李瑞明 林望國

（廣東中煙工業(yè)有限責(zé)任公司湛江卷煙廠，廣東 湛江 524033）

引言

隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，現(xiàn)代的卷接設(shè)備出了多款超高速產(chǎn)品，例如：國外M5、M8、GD121A 機(jī)型、國內(nèi)ZJ112、ZJ116、ZJ118、ZJ119 機(jī)型等，都屬于較典型的代表。當(dāng)前我廠主要的卷接設(shè)備是ZJ17 型卷接機(jī)組，它與上述現(xiàn)代超高速卷接機(jī)型相比，自身的設(shè)計(jì)與制造較為粗放，存在對煙支的工藝物理指標(biāo)控制較不穩(wěn)定等問題。煙支重量對吸阻、硬度指標(biāo)有重要影響，如吸阻值會(huì)隨著煙支重量增加而增大，兩者之間存在正相關(guān)關(guān)系［1］，而煙絲分布越均勻，煙支重量控制精度越高。影響ZJ17 卷接機(jī)組供料成條機(jī)煙絲分布均勻性的因素較多且復(fù)雜，如煙絲結(jié)構(gòu)、勻絲裝置的結(jié)構(gòu)、針輥針板結(jié)構(gòu)等。研究計(jì)量料槽、針輥針板、勻絲裝置結(jié)構(gòu)等對煙絲分布均勻性的影響，針對該機(jī)型設(shè)備作針對性改造，對提升我廠煙支物理指標(biāo)穩(wěn)定性，提高質(zhì)量管控水平，做精做優(yōu)產(chǎn)品有重要意義。

因此，本文對ZJ17 卷接機(jī)組煙絲供給過程中的計(jì)量料槽、勻絲機(jī)構(gòu)等環(huán)節(jié)查找關(guān)鍵影響因素［2］，借鑒和吸收超高速卷煙機(jī)在煙絲穩(wěn)定供給方面的先進(jìn)技術(shù)，設(shè)計(jì)一種ZJ17 卷接機(jī)組供料成條機(jī)振動(dòng)勻絲裝置，以提升卷煙煙支各項(xiàng)物理指標(biāo)穩(wěn)定性。

1 原因分析

ZJ17 卷接機(jī)組供料成條機(jī)供絲結(jié)構(gòu)主要由計(jì)量料槽1、勻絲板2、針輥3、彈絲轆4 等組成，見圖1。其中，計(jì)量料槽主要由玻璃護(hù)板、光電開關(guān)等組成，其作用是控制進(jìn)入計(jì)量料槽內(nèi)的煙絲，以保證煙絲供給的均勻性。針輥主要由回轉(zhuǎn)輥和回轉(zhuǎn)輥上安裝的36 塊針板組成，其作用是從計(jì)量料槽中取出煙絲［3］。勻絲板主要由能做往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)的勻絲板和滑動(dòng)軸等組成，其主要作用是使煙絲在針輥上均勻分布。彈絲轆是一根軸上安裝有596 顆彈釘?shù)幕剞D(zhuǎn)輥，其作用是把煙絲從針輥上彈下來，并拋落到煙絲輸送帶上。

圖1 ZJ17 卷接機(jī)組供料成條機(jī)供絲結(jié)構(gòu)示意圖

由以上ZJ17 卷接機(jī)組供料成條機(jī)供絲結(jié)構(gòu)原理可知，計(jì)量料槽縱向?qū)挾容^大，針輥從計(jì)量料槽中取出煙絲后，完全靠勻絲板的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)，使煙絲在針輥上均勻分布，這樣煙絲在針輥與勻絲板之間就受到機(jī)械擠壓，勻絲板的勻絲效果也較差，容易產(chǎn)生較多碎絲和煙末，影響煙絲內(nèi)在品質(zhì)，造成煙絲填充不均勻，從而影響卷煙圓周、吸阻、單支克重，空頭率等工藝質(zhì)量指標(biāo)。

2 改進(jìn)措施

2.1 改造設(shè)計(jì)方案

通過以上分析可知，為了使落入針輥上的煙絲免受機(jī)械擠壓，且更加均勻恒定，可改進(jìn)煙絲在針輥上的均布方式，設(shè)計(jì)成一種振動(dòng)勻絲。根據(jù)此設(shè)想，繼而研究設(shè)計(jì)出一種振動(dòng)勻絲裝置，如圖2。該裝置的總體結(jié)構(gòu)包括計(jì)量料槽箱體、振動(dòng)料槽、彈簧片、振槽連桿、驅(qū)動(dòng)振動(dòng)料槽的組件等，如圖3 所示。計(jì)量料槽箱體上為煙絲進(jìn)料通道，振動(dòng)料槽裝設(shè)于計(jì)量料槽箱體下方且位于煙絲進(jìn)料通道底

