YJ17型卷烟机梗丝分离三次风选装置的设计

廖艳培，陈志坚

（广东中烟工业有限责任公司梅州卷烟厂，广东 梅州514016）



YJ17型卷烟机梗丝分离三次风选装置的设计

廖艳培，陈志坚

（广东中烟工业有限责任公司梅州卷烟厂，广东 梅州514016）

摘 要：针对YJ17型卷接机二次风分时梗丝分离不彻底，烟丝在碰撞中跟随烟梗跌入烟梗箱，造成浪费的问题，通过自行设计一套梗丝分离三次风选装置，有效降低了烟丝消耗，每台机单班可节省烟丝约2.5公斤，为企业创造效益。

关键词：YJ17型卷烟机；梗丝；烟丝；三次风选装置

精益生产管理理念是以消除各种浪费、优化资源配置、提升效率和效益为主要目标。其通过构建精益管理工作长效机制，应用精益管理持续改善方法，将精益改善的理念和方法进行延伸，实现以最少的投入创造最大的价值。卷烟生产企业在推进精益管理生产管理活动时，通过对比各项关键指标，挖掘生产过程中存在的浪费，运用精益工具开展改善活动。在实实在在的改善中，杜绝浪费，降低成本，提供效率，实现企业真正意义上的内涵式发展。

YJ17型卷烟机自带二次风选梗丝分离装置，通过两次风选完成烟梗和烟丝的分离。梗丝二次分选装置主要由落料斗、挡风板，调节螺钉、斜块及安装于进料口内的二次分选轮等组成，分离出的烟丝直接吸附到风室体的吸丝带上［1-2］。为了减少烟丝浪费，刘程［3］采用运动中分离的方式研究新型梗丝分离装置，将回收烟丝再利用；熊克林［4］通过增加烟梗和烟丝垂直提升的距离，形成"之"字形风选通道，实现梗丝分离。但是利用正压吹风对烟梗和烟丝进行再次分离的研究却甚少。因此，通过设计一套梗丝分离装置，增加梗丝在空中的悬浮时间，使得被吹散的烟丝再次被吸入风室体中，实现梗丝的第三次分离。

YJ17卷烟机组（以下简称卷烟机）第三次梗丝分离装置项目的研发基于国家局、烟草行业开展精益生产管理活动的要求下，围绕烟草行业提出的年度目标，由卷烟生产企业自行开展的专题改善项目。其针对卷烟机梗丝分离机构的特点，对现阶段卷烟生产中万支卷烟梗中含丝量指标偏高的现象进行攻关。发现卷烟机自带的梗丝分离系统是通过梗签通道下方气流调节板改变梗签通道的负压气流大小控制梗中含丝量的目的。但在生产中梗签的气流调节阀在其调节范围内均无法满足生产企业对万支卷烟梗中含丝量的精益目标。设备原有设计上不足，考虑前瞻性的缺乏，制约生产成本的降低，让一个年产38万箱的卷烟生产企业年浪费梗中含丝量为1876公斤，且影响了设备生产效率，加强了员工的劳动强度。

1　存在问题

基于YJ17卷烟机原来两次风选系统功能和卷烟生产企业对人员编制的安排，在卷烟机剔除处废梗的后道工序未安排人员进行分离，所有卷烟机剔除的废梗包括梗中烟丝直接将作废品处理。通过统计：以卷烟生产企业一个生产牌号卷烟（硬金五叶神），现梗中含丝量平均值为1.061g/万支对比历史最佳指标0.93g/万支来估算。卷烟机班产340万支，每日生产2个班次，每年生产260天，共10台卷烟机，合计每年约浪费烟丝1876 kg.YJ17卷烟机生产中剔除废梗中含烟丝造成的浪费十分明显，制约企业生产成本降低，设备效率的提升。YJ17型卷烟机二次风选梗丝分离装置的负压空气由吸丝成型系统的风室体提供。烟丝悬浮升起后被吸丝带带走，烟梗杂物落下进入烟梗箱，存在的问题包括以下两个方面：

一是梗挡板对梗丝一次分选较难控制。一次风分后烟丝在高速旋转的抛丝辊的带动下，进入吸丝通道。在此过程中，如果梗丝挡板的调节位置过高，大量的梗丝就会被吸入风室体中，导致生产出来的烟支出现很多被烟梗刺破的产品质量缺陷。如果梗丝挡板调节的位置过低，则大量的烟丝被抛入螺旋回梗机构，输送至二次分选装置的进料口，在梗丝分离不彻底的情况下，导致生产成本增加，造成浪费。二是落入烟梗箱的烟丝比重大。YJ17型卷接机的二次风分仅在后身右侧局部宽度完成，垂直吸丝道宽度只有110mm，梗丝和烟丝之间碰撞多，风选效果较差，造成梗丝分离不彻底，导致很多烟丝在碰撞中跟随烟梗跌入烟梗箱，现场发现烟梗箱中含有烟丝的比重较大。

