ZJ112卷烟机梗丝分离装置优化设计

隋显栋　刘小燕

【摘  要】目前卷烟行业对卷烟内在质量提出了更高的要求，而以往ZJ112型卷烟机设备无法保证梗丝分离装置的分离效果，因此提出优化方案提高分离效率。首先阐述卷烟机原理及影响分离效果的因素，从而提出优化目标及总方案，其次分别对箱体结构、盖板、正负压风、左右滑块、螺纹杆进行设计。经过两个月的测试，发现优化后的ZJ112型卷烟机梗丝分离装置人工效率且工时效率明显提升，同时还提高维修过程安全、风选效果、风选稳定性、产品品质，为企业的降耗给出了多一项选择。

【关键词】ZJ112型卷烟机;梗丝分离装置;优化设计

引言

随着卷烟行业的发展，对卷烟内在的质量提出了更高的要求，国外目前生产的卷烟成套设备大都设计有去除梗签等杂质的相应装置，而我国目前卷烟厂所用的大部分设备还比较落后，特别是梗签剔除工艺中存在梗签剔不尽而影响卷烟质量以及浪费烟丝的现象。ZJ112型卷烟机是卷烟生产厂的主力机型之一，车速高达10000支/分钟，承担着卷烟生产的重要任务，在使用过程中也是由于受烟丝结构、叶组配方、烟丝含水率的影响，原相关参数设置，不能保证梗丝分离装置的分离效果，致使梗签剔除物中的烟丝含量超标、烟支含梗率波动大，造成烟丝浪费，同时会产生烟支刺破等质量缺陷。因此为了提高ZJ112型卷烟机生产卷烟的效率，需要对ZJ112型卷烟机梗丝分离装置开展针对性研究，进行优化装置结构，提高分离效率。

1卷烟机梗丝分离装置工作原理及影响因素

1.1卷烟机梗丝分离装置工作原理

ZJ112型卷烟机梗丝分离装置采用惯性梗丝分离与风选相结合的两级分选方式。一次梗丝分离利用惯性原理将稍重的烟梗、杂质等物质分离，被分离出的梗签物中含有部分烟丝进入二次风分装置再次分离。二次风分装置提供负压吸风，利用烟丝、烟梗与杂物在吸风通道中悬浮速度不同的原理将其分离。

1.2影响卷烟机梗丝分离效果的因素

据统计ZJ112型卷烟机平均梗中含丝率为7%左右。超出规定的3%-5%的设计值，浪费严重。经研究表明造成梗丝分离不彻底的原因有两点，一是二次分离通道过短，分离不够充分;二是烟丝中存在梗丝粘连或烟丝成团包裹烟梗的现象，梗丝组合体密度大于烟丝，故被当成烟梗分离出去。

2ZJ112型卷烟机梗丝分离装置优化方案

2.1优化目标

因为ZJ112型卷烟机内部无法改动，所以本次优化只能在原梗丝分离装置之外再附加一套梗丝分离装置。利用链条维修方式将ZJ112型卷烟机梗丝分离装置的梗中含丝率降低到4%，从而提高梗丝分离效率。

2.2优化方案选择

本次研究提出两种优化方案均，分别是在设备的内部和外部安装链条，其中方案一的优点在于安装设备内部可提高空间利用率，不占用外部空间，方案二的优点在于清洁保养方便。

方案一因为利用惯性让惯性小的烟丝被吹走，提高分离效率高但是含丝率高，而方案二在竖直向上的方向上施加吹风，因为悬浮速度不同，较轻的烟丝会被向上吹走，相比于方案一的可靠性更高，因此选择方案二。

3ZJ112型卷烟机梗丝分离装置优化设计

3.1箱体结构设计

由于本次优化方案中所需梗丝流输送风为风速V1，烟丝重力，烟丝分离需要的分离速度V2，计算出烟丝向下运动时速度降为0时烟丝移动 的距离，确定出挡板的长度为95mm，并根据烟梗的运动轨迹，确定出各挡板的尺寸。随后又根据烟丝与烟梗的运动轨迹以及ZJ112卷烟机内可用空间的尺寸，设计出箱体的尺寸：高410mm，宽205mm，厚100mm。制作箱体常用的材料有不锈钢、45#钢、黄铜、工程塑料，其中优质碳素结构用钢，硬度适宜，易切削加工，因此选择45#钢进行制作。另外为了防止45#钢被腐蚀，需要时刻涂润滑油进行保养。

