張小亮，李生春，鐘仁杰，謝守勇，劉軍，劉凡一

(1. 西南大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院，重慶市，400715； 2. 重慶市中煙工業(yè)有限責(zé)任公司黔江卷煙廠，重慶市，409000；3. 丘陵山區(qū)農(nóng)業(yè)裝備重慶市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，重慶市，400715)

0 引言

烤煙是我國(guó)重要的經(jīng)濟(jì)作物之一，已形成模式化生產(chǎn)[1]。密集烤房烘烤具有裝煙量大，省工、節(jié)能，專(zhuān)業(yè)化烘烤程度高等特點(diǎn)[2-4]。在裝煙方式方面，浦秀平等[5-8]研究發(fā)現(xiàn)，以梳式煙夾夾持煙葉烘烤的效益較好，且編煙效率高。煙夾上炕是烤煙烘烤中一個(gè)非常重要的環(huán)節(jié)，但目前國(guó)內(nèi)可用的機(jī)具很少，仍停留在人工裝煙，其勞動(dòng)強(qiáng)度大，生產(chǎn)成本高，嚴(yán)重制約煙草產(chǎn)業(yè)機(jī)械化發(fā)展[9-13]。

國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)密集烤房裝煙裝置進(jìn)行了廣泛的研究，Long[14]研制出一種田間成熟鮮煙葉采收機(jī)械和與之配套的箱式裝煙設(shè)備，利用機(jī)械夾子把裝煙設(shè)備夾緊舉升并輸送進(jìn)烤房，大大提高了煙葉從采摘到烘烤的機(jī)械化水平；彭才望等[15]設(shè)計(jì)了一種平行四邊形載煙裝置，煙夾位于左右兩懸臂上，液壓推桿使其一邊移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)煙夾傾斜并完成裝煙，但由于裝置過(guò)寬，存在與墻壁干涉的問(wèn)題；謝守勇等[16]設(shè)計(jì)了一種載煙桿旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)烤煙上炕裝置，采用長(zhǎng)桿支撐煙夾，三個(gè)錐齒輪配合實(shí)現(xiàn)載煙桿傾倒并自轉(zhuǎn)90°，解決了烤煙上炕的問(wèn)題；聶威等[17]設(shè)計(jì)發(fā)明了一種移動(dòng)式煙夾舉升機(jī)，通過(guò)下立桿與中立桿的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)煙夾的提升，但煙夾進(jìn)入烤房和上過(guò)程中容易與墻面發(fā)生碰撞。董梅等[18]設(shè)計(jì)了一種煙夾抓取機(jī)構(gòu)，氣缸驅(qū)動(dòng)滑塊往復(fù)運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)夾板的夾持部張開(kāi)或夾持狀態(tài)，在煙夾水平方向?qū)崿F(xiàn)裝卸，煙葉損失率低，但每次只能裝一桿煙，效率低，且容易掉煙。目前大部分裝煙機(jī)存在作業(yè)效率低，煙葉損傷嚴(yán)重，一層裝煙難等問(wèn)題。

基于此，本文參照《烤煙烘烤技術(shù)規(guī)程(GB/T 23219—2008)》及鮮煙葉物理特性[19]，提出了一種托舉式裝煙方法，設(shè)計(jì)了一種傾斜旋轉(zhuǎn)式裝煙機(jī)，確定了關(guān)鍵部件的結(jié)構(gòu)參數(shù)，加工了物理樣機(jī)并進(jìn)行裝煙試驗(yàn)，以驗(yàn)證設(shè)計(jì)的合理性及實(shí)現(xiàn)煙葉烘烤環(huán)節(jié)中“減工降本、提質(zhì)增效”，為后續(xù)烤房裝煙機(jī)研制和優(yōu)化提供參考。

1 整機(jī)結(jié)構(gòu)與技術(shù)參數(shù)

本文研制的密集烤房?jī)A斜旋轉(zhuǎn)式裝煙機(jī)主要由動(dòng)力平臺(tái)、升降裝置、水平移動(dòng)裝置、傾斜旋轉(zhuǎn)裝置組成，其中傾斜旋轉(zhuǎn)裝置由傾斜機(jī)構(gòu)和旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)組成，可一次性完成煙夾抓取、輸送、上炕等作業(yè)，結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 裝煙機(jī)結(jié)構(gòu)圖

