卷烟机蜘蛛手内部负压通道的改进

陈文, 覃仕辉, 康瑛, 胡燕鹰



卷烟机蜘蛛手内部负压通道的改进

陈文1, 覃仕辉2, 康瑛1, 胡燕鹰1

(1. 中烟机械技术中心有限责任公司, 上海, 201206; 2. 常德烟草机械有限责任公司, 湖南常德, 415000)

现有卷烟机蜘蛛手机构存在负压通道管路长、通道体积大、负压流动损失、漏油以及电机功率大等问题, 为此, 对蜘蛛手内部结构进行了改进: 把配气座前移, 缩短负压通道; 气路和油路完全隔离; 优化负压通道转向角, 减少负压流动损失; 在蜘蛛手轮体与小手臂之间安装一负压控制盘, 控制负压的打开和关断。改进后, 负压管路缩短了一半, 明显减少了所需空气量, 降低了负压风机的功率; 负压流动损失也明显降低, 提高了保持负压的能力和蜘蛛手交接烟支的稳定性; 漏油问题也得到了改善。

卷烟机; 蜘蛛手; 负压通道; 控制盘

蜘蛛手烟支交接技术主要应用于HAUNI公司和GD公司的卷烟机上。蜘蛛手利用负压空气吸附烟支, 平稳轻柔地把双倍长度烟支传送到接装机的接烟鼓轮槽中, 实现烟支的高质量传输。烟支无撞头, 外表不易损伤。蜘蛛手烟支交接过程流畅、顺利, 自然实现烟支的加速、减速过程, 烟支传输平稳、柔和; 输送能力高, 可满足高速机生产要求; 烟支外观质量好, 没有墩头现象。缺点是结构复杂, 安装、调整比较时间长; 密封要求高, 容易漏油, 影响烟支外表面质量。

1 工作原理及存在的问题

工作原理。现有蜘蛛手内部结构如图1所示, 当蜘蛛手转至配气座1的作用区域时, 吸爪9的负压通道导通并产生负压吸力, 保证烟支从被吸住到交接到接装机进烟鼓轮的这段时间内烟支不掉下。负压通道见图1中箭头。负压风机的负压经由配气座1的负压腔a进入到轮体2的负压管路b, 然后经由齿轮轴3的负压管路c和d进入到手臂5的负压管路e和f, 最后经过小齿轮轴8的空腔g到达吸爪9的通道h, 从而把烟支吸附在吸爪9上[1–3]。

存在的问题。从图1可以看出, 现有蜘蛛手负压通道管路较长, 通道体积较大, 导致抽吸负压管路的空气量较大。此外, 负压管路经过了几个大的转向角, 导致负压流动损失较大, 特别是当其中一个或几个吸爪上的烟支发生脱落时, 会造成整个系统的负压迅速下降, 为了保证其他吸爪上的烟支不会跟着脱落, 并能在很高的生产速度下顺利完成交接, 必须保证系统负压在200 mbar左右, 因此蜘蛛手机构需要选用大功率的负压风机电机[4–5]。

1—配气座, 2—轮体, 3—齿轮轴, 4—圆盘, 5—手臂, 6—齿轮套, 7—盖板, 8—小齿轮轴, 9—吸爪, a—负压腔, b～h —负压管路。

2 改进方法

针对现有卷烟机蜘蛛手机构存在的负压通道管路长、负压流动损失大以及电机功率大等问题, 对蜘蛛手内部结构进行改进, 改进后的蜘蛛手内部结构如图2所示。把盖板7加宽并把配气座1前移, 盖板7与轮体2一起整体转动, 在手臂5与齿轮套6之间增加一负压控制盘4, 控制盘4与手臂5以及齿轮套6通过螺钉固结后整体转动, 控制盘4的直孔d与手臂的孔e始终保持相通, 手臂的孔e与控制盘4的直孔d以及小齿轮轴8的孔f之间均设计成一大于90°的转向角, 控制盘4与盖板7之间存在一微小间隙并相对转动, 负压通道的打开和关闭通过控制盘相对于轮体的转动来实现。

