Y J212接装机最终分切鼓轮切割机构的改进

姜冬子,孙东亮,杨健荣,李庆坚

山东中烟工业有限责任公司济南卷烟厂,济南市高新区新区科航路2006号 250104

YJ212接装机是ZJ112型卷接机组的核心设备,是消化吸收德国HAUN I公司PROTOS 90E卷接机组专有技术基础上研制的国产高速机型[1]。YJ212接装机最终分切鼓轮附属的切割结构(以下简称最终切割机构),采用了与YJ27接装机相同的“分切圆刀与磨刀砂轮相结合”的构造[2]。但由于YJ212的运转速度更快,其最终切割机构各构件间冲击增大,损坏频率明显增加,并且出现了YJ27接装机很少出现的烟支滤嘴端切口毛边、拉丝、端面轻微变形等质量瑕疵,影响了ZJ112型卷接机组的整机运转效率和生产质量水平。由于ZJ112型卷接机组在国内应用时间较短[2],装备数量有限,因此尚未发现解决上述问题的相关文献[3-4]。为此,通过对YJ212接装机最终切割机构的机械原理分析,对其最终切割机构进行了改进,以提高该机型的运转效率和生产质量水平。

1 存在问题

YJ212接装机最终切割机构主要是将已实现滤嘴搓接的双倍长烟支切割为等长的成品烟支[5],主要有切割圆刀、磨刀砂轮、砂轮调节机构、传动装置等,见图1。济南卷烟厂的5台YJ212接装机,其最终切割机构一年共需更换各种备件2399次,每机台每工作日平均更换2.5次。主要存在问题是:

(1)YJ212接装机最终切割机构的切割圆刀为锋钢刀,韧性好,价格低,但在高速旋转切割过程中容易钝化而失去锋利性,使用寿命较短[6]。尽管为最终切割圆刀配置了磨刀砂轮以提高切割圆刀的使用寿命,但仍需8～10 h更换1次。

(2)磨刀砂轮由两片砂轮叠合而成,通过调整磨刀砂轮的转轴架,将最终切割圆刀放在两个砂轮中间径向重叠8～10 mm。由于磨刀过程是在切割圆刀高速旋转情况下进行,径向冲击力较大,因此经常造成磨刀砂轮轴、轴承损坏,并导致磨刀机构与固定套的联接松动等问题。

(3)YJ212接装机生产中出现的滤嘴端切口毛边、变形及拉丝等问题烟支比例为5%～7%。与YJ27接装机相比,由于切割圆刀的额定切割能力由7000支/min提高到10000支/min,切割时切割圆刀与滤棒、砂轮的摩擦增大,刀盘温度升高,在加剧切割圆刀钝化效应的同时,也会造成滤棒热熔胶、卷烟接嘴胶、增塑剂等熔融,在刀盘两侧形成大量胶垢,导致烟支出现滤嘴端切口毛边、变形及拉丝等现象。

2 改进方法

2.1 更换圆刀材质

改用硬质合金材质刀片是目前提高切割圆刀锋利性和持久性的通用选择。为此切割圆刀选用了超细颗粒硬质合金YG8材质,刀片厚度0.2 mm。由于硬质合金具有超硬、耐磨、强度好、耐热、耐腐蚀等性能[6],可以将最终切割圆刀配置的磨刀砂轮拆除。

2.2 设计胶垢清洁装置

为防止生产过程中烟支中胶体成分溢出在最终切割圆刀表面形成胶垢,设计了一套由2个L形摇臂、2个三刃刮刀、2个拉簧、1个拉簧支架和固定座组成的最终切割圆刀胶垢清洁装置,见图2。其中,底座固定在接装机上,拉簧支架固定在固定座上,置于最终切割圆刀两侧的2个L形摇臂通过转动轴与固定座架联接。2个边长20 mm材质为T12A合金的三刃刮刀,通过转动轴分别联接在L形摇臂的顶端,可360°自由旋转。L形摇臂的另一端设有拉簧挂钩,可在手动情况下90°转动。在拉簧作用下,通过L形摇臂的转动实现三刃刮刀与最终切割圆刀的紧密贴合和有效分离。在生产过程中,三刃刮刀的一个刀刃紧贴在最终切割圆刀上,可有效清除切割圆刀上的胶垢。通过三刃刮刀的手动旋转,可快速变换刀刃,使其更换周期延长3倍。

3 改进效果

YJ212接装机最终切割机构改进后,其切割圆刀的更换周期由原来的8～10 h延长到170 h左右,切割圆刀胶垢清洁装置的构件(包括三刃刮刀、拉簧等)很少损坏,由最终切割圆刀引起的滤嘴挤压、变形、拉丝等问题烟支由5%～7%降低到1%以下。改进后YJ212接装机切割机构,除清洁装置采用手动方式实现三刃刮刀与切割圆刀的贴合和分离外,无传动、校准、调节和电控装置,结构简单,运行可靠,减少了维护工作量。

[1] 董祥云,黄德良,杜国锋,等.ZJ112/ZB47型卷接包装生产线[G].中烟机械技术中心有限责任公司,2006.

[2] 董祥云,杜国锋,王建法,等.ZJ112型卷接机组[G].中烟机械技术中心有限责任公司,2006.

[3] 刘国平.AF12滤嘴接装机滤棒分切形式转换的设计研究[J].烟草科技,2010(8):22-25.

[4] 王英,李爱敏.YJ24接装机供胶装置的改造[J].烟草科技,2005(10):24-25.

[5] 董祥云,张惠敏,高同启,等.YJ17-YJ27卷接机组培训教材[M].北京:中国科学技术出版社,2001.

[6] 高培明,尹涛,薛卫.硬质合金类烟机配件的性能改善[J].中国材料科技与设备,2009(6):75-77.