2　改进方法

YJ17型卷烟机第三次梗丝分离装置的研制利用梗、丝悬浮速度差异，用气流分离。设将气流速度为v，气流对颗粒的作用力为R，同时颗粒重力Q=mg，根据牛顿公式［5-6］：

R=K（γ/g）F（C-v）2=KρF（C-v）2

式中：γ为空气重度，Kg/m3；ρ为空气密度，Kg''s2/ m4；C为颗粒的绝对速度，m/s；F为迎风面积，㎡；K为阻力系数。

因烟丝、烟梗外形尺寸不同，即F不同，同时所受重力Q也不同，因而两者悬浮临界速度不同，因此只要分离气流速度v满足v0丝＜v＜v0梗便能将烟丝烟梗有效分离。

在明确第三次梗丝分离装置采用的分离理论依据后，通过利用竖直气流模拟吹风试验法，对10#卷烟机生产双喜（硬金五叶神）进行梗中含丝量测试。经过垂直气流模拟吹风试验，在卷烟质量合格前提下，模拟试验出现50%数据小于卷烟企业设定改善目标值0.663g/万支。从而推断出加装YJ型卷烟机第三次梗丝分离装置对万支卷烟产生的梗中含丝量高是确实可行的。

梗丝三级分离装置主要由调压装置，吹风装置、快速接头和风管四个部分组成，其工作原理是正压风从进气孔进入，经过调压阀调节风压，然后出来的正压风从进气孔进入，由压力表测量其气压，再由出气口出来，进入吹风装置。梗丝三级分离装置安装在垂直通道右下侧，通过均匀的正压风，对通道内密度最大并快速移动的梗丝进行吹风打散，这样不仅可以最大限度的将密度大的烟丝团吹散，而且可把碰撞吹散后的烟丝再往上吹，从而把即将掉入烟梗箱的烟丝往上吹一段距离，烟丝在负压风的作用下，被吸入风室。而真正重量大的烟梗则依然无法被吸入风室，掉入烟梗箱，最终实现了梗丝的第三次分离，梗中含丝量可根据生产工艺要求，通过调压阀方便操作控制。

其中，吹风装置内部设计了一个小风室，内径为6.8 mm，在轴外设计了六个均匀的孔，孔径为1 mm，正压风进入小风室内，从6个均匀的小孔吹出，从而形成正压气流，实现吹松打散烟丝团的目的。图1所示。

图1　梗丝三次分离装置示意图

3　改进效果

在第三次梗丝分离装置零件加工安装完后，维修工对YJ17卷烟机第三次梗丝分离装置的效果进行验证。第三次梗丝分离装置使用后梗中含丝量为0.583g/万支。对YJ17卷烟机生产双喜（硬金五叶神）烟支的丝中含梗率进行跟踪测试，结论是活动前后梗签剔除量变化不大、丝中含梗率为0，符合卷烟企业生产工艺标准，该项改善确实有效。

通过运用梗丝三级分离装置，YJ17型卷烟机烟梗箱内的烟丝含量大幅度减少。经过计算，一台机一天两个班生产可以节约烟丝约2.5公斤，降低了消耗，节约了企业生产成本。同时也降低了工人的劳动强度，提高了设备的有效作业率，降低了产品品质隐患的风险，保护了消费者权益。

参考文献：

［1］常德.常德烟草机械厂，YJ17卷烟机组—使用说明书［M］. ［2］董祥云.YJ17-YJ27卷烟机组，中国科学技术出版社.2000.

［3］刘程.PROTOS70卷烟机新型梗丝分选装置的设计［J］.装备制造技术，2013（4）：80-81.

［4］熊克林，戴卫良，林国华，等.离线梗丝分离技术在PROTOS70中的应用［J］.《机械制造与自动化》，2013（6）：202-204.

［5］陈国华.机械机构及应用，北京:机械工业出版社，2008.

［6］成大先.机械设计手册（第五版）.北京：化学工业出版社，2010.

The design of Stem and Tobacco Separation Means on YJ17 Cigarette Making Machine

LIAO Yan-pei，CHEN Zhi-jian
（Guangdong Cigarette Factory of China Tobacco Meizhou Industrial，Meizhou Guangdong 514016，China）

Abstract：When YJ17 cigarette machine production，stems and tobacco separation is not complete.Tobacco fell into the box during the collision，resulted in a serious waste.Therefore，we designed a set of stem and tobacco separation means.The application results showed that can effectively reduce tobacco consumption，single-class savings of about 2.5 kilograms of tobacco，create benefits for enterprises.

Key words：YJ17 cigarette machine；stems；tobacco，third sorter

中图分类号：TS43

文献标识码：A

文章编号：1672-545X（2016）03-0244-03

收稿日期：2015-12-08

作者简介：廖艳培（1982-），男，广东省梅州人，硕士研究生，主要从事烟机设备的管理与技术改造工作。