切丝机及其刀辊轴向窜动检测装置探讨

摘要：切丝机刀辊轴向窜动检测装置包括支架，将支架上与切丝机刀辊轴向相同的方向定义为前后方向，支架上沿前后方向导线移动装配有滑块，滑块上转动装配有用于与刀辊轴向的相应端面滚动配合的检测轮，检测装置还包括触发开关，触发开关用于在检测轮背离刀辊移动设定距离时被触发。文章对切丝机及其刀辊轴向窜动检测装置进行了探讨。

关键词：切丝机；刀辊体；轴向窜动检测装置；触发开关；烟草生产；制丝工艺 文献标识码：A

中图分类号：TB47 文章编号：1009-2374（2016）21-0077-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.21.037

在烟草生产过程中，制丝工艺主要包括备料、回潮、贮叶、切丝、烘丝、叶丝梗丝混合、加香等工序。其中切丝工艺主要是将来料切成符合工艺要求的烟丝或梗丝。目前，一般采用切丝机对烟叶进行切丝，包括上铜排链、下铜排链、刀门组件、刀辊体、磨刀砂轮，上下铜排链之间形成一定角度，刀门组件位于上下铜排链的出料端。刀辊体转动装配在切丝机的机架上，刀辊体的轴线沿前后方向延伸，在刀辊体上设有多个切丝刀片。使用时，烟叶由上下铜排链按一定的速度送入刀门组件处，并在进给过程中压实烟叶，刀辊按照设定的速度转动，由刀辊上设有的切丝刀片将刀门处的烟叶切成烟丝。并且在刀辊的旋转过程中，通过磨刀砂轮对切丝刀片进行磨削。

1 主要原因分析

切丝机的刀辊通过轴承转动装配在切丝机的机架上，刀辊由于长时间的高速旋转，在离心力作用下，切丝机刀辊主轴、轴承及各传动部件会出现磨损、精度失调和损坏，导致刀辊容易出现轴向窜动。通常情况下，由于安装精度的问题，轴向窜动要小于0.05mm。而因为轴承磨损严重导致轴向窜动幅度大于0.05mm时，设备震动较为剧烈，降低切丝质量，严重时还会出现打刀事故，损坏切丝刀片和刀门组件。目前，在切丝机的刀辊上没有用于检测刀辊轴向窜动幅度的检测报警装置来提醒操作人员控制断电，经常是在震动幅度很大或者是发生事故后，操作人员才知道刀辊轴向窜动过大，需要进行断电处理，设备使用寿命短、损坏率高。

2 改进方案

本次改进提供一种自行设计用于对切丝机刀辊轴向窜动进行检测的切丝机刀辊轴向窜动检测装置。技术方案是：切丝机刀辊轴向窜动检测装置，包括支架，将支架上的与切丝机刀辊轴向相同的方向定义为前后方向，支架上沿前后方向导线移动装配有滑块，滑块上转动装配有用于与刀辊轴向的相应端面滚动配合的检测轮，检测装置还包括触发开关，触发开关用于在检测轮背离刀辊移动设定距离时被触发。

所述的支架上设有检测轮施压迫使检测轮顶压在所述刀辊轴向的相应端面上的复位弹簧。

触发开关为微动开关，微动开关布置在检测轮的背离所述刀辊的一侧，支架上于微动开关和检测轮之间沿前后方向导向移动装配有顶杆，顶杆的一端为用于在检测轮背离所述刀辊移动时供检测轮或滑块顶推以使得顶杆和检测轮同步移动的顶推施力端、另一端为用于在检测轮背离刀辊移动设定距离时顶压微动开关的触发部的触发端。