作業(yè)時(shí)，將已編好煙的煙夾放至旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)中的載煙板上，傾斜機(jī)構(gòu)動(dòng)作，使得右邊旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)向前移動(dòng)一定距離，煙夾傾斜；在裝煙機(jī)進(jìn)入烤房時(shí)，水平移動(dòng)裝置使得煙夾位于烤房正中，當(dāng)裝煙機(jī)運(yùn)動(dòng)至裝煙位置，升降裝置動(dòng)作，使得煙夾上升至烘烤架上方10 mm處，煙夾通過(guò)傾斜機(jī)構(gòu)回移至水平位置，升降裝置下降20 mm，煙夾成功放至烘烤架上；旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)動(dòng)作，載煙桿繞豎直方向旋轉(zhuǎn)90°(自轉(zhuǎn))，傾斜旋轉(zhuǎn)裝置回落至動(dòng)力平臺(tái)表面，載煙桿與煙葉脫離，整機(jī)退出烤房，裝煙完成。其中在第1層裝煙時(shí)，旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)先驅(qū)動(dòng)載煙桿自轉(zhuǎn)90°，再向水平方向傾倒90°(公轉(zhuǎn))，此時(shí)傾斜旋轉(zhuǎn)裝置位于煙葉下方，裝煙機(jī)退出時(shí)與煙葉無(wú)干涉。

2 關(guān)鍵部件設(shè)計(jì)

2.1 升降裝置

2.1.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

升降裝置是由第一級(jí)鏈輪鏈條提升機(jī)構(gòu)和第二級(jí)液壓油缸舉升機(jī)構(gòu)組成，實(shí)現(xiàn)煙夾沿豎直方向上下移動(dòng)，使其到達(dá)各層烘烤架，其主要由底座、鏈條、門(mén)架、油缸等組成，具體結(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖2 升降裝置結(jié)構(gòu)示意圖

鏈輪鏈條提升機(jī)構(gòu)由直流無(wú)刷電機(jī)、蝸輪蝸桿減速器、鏈輪、鏈條、門(mén)架等組成，可提升高度1.2 m，蝸輪蝸桿減速器實(shí)現(xiàn)鏈輪自鎖，保證煙夾穩(wěn)定保持某一高度；液壓油缸舉升機(jī)構(gòu)由油缸、動(dòng)力單元、鏈條、U型架及滑動(dòng)機(jī)構(gòu)組成，舉升0.5 m，滑動(dòng)機(jī)構(gòu)通過(guò)滾動(dòng)軸承沿U型架移動(dòng)，摩擦小且定位精度高，結(jié)構(gòu)如圖3所示，兩級(jí)升降裝置之間通過(guò)4個(gè)軸承限位機(jī)構(gòu)連接，保證鏈輪鏈條提升機(jī)構(gòu)提升作業(yè)時(shí)，油缸舉升機(jī)構(gòu)保持穩(wěn)定且不偏移。

圖3 滑動(dòng)機(jī)構(gòu)示意圖

2.1.2 機(jī)構(gòu)分析及參數(shù)確定

為確定升降裝置結(jié)構(gòu)參數(shù)，對(duì)升降裝置進(jìn)行機(jī)構(gòu)分析，其機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖如圖4(a)所示，GZSM-06-02型密集烤房長(zhǎng)為8 m，寬為2.7 m，高為3.2 m，其裝煙示意圖如圖4(b)所示，其第一層烘烤架高h(yuǎn)1為1 300 mm，第三層高h(yuǎn)2為2 900 mm，烤房?jī)?nèi)高h(yuǎn)3為3 300 mm，烤房單倉(cāng)寬度為1 270 mm，煙夾與煙尖之間最大距離g為780 mm，煙尖與地面之間距離為520 mm，梳式煙夾長(zhǎng)度為1 320 mm，寬度為115 mm。

根據(jù)鮮煙葉烘烤技術(shù)要求以及裝煙機(jī)作業(yè)時(shí)與烤房無(wú)干涉，其裝煙機(jī)各桿件需滿足

(1)

裝煙高度需滿足

(2)

兩級(jí)升降裝置本身結(jié)構(gòu)需滿足

(3)

