ZJ17卷接机组搓板组件改进与应用

张文昌 王国兴 陈海龙 王文利

摘 要：随着消费者对卷烟产品质量要求的不断提高，烟支外观质量逐渐成为消费者关注的重点。本文针对ZJ17卷接机组易出现的烟支搓接质量问题，确定设备设计因素对烟支搓接质量的影响，针对性的对搓接系统的搓板、启动规等部件进行优化改进，将现有搓接方式造成搓接质量缺陷占总质量缺陷的比率由90%以上减少到50%以下。

关键词：卷接机组；搓接质量；搓板组件；优化改进

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.14.010

1 研究背景

ZJ17卷接机组是我国引进德国HAUNI公司PROTOS70技术生产制造的国产卷接机组，该机型结构紧凑、性能可靠、运行稳定、自动化程度高，成为了国内各卷烟企业的主要生产加工设备。但随着消费者对卷烟产品质量要求的不断提高，该型设备由于自身设计缺陷带来外观质量问题日渐凸显，影响卷烟产品质量的在提高。通过对ZJ17卷接机组在烟支搓接过程中易产生搓接问题的设计缺陷进行分析，提出了改进ZJ17卷接机组搓板组件的思路，以提高烟支整体外观质量。

2 存在问题及分析

2.1 存在的问题

ZJ17卷接机组是目前国内各家卷烟厂主力机型之一， 2016年4-6月对7#ZJ17卷接机组生产的烟支成品进行质量检验，共抽检186次，存在质量问题的卷烟550支。其中存在泡皱等搓接质量缺陷的共521支，占卷烟质量总缺陷的94.73%，而且泡皱、表面皱出现比例最高，占到90%以上。

通过以上统计数据及分析可以得出：ZJ17卷接机组卷烟缺陷主要集中在泡皱、表面皱等烟支搓接质量方面。

2.2 原因分析

针对烟支缺陷中比例较高的泡皱、表面皱等问题进行分析，这些问题易产生的部位主要集中于搓烟板部位，通过对原有ZJ17卷接机组搓接机构的工作原理分析，造成烟支搓接问题原因主要在于：

（1）当前搓接系统启动规的设计存在烟支组从搓烟轮承烟槽中取出进入搓板滚卷时不够顺畅的问题，易造成组合烟滚卷瞬间停顿。

（2）搓板细而密的横纹极易被胶液沾满。溢出的胶液会改变组合烟在滚卷过程中的运动轨迹。

（3）搓板中间镶有合金的二次启动规，加剧了胶垢的堆积，过多胶垢易使烟组搓接轨迹产生跑偏。

（4）装纸宽度尺寸变化时，搓接区域发生变化，使烟支组在搓板的滚卷圈数减少，造成泡皱烟支。

（5）组合烟在搓接位置不合理。烟支在上升过程中完成搓接，使搓接不够顺畅。

2.3 结论

经分析，Protos70卷接机组卷烟缺陷主要集中在泡皱、表面皱等烟支搓接质量方面，确认对搓接机构中的搓板、启动规、烟支搓接位置进行改进设计。

3 方案设计与实施

3.1 搓板启动规的设计

启动规在搓接系统中起到将烟支从搓烟轮承烟槽中取出的作用。本项目对启动规的构造进行改动，使启动规在启动烟支组的时候进入搓板滚卷时更加柔和，解决了烟支组瞬间停顿现象。

原有启动规表面光滑，且没有采取抗氧化和耐腐蚀等防护措施，摩擦力小，烟支很容易在其表面出现打滑现象，造成瞬间停顿。为解决上述问题，重新设计启动规，并采用热喷涂技术在其表面喷涂碳化钨材料，增加烟支在启动规表面滚动的摩擦力，解决了烟支在启动规表面打滑的问题，减少了烟支搓接中的瞬间停顿现象。

3.2 搓板的设计

（1）搓板加装过渡规。通过部件拆卸，观察到使用过的搓板前端6.5mm处未出现任何磨损，证明烟支通过启动规高速进入搓板时存在一个抛入动作，未在这6.5mm处滚动。因此我们将搓板长度减掉6.5mm，通过计算启动规高度到烟支进入搓板的落差，设计出倾斜角度为72.61度的过渡规，并使用圆柱销与搓板定位连接。过渡规采用38CrMoAl氮化钢制作，表面喷涂碳化钨，确保部件的强度与耐磨性。