复位弹簧套装在所述的顶杆上，复位弹簧通过顶杆向检测轮施加迫使检测轮顶压在刀辊轴向的相应端面上的作用力。

复位弹簧的一端顶压在与顶杆固定装配的挡圈上、另一端顶压在支架上固设有的弹簧座上，弹簧座为间隙套装在顶杆外的定位套。

顶杆的顶推施力端上转动装配有滚轮，该滚轮与检测轮滚动配合。

滚轮的转动中心轴线与检测轮的转动中心轴向并行布置，滚动的转动中心轴线和检测轮的转动中心轴线位于与所述前后方向平行布置的同一个平面内。

滑块为导向移动装配在沿前后方向延伸的滑槽中的支撑轴，检测轮为同轴的转动装配在支撑轴上的检测

轴承。

支架呈L型，L型的支架包括竖向吊装段和水平安装段，滑块及检测轮均安装在水平安装段上。

所提供的切丝机的技术方案是：切丝机，包括沿前后方向延伸的刀辊，刀辊的前后两侧分别设有一个上述切丝机刀辊轴向窜动检测装置。

在切丝机的刀辊的前后轴向两端各布置有一个刀辊轴向窜动检测装置，这样可以对刀辊的双向轴向窜动进行有效检测，提高检测的有效性。

支架上设置复位弹簧，这样可以使得检测轮始终滚动顶压在刀辊轴向的相应端面上，保证刀辊轴向窜动时会同步带动检测轮移动，保证检测可靠。

触发开关为微动开关，在滑块背离刀辊移动时，通过顶杆顶压触发微动开关，采用机械控制的方法控制触发开关被触发，结构简单，可靠性高。

在顶杆的顶推施力端上转动装配滚轮，滚轮与检测轮滚动配合，可以延长整个检测装置的使用寿命。

3 具体实施方式

第一，一种切丝机的实施案例，该实施案例中的切丝机包括转动装配在切丝机机架上的刀辊，刀辊包括沿前后方向延伸的刀辊轴，刀辊轴外固设有刀辊体，刀辊体的轴向两端布置有第一端面和第二端面，本实施案例中，在刀辊的前后两侧分别设有用于检测切丝机刀辊轴向窜动的检测装置，两检测装置分别为第一检测装置和第二检测装置，两检测装置的结构相同，布置方向相反以实现对刀辊的双向轴向窜动进行检测，两检测装置均安装在承重梁上。

第二，以第一检测装置为例，第一检测装置包括支架，支架呈L型，L型的支架包括竖向吊装段和水平安装段，竖向吊装段通过定位块和联接螺钉固定吊装在承重梁上。支架上的水平安装段沿前后方向延伸，在水平安装段上设有沿前后方向延伸的滑槽，滑槽中导向移动装配有滑块，此处的滑块具体为支撑轴，支撑轴上同轴的转动装配有检测轮，此处的检测轮具体可选择支撑轴承，第一检测装置上的检测轮用于与刀辊轴向的相应第一端面滚动配合。第一检测装置还包括触发开关，触发开关用于在检测轮背离刀辊移动设定距离时被触发，本实施案例中的触发开关具体为微动开关。

第三，由于检测装置设置在刀辊的轴向一端，对于单个检测装置来讲，定义检测装置位于刀辊上与该检测装置对应的轴向端面的后方，在本实施案例中，微动开关布置在水平安装段的后方。在支架的水平安装段上于微动开关和支撑轴之间沿前后方向导向移动装配有顶杆，顶杆的前端为用于在检测轮背离刀辊移动时供检测轮顶推以使得顶杆和检测轮同步移动的顶推施力端，后端为用于在支撑轴背离刀辊移动设定距离时顶压微动开关的触发部的触发端，并且为延长检测轮的使用寿命，在顶杆的顶推施力端上转动装配有滚轮，该滚轮与检测轮滚动配合，滚轮的转动中心轴线与检测轮的转动中心轴向并行布置并位于与前后方向平行布置的平面内。

第四，为使得滚轮与检测轮始终顶压滚动配合，也为使得检测轮始终与刀辊轴向的相应端面滚动配合，在顶杆上套装有通过顶杆向检测轮施加迫使检测轮顶压在刀辊轴向的相应端面上的复位弹簧，该复位弹簧为压簧。该复位弹簧的前端顶压在与顶杆固定装配的挡圈上、后端顶压在支架上通过安装架设置有的弹簧座上，弹簧座为间隙套装在顶杆外的定位套。

