)隨鼓輪與浮圈同步轉(zhuǎn)動(dòng)同時(shí)被收攏, 在兩浮圈最窄處貼合, 并使組煙的中心與切割中心對準(zhǔn), 還粘搭一片已涂膠的水松紙片, 經(jīng)滾搓后形成雙倍長濾嘴卷煙, 在二次分切輪上被分切為兩支等長的卷煙, 二次分離輪將其分開, 經(jīng)雙排檢測后, 剔除不合格的卷煙, 錐形調(diào)頭裝置將雙排卷煙排成濾嘴朝向一致的單排卷煙, 最后成品濾嘴卷煙輸出接裝機(jī)。在這個(gè)過程中, 靠攏輪的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)不僅要對煙條和濾嘴的間隙進(jìn)行調(diào)整, 還要與二次分切切刀進(jìn)行對準(zhǔn)調(diào)整, 保證組煙能夠被對稱切割, 避免出現(xiàn)前后排卷煙一長一短。如圖1所示, 靠攏輪結(jié)構(gòu)主要由鼓輪、內(nèi)浮圈、外浮圈和調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)等組成, 內(nèi)外兩個(gè)浮圈分別裝在鼓輪的兩端, 浮圈是由內(nèi)外鋼環(huán)和橡膠圈組成, 內(nèi)鋼圈固定在輪體上, 調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的滾輪壓在外鋼環(huán)上,通過中間橡膠圈的彈性變形形成傾斜來實(shí)現(xiàn)組煙的靠攏。在設(shè)備高速運(yùn)行過程中, 橡膠圈會(huì)偶爾產(chǎn)生晃動(dòng), 不能一直有效地保證組煙的靠攏與對準(zhǔn)。浮圈在運(yùn)行過程中高頻率反復(fù)變形, 使橡膠圈易老化,出現(xiàn)質(zhì)量事故。調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)如圖 2所示, 主要由調(diào)節(jié)螺桿、調(diào)節(jié)螺套、調(diào)節(jié)螺釘、鎖緊套、內(nèi)外滾輪以及內(nèi)外支架等組成。該調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)可以單獨(dú)調(diào)節(jié)內(nèi)支架或者外支架的位置, 也可以調(diào)節(jié) 2個(gè)支架整體同向移動(dòng), 還可以使2個(gè)支架同時(shí)相向或者反向移動(dòng),雖然調(diào)節(jié)功能比較全面, 但是整個(gè)調(diào)節(jié)步驟比較復(fù)雜, 而且調(diào)節(jié)時(shí)通常要依靠人工經(jīng)驗(yàn)來進(jìn)行調(diào)節(jié),沒有參考量值, 因此需要反復(fù)調(diào)節(jié), 操作繁瑣, 調(diào)節(jié)時(shí)間長。

圖1 靠攏輪結(jié)構(gòu)

圖2 調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)

2 改進(jìn)方案

2.1 改進(jìn)結(jié)構(gòu)

如圖3所示, 改進(jìn)后的裝置主要由靠攏圓盤、偏心套、拔叉、支架、調(diào)節(jié)螺釘, 電動(dòng)調(diào)節(jié)桿等組成。該裝置內(nèi)外兩端各有一個(gè)的偏心套7, 兩側(cè)的靠攏圓盤1通過軸承支撐分別裝在兩側(cè)的偏心套上, 并由撥叉3與輪體8連接, 在工作時(shí), 靠攏圓盤隨著輪體同步轉(zhuǎn)動(dòng), 形成一個(gè)在旋轉(zhuǎn)中逐漸收攏的狀態(tài)。

調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)通過內(nèi)支架2和外支架 6與兩側(cè)的偏心套連接, 從而控制兩個(gè)靠攏圓盤的移動(dòng)。該調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)有 2個(gè)單獨(dú)的調(diào)節(jié)功能, 其中電動(dòng)調(diào)節(jié)桿 4由一個(gè)直線電機(jī)控制,其主要作用使將兩側(cè)的靠攏圓盤同時(shí)沿軸向朝鼓輪中心移動(dòng)或遠(yuǎn)離鼓輪中心移動(dòng); 調(diào)節(jié)螺釘 5則通過人工旋轉(zhuǎn)使兩側(cè)靠攏圓盤整體朝內(nèi)或朝外移動(dòng), 改變已靠攏的組煙在輪體上的軸向位置, 使組煙中心與二次分切刀的位置對準(zhǔn)。該機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了卷煙長度的在線調(diào)節(jié), 簡化了調(diào)節(jié)步驟, 不需要再分別調(diào)整內(nèi)外浮圈, 減少了工作強(qiáng)度。