1—配气座, 2—轮体, 3—齿轮轴, 4—负压控制盘, 5—手臂, 6 —齿轮套, 7—盖板, 8—小齿轮轴, 9—吸爪, a—负压腔, b～g—负压管路。

控制盘4的结构如图3所示。控制盘4上开有凹槽c、直孔d以及凹槽s, 其中凹槽c和直孔d连通。由于控制盘需要高速转动, 因此在控制盘上开有一用于质量平衡的凹槽s, 控制盘4的外圆面与盖板7之间存在微小间隙, 当控制盘4转至凹槽c与盖板7的外圆孔b连通时, 整个气路接通。

c—圆弧状凹槽, d—孔, s—圆弧状凹槽。

负压通道如图1中箭头所示。负压风机的负压经由配气座1的负压腔a进入到盖板7的负压管路b, 然后经由控制盘4的凹槽c和直孔d后到达手臂5的负压管路e, 最后经过小齿轮轴8的空腔f到达吸爪9的负压通道g, 从而把烟支吸附在吸爪9上。

在控制盘4相对于轮体的转动运动中, 与配气座1一起使负压通道周期性的开启和关闭, 因此, 控制盘的凹槽c既充当负压管路系统的连接开关, 其凹槽c的弧度以及与凹槽c与直孔d的相对位置决定了负压管路系统打开和关闭的控制曲线。

3 改进效果

经过改进, 蜘蛛手负压管路的长度由355 mm缩短到148 mm, 负压管路的容积由31 cm3缩小到22 cm3, 使得负压管路的空气量明显减少; 通过减小负压通道转向角的大小, 有效地降低了流动阻力。通过现场实验测试, 因流动阻力引起的负压损失减少了约30%; 当其中一个或几个吸爪上的烟支发生脱落而引起负压降低时, 选用5.5 kW的风机电机就能确保其它吸爪上的烟支被有效输送(原电机功率为7.5 kW); 同时通过负压控制盘有效隔断了油路和气路, 改善了蜘蛛手漏油问题。

参考文献：

[1] 编写组. YJ17–YJ27卷接机组[M]. 北京: 中国科学技术出版社, 2001.

[2] 王大林, 杨月岭. YJ17卷烟机蜘蛛手吸爪的运动分析及工装核算[J]. 烟草科技, 1999(1): 21–24.

[3] 陈文, 吴磊, 赵朝阳, 等. 基于Pro/E和Adams的喇叭嘴机构的运动分析及仿真[J]. 烟草科技, 2011(10): 20–23.

[4] 边永生. 烟机设备修理技师培训教材[M]. 北京: 国家烟草专卖局出版社, 2002: 96–97.

[5] 豪尼机械制造股份公司. 利用负压抽吸的输送设备[P]. 中国: 201010184212.1, 2010–11–17.

(责任编校:刘刚毅)

Improvement of suction air channel inside the spider mechanism

Chen Wen1, Qin Shihui2, Kang Ying1, Hu Yanying1

(1. China Tobacco Machinery Technology Center Co Ltd, Shanghai 201206, China; 2. Changde Tobacco Machinery Co Ltd, Changde 415000, China)

The spider mechanism of cigarette maker exist some problems, such as the long suction air channel, large volume,air pressure loss and so on.Therefore, the spider mechanism is improved as following: move forward the suction air control element to shorten the suction air channel; optimization the turning angle of suction air channel to reduce pressure loss; use a control disc to open and close suction air. By shortened the length of suction air channel in half and reduced the amount of air needed, the power of suction air fan is reduced; by greatly reduced the air pressure loss, the stability of tobacco rods transferring and the ability of keeping Suction air pressure are enhanced; the problem of oil leakage is also solved.

cigarette maker; spider; suction air channel; control disc

10.3969/j.issn.1672–6146.2015.01.017

TS 43

1672–6146(2015)01–0070–03

陈文, chenwencurry@126.com。

2014–07–28

国家烟草专卖局资助项目(110200602001)。