圖2 改造設(shè)計(jì)方案示意圖

圖3 ZJ17 卷接機(jī)組供料成條機(jī)振動(dòng)勻絲裝置結(jié)構(gòu)示意圖

2.2 方案實(shí)施

2.2.1 振動(dòng)料槽的設(shè)計(jì)

振動(dòng)料槽設(shè)置于針輥上方，要實(shí)現(xiàn)前后方向的往復(fù)振動(dòng)，考慮到振動(dòng)動(dòng)作的靈活性，且負(fù)載應(yīng)盡可能地減小。因此，設(shè)計(jì)的振動(dòng)料槽盡量做到輕量化，材料選用鋁合金板材。振動(dòng)料槽長770 mm，寬62 mm，高63.6 mm，其中間為一個(gè)長750 mm，寬30mm 的貫通長槽口，用于煙絲在下落到針輥前的振動(dòng)勻絲通道；其上端面為平面，與計(jì)量料槽箱體下底面平齊，下端面是半徑為92.5 mm 的圓弧狀，利于配合針輥圓周面；前、后端面俱開有7 個(gè)淺槽，用于消除整個(gè)振動(dòng)料槽零件的應(yīng)力，減輕重量；前端面的淺槽長104 mm，寬39 mm，槽間距5.2 mm；后端面的淺槽長95.9 mm，寬30 mm，槽間距5.5 mm；后端面兩側(cè)各開有兩個(gè)M6 的螺紋孔，用于連接左右的彈簧片。圖4 為振動(dòng)料槽設(shè)計(jì)效果圖。部；彈簧片裝設(shè)于計(jì)量料槽箱體內(nèi)，且端部凸出計(jì)量料槽箱體設(shè)置，彈簧片凸出計(jì)量料槽箱體的端部裝設(shè)于振動(dòng)料槽與振槽連桿之間，振槽連桿分別與驅(qū)動(dòng)組件、彈簧片及振動(dòng)料槽連接。

圖4 振動(dòng)料槽效果圖

計(jì)量料槽箱體用于對進(jìn)料煙絲進(jìn)行計(jì)量，以控制進(jìn)入計(jì)量料槽內(nèi)的煙絲的數(shù)量，便于后續(xù)勻絲與卷煙；振動(dòng)料槽通過往復(fù)振動(dòng)實(shí)現(xiàn)勻絲的功能，振動(dòng)料槽往復(fù)振動(dòng)的方向與振動(dòng)料槽的長度方向垂直，同時(shí)也是與計(jì)量料槽箱體的長度方向垂直，彈簧片利用其彈性回復(fù)力，在受力情況下帶動(dòng)振動(dòng)料槽進(jìn)行高頻的往復(fù)振動(dòng)，驅(qū)動(dòng)組件用于對振槽連桿進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，以對彈簧片施力，同時(shí)促使振動(dòng)料槽往復(fù)振動(dòng)；具體地，振動(dòng)料槽位于計(jì)量料槽箱體下方，煙絲從計(jì)量料槽箱體的煙絲進(jìn)料通道進(jìn)入，落到振動(dòng)料槽，在振動(dòng)料槽的往復(fù)振動(dòng)下，使煙絲被攤均勻后再進(jìn)入到針輥中。

2.2.2 振槽連桿的設(shè)計(jì)

振槽連桿需要兩件，分別設(shè)置于振動(dòng)料槽的兩端，與彈簧片、振動(dòng)料槽及驅(qū)動(dòng)組件連接，起推動(dòng)振動(dòng)料槽往復(fù)振動(dòng)作用。如圖5 所示，振槽連桿總長143±0.05 mm，厚度33 mm；中間加工有直徑?72 mm 的孔，孔面的粗糙度為Ra1.6，用于安裝調(diào)心球軸承2207-2RS。直徑?75 mm，寬度為2.7 mm的兩個(gè)溝槽用于安裝軸承擋圈。振槽連桿與振動(dòng)料槽的連接位置加工有兩個(gè)?6.5 mm 的孔，用于與彈簧片、振動(dòng)料槽連接緊固。