3.2盖板设计

根据之前设计出的箱体尺寸，确定箱体内部盖板尺寸：长为410mm，宽为200mm。基座上固定挡板的高度取链节高度为18mm，宽度宽度为20mm，所以可拆挡板取固定挡板尺寸，即长100mm，宽20mm，高18mm。开孔的位置取长度的中心和高度的中心，直径为8mm。为方便观察箱体内部的运行情况，最后决定用有机玻璃进行制作。

3.3正负压风设计

针对正压风设计共提出两种优化方案，其中两风分开式便于分别设计风力大小，但是会与吸取烟梗的负压风相互干扰，降低分离效;两风合一式节省空间，提高分离效果，但是操作起来相对复杂。本次优化目标是希望含丝率降低到4%，因此为了提高分离效果，最终选择两风合一式设计方案。

针对负压风设计共提出三种优化方案：方案一，在烟丝输送管道上安装独立通风机，实现吸取分离后的烟丝并沿管道输送至设备储料区;方案二，从设备原有的负压风管道内分流出一支，实现分离后烟丝的吸取和输送;方案三，利用设备正压风，根据气体引射原理，实现正负压转换，完成分离后烟丝的吸取和输送。其中，方案三利用设备正压风实现正负压转换，结构简单，改造成本低，选择该方案进行设计。

3.4左右滑块设计

左滑块设计根据参考链节尺寸，链节内部卡槽宽度为18mm，所以滑块凸齿宽度应小于18mm，所以滑块凸齿尺寸可定为，长18mm，宽10mm，厚8mm。基座高10mm，寬20mm，长45mm，连接体高25mm，宽20mm，长20mm，为方便使用内六角扳手进行操作，故将螺纹孔位置上抬至距基座上平面10mm处，直径为8mm。

右滑块设计参考左滑块尺寸 右滑块凸齿尺寸可定为，长18mm，宽10mm，厚8mm。基座高10mm，宽20mm，长45mm，连接体高25mm，宽20mm，长20mm，螺纹孔位置距基座上平面10mm处，直径为8mm。

3.5螺纹杆设计

根据以上设计要求，安装时选择三种螺纹杆进行连接，其尺寸如下：

拆卸装置螺纹杆：螺纹型号M6x0.8，长度为62mm，内六角型号为8;

可拆擋板固定螺纹杆：螺纹型号M8x1.25，长度为23mm，内六角型号为8;

安装装置螺纹杆：螺纹型号M8x1.25，长度为60mm，内六角型号为8。

4效果对比

4.1提高维修过程安全

避免了免拆链条时的敲、冲、撬等粗暴操作，避免了对链条的损伤，提高维修过程的安全性。

4.2提高风选效果

为减少烟支含梗签量，生产工艺要求剔除梗签中含烟丝量控制在6-10，而改造后的梗丝分离器的悬浮室气流通道为喷射型通道，在每级折弯角形成小循环气流，使烟丝混合物产生旋转撞击，风选效果好，剔除梗签中含烟丝量可控制在2，不但能降低烟叶消耗，而且改造后的梗丝分离器能风选较人的膨胀梗签。

4.3提高风选稳定性

原有风选器是利用风室体的负压进行风选，易受设备和外界因素的影响，稳定性较差;而改造后的梗丝分离器靠自带的空气放人器产生的气流进行风选，不受设备和外界因素的影响，稳定性较好。

4.4提高产品品质

改进前二次风选器容积小，制约了一次分离后的梗丝混合物量，使进入抛丝辊的烟丝纯净度不高;改进后，增强风选器的风选能力，可增人一次分离后的梗丝混合物量，提高进入抛丝辊的烟丝纯净度，减少烟支燃烧时熄火现象;新型风选器能风选较人的膨胀梗签，减少抽吸时爆燃现象;烟支表而刺破缺陷从。

5结论

通过借鉴新型卷接设备梗丝分离装置的工作原理，针对ZJ112型卷烟机梗丝分离装置风选能力和风选效果不能满足现有工艺要求，导致卷制出的烟支含梗签量较多、烟支重量标准偏差人、刺破烟及熄火等质量缺陷问题。通过增加并改进了分离装置结构，解决了立库传动链条维修耗时长，效率低等问题，同时还提高了维修过程安全性，提高了产品的质量，为企业的降耗给出了多一项选择。

参考文献：

[1]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.

[2]周雪军. 优化ZJ17卷烟机供丝系统参数提升梗丝分离效率[J]. 工程技术（引文版），2016，000（002）：00295-00297.