ZJ116A型卷接机组卷烟长度调节装置的改进

潘恒乐, 王俊

(常德烟草机械有限责任公司, 湖南 常德, 415000)

降低卷烟烟气焦油量和烟碱的同时保持卷烟的香味和劲头已成为烟草行业当前的重要研究课题,而卷烟的长度、吸阻等物理指标是其重要影响因素[1–3]。同时卷烟长度这个物理指标和其他指标是相互关联的, 如果卷烟长度偏差和变异值较大, 会直接导致卷烟单支重量、吸阻等物理指标超标, 还会造成检测装置误检, 出现误剔和漏剔, 不但会使不合格卷烟进入成品, 也会因为误剔加大原辅材料的消耗。近年来, 对卷烟长度调整与控制进行了许多研究, 高绍梁[4]介绍了在PROTOS 70型卷烟机上改变卷烟长度规格所需的调整; 黄强[5]等通过对接装纸切刀、搓板以及相关鼓轮等部件的改造来实现对 MK9N卷接机组卷烟长度规格的调整; 曾峰[6]等针对ZJ17型卷接机组的切割鼓轮设了计一种新型浮圈调整装置, 减少了卷烟长度的调整时间; 胡鹏[7]等针对 PASSIM8K卷接机组提出了一种卷烟长度规格改造方法, 提高了对卷烟长度改造的效率; 姜冬子[8]等针对 ZJ112型卷接机组设计了一种烟支长度调节装置,降低了对卷烟长度的调节难度, 并减少了烟支夹末率; 陈祝磊[9]设计了YJ27接装机靠拢鼓轮定位量规,提高了烟支长度的调节精度。ZJ116A型卷接机组是基于ZJ116型卷接机组[10]升级改进而成的新一代国产超高速卷接设备, 其由YJ116A型卷烟机与YJ216A型滤嘴接装机组成, 但目前针对该机型的卷烟长度规格控制与调整的研究鲜见报道。为此, 通过对影响卷烟长度的因素进行分析, 对卷烟长度控制系统装置的进行改造, 以期提高卷烟长度的控制精度, 降低卷烟长度调整难度, 提高工作效率。

1 问题分析

在YJ216A型滤嘴接装机的生产过程中, 接烟轮从YJ116A卷烟机上接收双倍长无滤嘴烟支, 在一次分切轮上分切为两支等长的单倍长无滤嘴烟条, 并在分离轮上沿轴向分开一段距离; 而滤嘴经过一系列传递后, 插入无滤嘴烟条之间的空位, 形成烟条+滤嘴+烟条三段的“组烟”; 组烟在靠拢轮上会随鼓轮与浮圈同步转动同时被收拢, 在两浮圈最窄处贴合, 并使组烟的中心与切割中心对准, 还粘搭一片已涂胶的水松纸片, 经滚搓后形成双倍长滤嘴卷烟, 在二次分切轮上被分切为两支等长的卷烟, 二次分离轮将其分开, 经双排检测后, 剔除不合格的卷烟, 锥形调头装置将双排卷烟排成滤嘴朝向一致的单排卷烟, 最后成品滤嘴卷烟输出接装机。在这个过程中, 靠拢轮的调节机构不仅要对烟条和滤嘴的间隙进行调整, 还要与二次分切切刀进行对准调整, 保证组烟能够被对称切割, 避免出现前后排卷烟一长一短。如图1所示, 靠拢轮结构主要由鼓轮、内浮圈、外浮圈和调节机构等组成, 内外两个浮圈分别装在鼓轮的两端, 浮圈是由内外钢环和橡胶圈组成, 内钢圈固定在轮体上, 调节机构的滚轮压在外钢环上,通过中间橡胶圈的弹性变形形成倾斜来实现组烟的靠拢。在设备高速运行过程中, 橡胶圈会偶尔产生晃动, 不能一直有效地保证组烟的靠拢与对准。浮圈在运行过程中高频率反复变形, 使橡胶圈易老化,出现质量事故。调节机构如图 2所示, 主要由调节螺杆、调节螺套、调节螺钉、锁紧套、内外滚轮以及内外支架等组成。该调节机构可以单独调节内支架或者外支架的位置, 也可以调节 2个支架整体同向移动, 还可以使2个支架同时相向或者反向移动,虽然调节功能比较全面, 但是整个调节步骤比较复杂, 而且调节时通常要依靠人工经验来进行调节,没有参考量值, 因此需要反复调节, 操作繁琐, 调节时间长。

