馬齊瑤，向 光，周 玲，李文焜

（湖南中煙工業(yè)有限責任公司長沙卷煙廠，湖南長沙 410007）

0 引言

SQ21 切梗絲機防塵鋼帶在生產(chǎn)使用過程中積垢嚴重，導致卷揚過程中變形損壞、更換頻繁。設計制作一種用于切梗絲機防塵鋼帶的自貼緊清潔刮，有效清除防塵鋼帶積垢，提高防塵鋼帶使用壽命。

1 切梗絲機工作原理

制梗絲主要包括煙梗預處理、煙梗形變、梗絲在線膨脹和梗絲風選4 個加工過程[1]，切梗絲機是煙梗形變加工過程的主要設備。切梗絲機工作原理：一定流量經(jīng)過前段工序處理過的煙梗，經(jīng)喂料裝置進入一個由上、下輸送排鏈及兩側墻板構成的楔形通道，當煙梗堆積的高度超過設定的料位控制高度時，切梗絲機上、下排鏈向刀門端運動輸送并擠壓煙梗，使其逐步形成結構緊密的“煙梗餅”，并送至矩形刀門處。刀輥電機通過三角皮帶驅動刀輥沿刀門旋轉，刀輥轉速和排鏈速度由控制系統(tǒng)按切梗絲寬度的工藝要求運行在一定區(qū)間。置于刀輥上的多把切絲刀片由各自的推刀裝置作定量進給，補充刀片磨削過程中的損耗。刀輥帶動刀片旋轉形成了一個刃口鋒利的切削圓柱體，將從刀門連續(xù)送出的“煙梗餅”切成所要求寬度的梗絲[2]，從設備落料斗送出。

2 磨刀系統(tǒng)結構及工作原理

2.1 磨刀系統(tǒng)結構

磨刀系統(tǒng)是在切梗絲機運行過程中通過高速旋轉的砂輪修磨刀片，使刀刃保持鋒利。磨刀系統(tǒng)由磨刀支架、砂輪支架、碗形砂輪、支架傳動機構、防塵鋼帶、鋼帶滾筒、金剛石等組成[3]。上下兩個導向桿用來支撐磨刀系統(tǒng)，并通過螺釘與刀輥支架相連。上下兩導向桿的軸線相互平行，且與刀輥軸線平行，磨刀系統(tǒng)以上下兩個導向桿為導軌實現(xiàn)左右移動，支架傳動機構的兩個傳動鏈輪提供磨刀系統(tǒng)往復移動的驅動動力。砂輪的旋轉軸線與水平面成45°角，砂輪兩側各有一個防塵鋼帶且在同一平面內，由軟鋼材料制作，通過鋼帶滾筒實現(xiàn)防塵鋼帶的卷揚。

2.2 磨刀系統(tǒng)工作原理

磨刀系統(tǒng)的往復運動由刀輥電機驅動。當?shù)遁侂姍C旋轉時，通過三角皮帶帶動刀輥皮帶輪轉動，刀輥平皮帶輪上有一同步齒形帶，帶動一級蝸輪蝸桿減速箱輸入端的皮帶輪，減速箱輸出端通過一個特殊的鏈傳動機構，鏈條上裝有一對軸承，軸承推拉磨刀系統(tǒng)上的一個滑塊，帶動磨刀系統(tǒng)往復運動。其往復運動方向與刀輥旋轉軸線平行，往復運動速度與刀輥轉速成正比。磨刀系統(tǒng)的往復運動，可以保證對刀輥上刀片的全長進行磨削，砂輪磨削刀片過程中產(chǎn)生大量粉塵和火花，通過兩側防塵鋼帶進行密封。

2.3 砂輪磨削工作原理

砂輪的磨削區(qū)域在砂輪磨削面的外緣處，金剛石對砂輪的工作面進行修整。砂輪的旋轉由一定速電機直接驅動，在工作時高速順時針旋轉對不斷進給的切刀進行磨削，保持切刀刃口鋒利，砂輪隨同磨刀支架運行到一端時自動進給一次，運行到另一端時由砂輪修整器上的金剛石對砂輪進行自動修整[4]，保持其磨削質量。

3 防塵鋼帶積垢分析

3.1 刀片刃口處積垢

切梗絲機工作時，上、下排鏈運動輸送并擠壓物料，使其逐步形成結構緊密的“煙梗餅”，“煙梗餅”中含有糖、果膠、木質素等大分子物質，這些大分子物質在切絲過程中容易從煙梗表面溢出[5]。有研究表明，采用熱處理工藝能夠改變物質的黏附特性[6]，部分切梗絲機刀輥中有加熱裝置，用于提高刀片刃口溫度，減少煙垢粘黏。SQ21 切梗絲機刀輥中無加熱裝置，刀片刃口溫度較低，大分子物質溢出后極易黏附在刀片刃口處，形成積垢。

3.2 砂輪磨削過程中積垢甩到防塵鋼帶內側

砂輪的磨削區(qū)域在砂輪錐面的外表面，材料為鉻剛玉[7]，刀片刃口距砂輪內孔邊緣10 mm 處開始進入磨削區(qū)域。砂輪高速順時針旋轉對刀片刃口進行磨削，磨削過程中砂輪與刀片刃口積垢接觸，將積垢沿砂輪順時針旋轉切線方向甩到右側防塵鋼帶內側。同時，鉻剛玉材料制作的砂輪磨削刀刃時，會產(chǎn)生細小砂粒，砂粒甩在右側防塵鋼帶內側并黏附在積垢中，使積垢更加堅硬。