圖5 振槽連桿效果圖

2.2.3 傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì)

驅(qū)動(dòng)振槽連桿的組件包括傳動(dòng)軸、振槽偏心套、軸套、軸承座、軸承、帶輪等。其中，傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì)見圖6，其材料選用45#鋼，表面淬火處理，增加耐磨性。傳動(dòng)軸總長873 mm，軸上有三個(gè)鍵槽，一個(gè)鍵槽長22 mm，寬6 mm，用于與帶輪進(jìn)行鍵連接；另兩個(gè)鍵槽長32 mm，寬6 mm，分別用于與振槽偏心套進(jìn)行鍵連接；軸分三段，考慮到上機(jī)安裝的便利性，軸上與振槽連桿配合的一段設(shè)計(jì)成伸縮軸套定位，又根據(jù)所選用的軸承內(nèi)徑，該段尺寸最終確定為直徑25 mm，長214 mm；中間段直徑為32 mm，長597 mm，第三段直徑為25 mm，長62 mm；軸上分別與軸承、振槽偏心套配合的面的粗糙度為Ra1.6。

圖6 傳動(dòng)軸效果圖

2.2.4 計(jì)量料槽箱體組件的設(shè)計(jì)

計(jì)量料槽箱體組件包括設(shè)有中空腔體的殼體、下滑板、上墊塊、下墊塊、彈簧片、上壓片等，設(shè)計(jì)效果如圖7。其中計(jì)量料槽箱體的殼體采用原機(jī)件自行加工。上墊塊與下墊塊的作用是把原計(jì)量料槽的煙絲通道寬度改成煙絲入口為28 mm，出口（與振動(dòng)料槽槽口寬度一致）為30 mm；考慮到彈性材料的特殊性，彈簧片直接選用ZJ17 卷接機(jī)組喇叭嘴機(jī)構(gòu)所使用的彈簧片（圖號：DN515C0000），也即主機(jī)廠備件。彈簧片利用上壓片直接壓裝于殼體上；上墊塊與下墊塊均裝設(shè)于殼體與下滑板之間，下滑板為透明亞克力材料，帶有反光鏡的前視窗直接用原機(jī)件自行加工。

圖7 計(jì)量料槽箱體組件效果圖

2.3 安裝調(diào)試

各零部件設(shè)計(jì)完成后，在三維軟件中繪制零部件三維圖和裝配圖，對各零部件設(shè)計(jì)尺寸的配合和干涉情況進(jìn)行檢查，如圖8 所示。于殼體與下滑板之間，下滑板為透明亞克力材料，帶有反光鏡的前視窗直接用原機(jī)件自行加工。

圖8 ZJ17 卷接機(jī)組供料成條機(jī)振動(dòng)勻絲裝置裝配示意圖

3 實(shí)施效果

將ZJ17 卷接機(jī)組供料成條機(jī)振動(dòng)勻絲裝置安裝于車間8#卷接機(jī)組供料成條機(jī)上，并于2022 年11 月正式投入實(shí)產(chǎn)運(yùn)行。在該月度的生產(chǎn)運(yùn)行中，設(shè)備經(jīng)過改造后的各項(xiàng)適應(yīng)性技術(shù)調(diào)整后正常運(yùn)轉(zhuǎn)，沒有出現(xiàn)異常情況。通過整月的跟蹤測試，其主要物理指標(biāo)月度統(tǒng)計(jì)平均值數(shù)據(jù)如表1、2 所示。通過數(shù)據(jù)分析結(jié)果顯示，8#卷接機(jī)組供料成條機(jī)振動(dòng)勻絲裝置改造后在煙支單支克重SD 值和吸阻SD值方面有明顯的改善，滿足廠產(chǎn)品工藝質(zhì)量提升的要求。

表1 改造前/后8#號機(jī)組煙支物理指標(biāo)（SD 值）對比

表2 改造后相同牌號8#號機(jī)組與其它機(jī)組煙支物理指標(biāo)（SD 值）對比

4 結(jié)束語

可以看出，本文通過對ZJ17 卷接機(jī)組供料成條機(jī)振動(dòng)勻絲裝置改造應(yīng)用后，可使落入針輥上的煙絲更加均勻恒定，從而提高煙絲的內(nèi)在品質(zhì)，解決煙支圓周、吸阻、單支克重SD 值等較大工藝質(zhì)量問題，提高了煙支產(chǎn)品質(zhì)量，且振動(dòng)平穩(wěn)，工作可靠。