式中：lAB——門(mén)架高度，mm；

lCD——U型架長(zhǎng)度，mm；

c——載煙桿長(zhǎng)度，mm；

e——水平移動(dòng)裝置距動(dòng)力平臺(tái)端面長(zhǎng)度，mm；

i——小車(chē)高度，260 mm；

x——油缸行程，mm；

y——鏈條移動(dòng)距離，mm。

其中l(wèi)AB=585+y，將已知數(shù)據(jù)代入式(1)、式(2)和式(3)，可得鏈條移動(dòng)距離y=1 495 mm，油缸行程x=500 mm，門(mén)架高度lAB=1 858 mm，U型架長(zhǎng)度lCD=1 330 mm，載煙桿長(zhǎng)度c=650 mm，水平移動(dòng)裝置距動(dòng)力平臺(tái)端面長(zhǎng)度e=153 mm。

(a) 升降裝置動(dòng)力學(xué)分析 (b) 密集烤房裝煙示意圖

按烤煙烘烤環(huán)節(jié)效益與成本要求，舉升作業(yè)平均所需時(shí)間為10 s，鏈條移動(dòng)距離y=1 495 mm，垂直方向平均移動(dòng)速度v=0.19 m/s，載煙時(shí)，油缸舉升機(jī)構(gòu)、水平移動(dòng)機(jī)構(gòu)、傾斜裝置、旋轉(zhuǎn)裝置及鮮煙葉煙夾總重150 kg，故所需拉力F1=F2=750 N，其離心力引起的拉力FC和懸垂力Ff忽略不計(jì)，故拉力F1等于緊邊拉力，鏈條許用安全系數(shù)n=4～8，即F許=0.75×8=6 kN，故選用10A鏈條，抗拉載荷為21.8 kN，節(jié)距P=15.875，滾筒最大外徑d1=10.16。

鏈的平均速度[20]

(4)

鏈輪分度圓直徑d、齒頂圓直徑da為

(5)

考慮到鏈輪鏈條傳動(dòng)存在振動(dòng)，故鏈輪齒數(shù)選擇大一些，z=15，將數(shù)據(jù)代入式(4)、式(5)得鏈輪轉(zhuǎn)速n=39 r/min，鏈輪分度圓直徑d=90 mm、齒頂圓直徑da=102 mm，滿足安裝尺寸。為了滿足升降裝置在舉升過(guò)程中穩(wěn)定和自鎖功能，減速器選擇NRV50蝸輪蝸桿減速器，減速比為90，其電機(jī)輸入轉(zhuǎn)速為3 000 r/min，功率為1 kW。

2.2 水平移動(dòng)裝置

2.2.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

考慮到煙夾在運(yùn)輸和升降過(guò)程中與墻面、門(mén)架及烘烤架的干涉，提出了一種水平移動(dòng)裝置，由絲桿螺母機(jī)構(gòu)、光軸滑塊機(jī)構(gòu)、載物板、貨叉等組成，如圖5所示。

圖5 水平移動(dòng)裝置示意圖

作業(yè)時(shí)，電機(jī)將動(dòng)力輸出，經(jīng)絲桿螺母機(jī)構(gòu)，載物板和貨叉在螺母的帶動(dòng)下沿光軸滑動(dòng)，使得煙夾移動(dòng)，保證煙夾處于烤房正中，避免與墻面等干涉，上部光軸因承受較大剪切力，采用“2+1”布置方式，即絲桿螺母機(jī)構(gòu)上方布置兩根光軸、下方布置一根，避免上部因巨大剪切力而變形，選用直徑20 mm鍍鉻硬軸，光軸固定座采用整體式設(shè)計(jì)和三段式安裝，通過(guò)螺栓與水平裝置連接板連接，有效解決因懸臂載物方式引起板件變形問(wèn)題。

2.2.2 參數(shù)確定

考慮到煙夾在前進(jìn)方向具有一定速度，故煙夾左右移動(dòng)速度不易過(guò)小，以免運(yùn)動(dòng)中與門(mén)架或墻面碰撞，移動(dòng)速度選為100 mm/s，所選擇的絲桿直徑為16 mm，導(dǎo)程為10 mm，此時(shí)驅(qū)動(dòng)電機(jī)為440 r/min，額定扭矩為1.2 N·s。由于貨叉采用懸臂梁式，水平段受彎矩和剪力，垂直段受彎矩和剪力，最大彎矩在懸臂根部，此截面的最大正應(yīng)力[21]

(6)

叉尖的撓度

(7)