第五，使用时，在复位弹簧的作用下，检测轮始终顶压在刀辊轴向的相应端面上，当刀辊轴向的相应转动时，检测轮与端面滚动配合，当刀辊在前后轴向出现窜动时，检测轮受压向后移动，检测轮通过滚轮推动顶杆同步向后移动，当检测轮带着支撑轴移动设定距离时，该设定距离等于设计中的刀辊轴向窜动幅度，顶杆的触发端将顶压在微动开关的触发部上，微动开关将发出信号，进行报警以提示操作者注意刀辊轴向窜动或者是直接对切丝机进行断电处理。

第六，本实施案例中，利用检测装置对刀辊轴向窜动进行检测，可有效避免刀辊轴向窜动过大出现的事故，延长切丝机使用寿命。

触发开关为微动开关，该微动开关可由检测轮通过顶杆触发，在其他实施案例中，触发开关也可以为光电开关，该光电开关可通过监控检测轮在前后方向上的位移判断检测轮移动的距离，在移动至设定距离时，由光电开关发出报警信息或控制切丝机断电。

第七，顶杆通过滚轮顶压在检测轮上，在其他实施案例中，也可以将顶杆的顶推施力端选用耐摩材料，此时可以直接将顶推施力端与检测轮顶压配合。

通过复位弹簧通过顶杆向检测轮施加顶推力，使得检测轮顶压在刀辊轴向的相应端面上。由检测轮顶推顶杆后移，在其他实施案例中，也可以由支撑轴顶推定案向后移动。或者直接在支撑轴上固设拨杆，由拨杆直接波动碰触微动开关的触发部，此时可以省去顶杆。

第八，复位弹簧为压簧，压簧套装在顶杆上。在其他实施案例中，复位弹簧也可以为拉簧，拉簧可以套装在顶杆上，还可以使拉簧的一端连接在支架上、另一端连接在支撑轴上，只要可以向检测轮施加迫使检测轮压向刀辊的方向的作用力即可。当然，在其他实施案例中也可以省去复位弹簧，此时可将支架的水平安装段倾斜布置，利用顶杆、检测轮的自身重力顶压在刀辊轴向的相应端面上。

同时，该实施案例中的切丝机刀辊轴向窜动检测装置的结构与上述切丝机实施案例中的第一检测装置的结构相同，在此不再赘述。

4 改进效果

通过本次改造后的实践表明，达到了如下的效果：切丝机刀辊轴向窜动检测装置中，使用时，使检测轮与待检测的刀辊轴向的相应端面滚动配合，当刀辊在轴向上出现窜动时，检测轮被顶推背离刀辊轴向的相应端面移动，当检测轮背离刀辊移动设定距离时，触发开关被触发，然后由触发开关发出信号以对操作者提示报警或者直接控制切丝机断电，避免在刀辊轴向窜动导致发生事故后才发现刀辊轴向窜动过大，提高切丝机运行安全系数，延长切丝机的使用寿命。刀辊轴向窜动检测装置制作费用低、安装简单、运行良好、符合安全性、运行平稳，与现有技术相比，具有结构紧凑、流程合理、占地省、阻力小、能耗低、效率高等优点。刀辊轴向窜动检测装置已获实用新型专利。

参考文献

[1] 濮良贵，纪明刚.机械设计[M].北京：高等教育出版社，2001.

[2] 葛文杰.机械原理[M].北京：高等教育出版社，2006.

[3] 《机械设计手册》编委会.机械设计手册[M].北京：机械工业出版社，1991.

作者简介：鲁中甫（1968-），男，河南南阳人，河南中烟工业有限责任公司南阳卷烟厂烟草机械维修技师，研究方向：机电一体化。

（责任编辑：王 波）