图1 靠拢轮结构

图2 调节机构

2 改进方案

2.1 改进结构

如图3所示, 改进后的装置主要由靠拢圆盘、偏心套、拔叉、支架、调节螺钉, 电动调节杆等组成。该装置内外两端各有一个的偏心套7, 两侧的靠拢圆盘1通过轴承支撑分别装在两侧的偏心套上, 并由拨叉3与轮体8连接, 在工作时, 靠拢圆盘随着轮体同步转动, 形成一个在旋转中逐渐收拢的状态。

调节机构通过内支架2和外支架 6与两侧的偏心套连接, 从而控制两个靠拢圆盘的移动。该调节机构有 2个单独的调节功能, 其中电动调节杆 4由一个直线电机控制,其主要作用使将两侧的靠拢圆盘同时沿轴向朝鼓轮中心移动或远离鼓轮中心移动; 调节螺钉 5则通过人工旋转使两侧靠拢圆盘整体朝内或朝外移动, 改变已靠拢的组烟在轮体上的轴向位置, 使组烟中心与二次分切刀的位置对准。该机构实现了卷烟长度的在线调节, 简化了调节步骤, 不需要再分别调整内外浮圈, 减少了工作强度。

图3 改进后卷烟长度调整装置

2.2 刻度标识

为解决调节时无参考量值的问题, 根据调节螺钉的尺寸, 在调节螺钉外围的螺套上蚀刻了一圈刻度作为量化调节的参照, 见图4。该刻度标识一共有10个刻度, 每旋转调节螺钉一个刻度时, 两侧的靠拢圆盘整体同向移动0.1 mm,为组烟中心与切刀对准调节提供了一个参考量依据, 方便了操作人员的调节工作。

2.3 靠拢圆盘

为避免原浮圈由于橡胶这种柔性材质导致的晃动和老化情况的出现, 重新设计了一种靠拢圆盘, 采用 45号钢进行加工, 并对圆盘端面进行精磨, 使靠拢圆盘在运动过程中无晃动,有效的保证了组烟的靠拢和对准, 还避免了卷烟点燃端受损, 而且靠拢圆盘耐磨不易产生形变的特性,克服了原浮圈老化易变形的缺点。

图4 刻度示意图

3 应用效果

3.1 试验设计

材料: “白沙(硬)”牌卷烟配套烟丝及辅料(长沙卷烟厂提供)。设备: ZJ116A型卷接机组(常德烟草机械有限责任公司制造)。

方法: 将ZJ116A型机组生产速度设定为12 000 cig/min, 按每天8 h、每周5个工作日进行运行, 对改进前后的机组卷烟长度出现偏差次数进行统计, 统计时间为3周; 当卷烟长度出现偏差时, 分别统计改进前后卷烟长度调节时间, 重复3次。为便于对比, 安排同一组操作人员对改进前后装置进行调节。

3.2 数据分析

由表1可知, 设备正常运行3周内卷烟长度出现偏差次数由改进前的10次减少到了改进后的3次,减少了70%, 提高了设备的有效作业率。由表2可知, 当卷烟长度出现偏差, 需要进行调节时, 其调节时间由改进前的12.9 min减少到了2.8 min, 减少了78.3%, 减少了调节的工作时间。

表1 改进前后卷烟长度出现偏差次数对比

表2 改进前后卷烟长度调节时间对比 /min

4 小结

改进后的卷烟长度调节装置提供了在线调节卷烟长度功能和调节刻度标识, 简化了操作步骤, 降低了工作强度, 设计了刚性靠拢圆盘, 克服原浮圈在运行中晃动, 易老化等缺点。以 ZJ116A型卷接机组生产的“白沙(硬)”牌卷烟为对象, 对改进前后的机组进行对比测试。结果表明: 改进后卷烟长度出现偏差次数减少 70%, 每次调节时间缩短了 78.3%, 提高了设备的有效作业率, 降低了设备维修劳动强度。该技术可在ZJ17、ZJ118、ZJ112等PROTOS系列卷接设备上推广应用。