式中：P——貨叉的計(jì)算載荷，N；

DH——載荷中心距，mm；

W——抗彎截面模量，W=d2b/6，mm3；

F——貨叉垂直段截面積，F(xiàn)=bd，mm2；

[σ]——40Cr鋼許用應(yīng)力；

Q——載物重力，N；

K1——?jiǎng)虞d荷系數(shù)，1.2；

K2——偏載系數(shù)，1.3；

E——40Cr鋼彈性模量，E=205.8×105N/cm2；

I——貨叉截面慣性距，I=a3b/12。

其中端面尺寸為d×b=6 mm×230 mm，DH為300 mm，Q為1 300 N，40Cr鋼的屈服強(qiáng)度σa為539 MPa，[σ]=σa/1.7=317.06，將以上數(shù)據(jù)代入式(6)和(7)中，得σmax=221.12 MPa<[σ]，fE=0.6 cm<[fE]，所設(shè)計(jì)貨叉滿足強(qiáng)度和剛度條件。

2.3 傾斜旋轉(zhuǎn)裝置

2.3.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

針對(duì)密集烤房與煙夾結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了由錐齒輪組、載煙桿、直線滑軌機(jī)構(gòu)等組成的傾斜旋轉(zhuǎn)裝置，如圖6所示。

圖6 傾斜旋轉(zhuǎn)裝置結(jié)構(gòu)示意圖

作業(yè)時(shí)，副電機(jī)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，使主、從動(dòng)錐齒輪等構(gòu)成的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)動(dòng)作，如圖7所示，聯(lián)軸器帶動(dòng)載煙桿繞豎直方向自轉(zhuǎn)90°，保證裝完煙后，傾斜旋轉(zhuǎn)裝置在下降過(guò)程中對(duì)煙葉無(wú)刮傷；主電機(jī)驅(qū)動(dòng)空心軸旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)槽型保持架繞錐齒輪殼體旋轉(zhuǎn)，使得載煙桿公轉(zhuǎn)90°，載煙桿傾倒處于水平，傾斜旋轉(zhuǎn)裝置位于煙葉下部，整機(jī)順利退出烤房。旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)與滑塊連接，在直線導(dǎo)軌上移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)煙夾傾斜，如圖8所示。

圖7 旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)

圖8 煙夾傾斜分析圖

考慮到載煙過(guò)程中，煙夾保持穩(wěn)定且不脫落，采用蝸輪蝸桿減速器鎖住槽型保持架，并通過(guò)回正限位擋板進(jìn)行固定，裝置初始位置均有相應(yīng)接近開(kāi)關(guān)確定。載煙桿采用T形和L形布置方案，將中間兩載煙桿合成T形，兩端采用L形，在載煙質(zhì)量和數(shù)量(3桿煙)不變的情況下，載煙桿和旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)由12個(gè)變?yōu)?個(gè)，大大減輕裝置質(zhì)量和體積，載煙桿選用空心圓管，降低旋轉(zhuǎn)過(guò)程中對(duì)煙葉的損傷。主、副電機(jī)安裝靠近水平移動(dòng)裝置，且副電機(jī)輸出軸中心線與蝸輪蝸桿減速器輸出軸中心線為同一直線。

2.3.2 參數(shù)確定

結(jié)合傾斜旋轉(zhuǎn)裝置工作狀態(tài)，為保證左右兩側(cè)載煙桿在傾倒和回正過(guò)程中無(wú)干涉，其聯(lián)軸器兩軸線距離d2滿足

(8)

式中：d0——煙夾之間距離，mm；

D1——載煙桿直徑，mm；

d2——載煙桿與錐齒輪連接軸兩軸線距離，mm。

已知d0取值范圍為30～60 mm，D1為固定值20 mm，代入式(8)可得d2取值范圍為10～20 mm，為避免煙桿對(duì)煙葉的損傷，d2取值13 mm，則聯(lián)軸器寬度取28 mm，長(zhǎng)度取40 mm。