3.3 防塵鋼帶卷揚將積垢壓實

砂輪往復運動時，防塵鋼帶在兩側鋼帶滾筒中卷揚，右側防塵鋼帶伸展時，積垢甩出并黏附在防塵鋼帶內側，右側防塵鋼帶卷曲時，將防塵鋼帶內側積垢進行壓實，形成硬質積垢。積垢厚度逐漸增大，導致防塵鋼帶在卷揚過程中變形破損，降低防塵鋼帶使用壽命，嚴重時還會導致鋼帶滾筒的損壞。

3.4 普通清潔刮清除積垢效果難以達到要求

部分切梗絲機安裝有普通清潔刮，普通清潔刮采用刮刀固定的設計，通過固定的刮刀接觸防塵鋼帶內側，達到清潔防塵鋼帶內側的效果。在實際使用過程中發(fā)現(xiàn)，SQ21 切梗絲機安裝普通清潔刮時，清垢效果不佳，防塵鋼帶損壞頻繁。

固定刮刀設計主要有兩個缺陷：①防塵鋼帶為易損件，更換防塵鋼帶后，新的鋼帶位置相比舊的鋼帶位置有所變化，固定的刮刀可能接觸不到新的防塵鋼帶，導致清潔刮清潔作用失效，或者固定刮刀接觸鋼帶內側過緊，導致鋼帶受力磨損嚴重，都會影響防塵鋼帶使用壽命；②固定刮刀安裝在切葉絲機上使用效果稍好，但是不適用于切梗絲機，由于煙梗中含有糖、果膠、木質素等大分子物質，在切梗絲過程中產(chǎn)生的積垢遠多于切葉絲過程，固定刮刀不能將切梗絲過程中產(chǎn)生的大量積垢進行有效清除。

4 防塵鋼帶自貼緊清潔刮的設計與實施

4.1 清潔刮的設計

為了持續(xù)有效清潔SQ21 切梗絲機防塵鋼帶內側積垢，分析原有固定清潔刮的缺陷，設計一種防塵鋼帶自貼緊清潔刮，由刮刀、左側支板、右側支板、彈簧、底座、固定螺釘組成（圖1）。

圖1 防塵鋼帶自貼緊清潔刮結構

左側支板和右側支板通過4 顆固定螺釘安裝在底座上，兩側支板合攏構成了滑動腔，滑動腔內設置有刮刀和彈簧，刮刀可以通過滑動腔進行上下滑動。刮刀下部為一體成型并與滑動腔滑動配合的T 形座，上部向右彎曲30°可以加強刮刀刃口的清垢效果。刮刀刃口有一定弧度，便于貼合防塵鋼帶內側，刮刀T 形座下方均布有4 組壓縮狀態(tài)的彈簧（彈簧數(shù)量可以根據(jù)安裝調整過程中的清垢效果進行增減），提供一個向上的推力以實現(xiàn)清潔刮的自貼緊功能。底座兩端各開一個通孔，用于將清潔刮安裝在切梗絲機上。

4.2 清潔刮組裝

（1）先將左側支板用兩顆固定螺釘固定在底座上，再將4 個彈簧間隔均勻放置在底座上，將彈簧緊靠左側支板。

（2）將刮刀T 形座的一側伸入左側支板內腔并壓在彈簧和左側支板的頂部之間，此時彈簧應被壓縮，刮刀受到向上的推力，再將右側支板壓在刮刀T 形座另一側上方，用兩顆固定螺釘固定在底座上，此時可以用手按壓刮刀，檢查刮刀所受彈簧推力是否合適。

（3）清潔刮組裝完畢，此時刮刀通過左、右側支板定位，彈簧壓縮提供一個向上的推力，向下按壓刮刀的刀刃應有合適的回彈力。

4.3 清潔刮上機安裝使用

在切梗絲機右側鋼帶滾筒背面，有一個防塵鋼帶觀察窗，拆下觀察窗，利用觀察窗原有的安裝孔，用兩顆固定螺釘即可將清潔刮安裝在切梗絲機上。刮刀在彈簧的壓力下，可以持續(xù)貼緊鋼帶內側，在右側防塵鋼帶卷揚的過程中，將黏附在鋼帶內側的積垢刮下?？梢酝ㄟ^調整刮刀長度和更換修整彈簧調整刮刀對鋼帶的貼緊度，貼得過緊會造成防塵鋼帶磨損，貼得過松會導致防塵鋼帶清潔效果差，應該調整到合適值。在使用過程中需定期拆下觀察窗蓋板，檢查清潔刮工作情況，及時拆下清潔刮進行清潔保養(yǎng)，刮刀刃口磨損嚴重時應分解清潔刮更換刮刀。

5 應用效果

安裝普通清潔刮，防塵鋼帶清垢效果不好導致鋼帶故障頻發(fā)，2019 年8 月至2020 年7 月設備編號為500.310 的切梗絲機右側防塵鋼維修記錄見表1。

表1 防塵鋼帶故障檢修記錄（2019 年8 月—2020 年7 月）

安裝防塵鋼帶自貼緊清潔刮后，極大減輕了右側防塵鋼帶的積垢情況，有效提升了防塵鋼帶的使用壽命，2020 年8 月至2021 年7 月設備編號為500.310 的切梗絲機右側防塵鋼帶維修記錄見表2，防塵鋼帶更換頻率降低了66%。

表2 防塵鋼帶故障檢修記錄（2020 年8 月—2021 年7 月）

6 結語

防塵鋼帶自貼緊清潔刮結構簡單，使用方便，能有效清除防塵鋼帶積垢，顯著提升防塵鋼帶使用壽命，提高了切梗絲機運行效率，具有一定的推廣使用價值。該防塵鋼帶自貼緊清潔刮已申請實用新型發(fā)明專利并取得授權（專利號：202120630572.3）。