加装的过渡规，使烟支组被启动规从承烟槽取出后，进入搓板的滚卷动作连续、顺畅，解决了烟支从承烟槽到搓板滚动过程中的瞬间停顿现象。

（2）搓板表面优化设计。原搓板表面布满横向槽纹，改为中间是75mm的光滑表面，两端为 0.65mm 深、1.5mm间距竖纹的结构。两端竖纹与烟支滚动的方向一致，胶垢的不易堆积，且导向作用更好。中间光滑面为接装纸搓接区域，采用与过渡规相同的碳化钨喷涂，增大摩擦力提高硬度。75mm的光滑面宽度能够适应山东中烟不同规格的烟支规格，更换烟支规格搓板不需要更换，减少了更换调整时间。

（3）搓板歸位区的优化设计。搓板烟支归位区由原来的5个减少为3个，延长了烟支搓接滚卷有效动作长度。

3.3 烟支搓接位置的优化设计

烟支组自综合轮将排列好的带有胶水的水松纸片传递给搓烟轮，在搓烟轮的水平位置开始进入下行阶段，最佳的搓接启动位置在0度与90度之间，通过实际测量此处的空间，达到搓板组件开闭顺畅，通过计算将归位轮由原先水平107度的位置移至水平23度位置，使烟支组可借助重力由搓烟轮进入搓板，开始搓接动作。烟支组运动顺畅，减少搓板的堵塞频率。搓板升降机构由仰面下部调整改为上部搓板的调节，调整更加方便，优化了传动齿轮箱实现搓接位置。

4 改进后的应用效果

4.1 安装测试

（1）手动盘车使搓烟轮转动，使用千分表检测搓烟轮的跳动情况。

（2）启动搓板升降开关，观察搓板升降动作是否柔和、顺畅。

（3）使用烟支专用量棒，判定搓板与搓烟轮的平行度和同轴度。

测试结果：经反复测试、调整后，各器件动作运行轨迹无误，符合设计要求。

4.2 生产验证

2017年3-5月，对某卷烟厂使用该改进后搓板组件的7#卷接机组进行卷包成品质量共抽检134次，其中搓接质量缺陷共56支，占卷烟质量总缺陷的41.79%。影响搓接质量缺陷中，泡皱、表面皱占51.79%。

4.3 结论

经过3个月的生产验证，烟支搓接质量占卷烟质量总缺陷的比值由改进前的94.73%减少到50%以下，泡皱、表面皱所占比例由改进前的90%以上降低至60%以下。

5 总结

本设计确认影响烟支质量的主要部件为启动规、搓板、搓接位置；启动规表面喷涂碳化钨，增加烟支摩擦力；搓板加装过渡规，表面改为两端带有竖搓纹、中间为光滑面的结构，使烟支滚动顺畅；改变归位轮和搓板位置，使搓接动作更加顺畅。

项目研究成果解决了搓接质量缺陷在烟支质量缺陷中比重较大的情况。改进后的各部件运行稳定，产品质量得到改善，达到了项目的预期效果。该改进后的搓接组件自投入使用后烟支搓接质量明显提高，设备稳定性好，保养、维护方便。后续经过10个月的测试使用，搓接质量缺陷占卷烟质量总缺陷的比值由之前的90%以上减少到50%以下，泡皱、表面皱占搓接质量缺陷比例由之前的90%降低至60%以下。该搓接系统设计新颖、技术先进、运行稳定、操作维护方便、搓接效果好、保养、调整方便，是理想的卷接设备升级的理想产品。为烟草行业卷接设备提高产品质量提供了一种很好的解决方式。

参考文献：

[1]董祥云.YJ17-YJ27卷接机组[M].北京：中国科学技术出版社，2001（08）.

[2]AF12操作维修手册[S].意大利GD公司.

[3]金属材料及加工工艺[M].机械工业出版社，2006（04）.

作者简介：张文昌（1967-），男，山东潍坊人，专科，助理工程师，主要研究方向：烟机设备管理及烟机设备改进。