以主、從動(dòng)錐齒輪總體積最小為優(yōu)化目標(biāo)，以錐齒輪強(qiáng)度、應(yīng)滿足最小齒數(shù)及最小模數(shù)等條件作為約束函數(shù)，利用Matlab中的遺傳算法設(shè)計(jì)錐齒輪[22]，得在從動(dòng)錐齒輪轉(zhuǎn)速為25 r/min、齒數(shù)比為1、主動(dòng)錐齒輪傳遞扭為0.3 N·m、軸交角為90°時(shí)的錐齒輪相關(guān)參數(shù)，此時(shí)模數(shù)為1.5，齒數(shù)z1為20，齒寬為9 mm，由此求出錐齒輪組殼體內(nèi)寬為58 mm，殼體上端面到轉(zhuǎn)軸軸線距離為25 mm。

為保證煙夾能進(jìn)入烤房，煙夾需傾斜一定的角度，在電動(dòng)推桿的作用下，AB端以水平速度ν勻速前進(jìn)，并繞O旋轉(zhuǎn)(載煙板與煙夾另一端在O點(diǎn)處相對(duì)固定)，一段時(shí)間后運(yùn)動(dòng)至A′B′C′D′處，此時(shí)煙夾水平距離小于1 270 mm。

為保證烘烤架上的煙夾之間距離相等，故直線導(dǎo)軌長(zhǎng)度與旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)安裝板長(zhǎng)度相等，旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)安裝板與滑塊安裝位置需滿足

(9)

式中：b2——烤房?jī)?nèi)左右兩烘烤架端面之間距離，mm；

l0——煙夾長(zhǎng)度，mm；

l1——滑塊距旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)安裝板端面距離，mm；

l2——煙夾水平移動(dòng)距離，mm；

d——右旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)安裝板之間距離，mm；

α——煙夾傾斜角度，(°)。

將已知條件代入式(9)，得α≥22.5°，為有較好的裝煙效果，α取23°，l1為326 mm。

2.4 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

針對(duì)密集烤房可傾斜式裝煙機(jī)連續(xù)作業(yè)特點(diǎn)，裝煙機(jī)各驅(qū)動(dòng)電機(jī)和液壓油缸根據(jù)PLC信號(hào)控制啟停，控制系統(tǒng)包括硬件和軟件兩部分。硬件主要由PLC控制器、限位開(kāi)關(guān)、接近開(kāi)關(guān)、直流電機(jī)、繼電器等組成，如圖9所示。

圖9 控制系統(tǒng)硬件組成

根據(jù)裝煙機(jī)中電機(jī)的數(shù)量結(jié)合作業(yè)需要，選用FX3U40MT型6軸PLC控制器；LJ12A3-2-Z/BX型常開(kāi)接近開(kāi)關(guān)，檢測(cè)距離4 mm；5840-31ZY型直流減速電機(jī)，轉(zhuǎn)速12 r/min；5D300GN-CC型直流電機(jī)，轉(zhuǎn)速1 800 r/min；BM1418ZXF型永磁直流電動(dòng)機(jī)，電壓48 V；EDA60型電動(dòng)推桿，速度60 mm/s。

采用編程軟件GX Works2根據(jù)裝煙機(jī)工作原理及各裝置的作業(yè)順序編寫(xiě)控制系統(tǒng)程序，實(shí)現(xiàn)對(duì)裝煙過(guò)程的控制，控制程序流程如圖10所示。

圖10 控制程序流程圖

3 裝煙試驗(yàn)

2021年8月24日進(jìn)行樣機(jī)烤房裝煙試驗(yàn)，烤房為GZSM-06-02型臥式密集烤房，梳式煙夾規(guī)格為長(zhǎng)1 320 mm×115 mm，試驗(yàn)煙葉為云煙87，編煙后煙夾平均重量為14 kg，腰葉平均長(zhǎng)度為780 mm，煙夾兩側(cè)煙葉寬度為254 mm。為驗(yàn)證傾斜旋轉(zhuǎn)式裝煙機(jī)的作業(yè)效果，采用本課題組研制的第一代往復(fù)移動(dòng)式裝煙機(jī)進(jìn)行裝煙對(duì)比試驗(yàn)，裝煙試驗(yàn)如圖11所示。

依據(jù)密集烤房烘烤技術(shù)要求及裝煙機(jī)工作原理，以裝煙成功率Q1、煙葉損傷率Q2作為裝煙效果的評(píng)價(jià)指標(biāo)，計(jì)算公式如式(10)～式(11)所示。

(10)

(11)