圖3 改進(jìn)后卷煙長度調(diào)整裝置

2.2 刻度標(biāo)識(shí)

為解決調(diào)節(jié)時(shí)無參考量值的問題, 根據(jù)調(diào)節(jié)螺釘?shù)某叽? 在調(diào)節(jié)螺釘外圍的螺套上蝕刻了一圈刻度作為量化調(diào)節(jié)的參照, 見圖4。該刻度標(biāo)識(shí)一共有10個(gè)刻度, 每旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)螺釘一個(gè)刻度時(shí), 兩側(cè)的靠攏圓盤整體同向移動(dòng)0.1 mm,為組煙中心與切刀對準(zhǔn)調(diào)節(jié)提供了一個(gè)參考量依據(jù), 方便了操作人員的調(diào)節(jié)工作。

2.3 靠攏圓盤

為避免原浮圈由于橡膠這種柔性材質(zhì)導(dǎo)致的晃動(dòng)和老化情況的出現(xiàn), 重新設(shè)計(jì)了一種靠攏圓盤, 采用 45號(hào)鋼進(jìn)行加工, 并對圓盤端面進(jìn)行精磨, 使靠攏圓盤在運(yùn)動(dòng)過程中無晃動(dòng),有效的保證了組煙的靠攏和對準(zhǔn), 還避免了卷煙點(diǎn)燃端受損, 而且靠攏圓盤耐磨不易產(chǎn)生形變的特性,克服了原浮圈老化易變形的缺點(diǎn)。

圖4 刻度示意圖

3 應(yīng)用效果

3.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

材料: “白沙(硬)”牌卷煙配套煙絲及輔料(長沙卷煙廠提供)。設(shè)備: ZJ116A型卷接機(jī)組(常德煙草機(jī)械有限責(zé)任公司制造)。

方法: 將ZJ116A型機(jī)組生產(chǎn)速度設(shè)定為12 000 cig/min, 按每天8 h、每周5個(gè)工作日進(jìn)行運(yùn)行, 對改進(jìn)前后的機(jī)組卷煙長度出現(xiàn)偏差次數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì), 統(tǒng)計(jì)時(shí)間為3周; 當(dāng)卷煙長度出現(xiàn)偏差時(shí), 分別統(tǒng)計(jì)改進(jìn)前后卷煙長度調(diào)節(jié)時(shí)間, 重復(fù)3次。為便于對比, 安排同一組操作人員對改進(jìn)前后裝置進(jìn)行調(diào)節(jié)。

3.2 數(shù)據(jù)分析

由表1可知, 設(shè)備正常運(yùn)行3周內(nèi)卷煙長度出現(xiàn)偏差次數(shù)由改進(jìn)前的10次減少到了改進(jìn)后的3次,減少了70%, 提高了設(shè)備的有效作業(yè)率。由表2可知, 當(dāng)卷煙長度出現(xiàn)偏差, 需要進(jìn)行調(diào)節(jié)時(shí), 其調(diào)節(jié)時(shí)間由改進(jìn)前的12.9 min減少到了2.8 min, 減少了78.3%, 減少了調(diào)節(jié)的工作時(shí)間。

表1 改進(jìn)前后卷煙長度出現(xiàn)偏差次數(shù)對比

表2 改進(jìn)前后卷煙長度調(diào)節(jié)時(shí)間對比 /min

4 小結(jié)

改進(jìn)后的卷煙長度調(diào)節(jié)裝置提供了在線調(diào)節(jié)卷煙長度功能和調(diào)節(jié)刻度標(biāo)識(shí), 簡化了操作步驟, 降低了工作強(qiáng)度, 設(shè)計(jì)了剛性靠攏圓盤, 克服原浮圈在運(yùn)行中晃動(dòng), 易老化等缺點(diǎn)。以 ZJ116A型卷接機(jī)組生產(chǎn)的“白沙(硬)”牌卷煙為對象, 對改進(jìn)前后的機(jī)組進(jìn)行對比測試。結(jié)果表明: 改進(jìn)后卷煙長度出現(xiàn)偏差次數(shù)減少 70%, 每次調(diào)節(jié)時(shí)間縮短了 78.3%, 提高了設(shè)備的有效作業(yè)率, 降低了設(shè)備維修勞動(dòng)強(qiáng)度。該技術(shù)可在ZJ17、ZJ118、ZJ112等PROTOS系列卷接設(shè)備上推廣應(yīng)用。