式中：M——煙夾總竿數(shù)，竿；

N——成功裝煙數(shù)，竿；

W——裝煙后葉片損傷數(shù)大于4的煙夾竿數(shù)。

GZSM-06-02型臥式密集烤房為3層，在每層各進(jìn)行1組裝煙試驗(yàn)，每組試驗(yàn)10次(1次裝3竿煙)，測(cè)試裝煙機(jī)在不同層的工作性能。試驗(yàn)過(guò)程中記錄成功裝煙數(shù)、煙葉損傷數(shù)，并計(jì)算對(duì)應(yīng)評(píng)價(jià)指標(biāo)。裝煙試驗(yàn)結(jié)果如表1所示。

(a) 物理樣機(jī) (b) 傾斜旋轉(zhuǎn)裝置

表1 裝煙試驗(yàn)結(jié)果Tab. 1 Prototype test effect parameter table

分析表1可知，傾斜旋轉(zhuǎn)式裝煙機(jī)作業(yè)效果良好，傾斜旋轉(zhuǎn)裝置能夠順利完成裝煙動(dòng)作，且煙葉損傷率低。裝煙機(jī)進(jìn)入烤房時(shí)與墻面無(wú)碰撞，升降過(guò)程中，煙夾穩(wěn)定，在傾斜機(jī)構(gòu)動(dòng)作時(shí)，煙夾很少有掉落的情況，裝煙完成后裝置下降過(guò)程中，載煙板對(duì)煙葉無(wú)明顯刮傷。第1層裝煙時(shí)，傾斜旋轉(zhuǎn)式裝煙機(jī)煙葉損傷率為13.3%，其主要原因?yàn)檩d煙桿傾倒時(shí)對(duì)煙葉的損傷，但遠(yuǎn)低于往復(fù)移動(dòng)式裝煙機(jī)煙葉損傷率，進(jìn)一步驗(yàn)證了傾斜旋轉(zhuǎn)裝置設(shè)計(jì)的合理性。對(duì)表1中傾斜旋轉(zhuǎn)式裝煙機(jī)3層裝煙的成功率、煙葉損傷率求平均值，分別為96.7%、7.8%。

4 結(jié)論

1) 為降低密集烤房鮮煙葉人工裝炕的勞動(dòng)強(qiáng)度，本文根據(jù)密集烤房、梳式煙夾的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和鮮煙葉的物理特性，提出了托舉式裝煙的方法，同時(shí)研制了一種傾斜旋轉(zhuǎn)式裝煙機(jī)。該裝煙機(jī)機(jī)主要由動(dòng)力平臺(tái)、升降裝置、水平移動(dòng)裝置、傾斜旋轉(zhuǎn)裝置及PLC控制系統(tǒng)組成。升降裝置采用兩級(jí)升降的方式，有效降低了整機(jī)的高度和通過(guò)性；通過(guò)采用錐齒輪旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)使得載煙桿自轉(zhuǎn)同時(shí)公轉(zhuǎn)90°，從而實(shí)現(xiàn)下層煙葉的裝炕。

2) 進(jìn)行了關(guān)鍵部件設(shè)計(jì)以及工作過(guò)程分析。分別對(duì)升降裝置、傾斜旋轉(zhuǎn)裝置和水平移動(dòng)裝置進(jìn)行了相關(guān)參數(shù)的計(jì)算，確定了升降裝置鏈輪轉(zhuǎn)速為39 r/min，載煙桿長(zhǎng)度為650 mm，載煙桿與錐齒輪連接軸兩軸線距離為13 mm，錐齒輪齒數(shù)為20，煙夾傾斜角度為23°，貨叉端面尺寸為6 mm×230 mm。

3) 在密集烤房分別進(jìn)行上、中、下層裝煙試驗(yàn)，重復(fù)記錄30組試驗(yàn)取平均值得裝煙成功率為96.7%，煙葉損傷率為7.8%，然后與往復(fù)移動(dòng)式裝煙機(jī)進(jìn)行實(shí)際烤房裝煙對(duì)比試驗(yàn)，得往復(fù)移動(dòng)式裝煙機(jī)裝煙平均成功率為86.7%，煙葉平均損傷率為20.1%，通過(guò)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，傾斜旋轉(zhuǎn)式裝煙機(jī)作業(yè)性能和裝煙效果優(yōu)于往復(fù)移動(dòng)式裝煙機(jī)，同時(shí)驗(yàn)證了該傾斜旋轉(zhuǎn)式裝煙機(jī)理論分析與設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性及合理性。