一种新型PROTOS70卷烟机第一分离鼓限位装置的研发

何琦多 段尧 张勇刚

摘要：随着客户需求的多样性变化，产品品牌的规格也发生了变化。我厂PROTOS70型卷烟机需要生产59+25mm和59+30mm两种烟支规格的烟支，在烟支规格发生改变时因为需要更换分离鼓凸轮，拆卸安装极为不便，为了解决以上问题，设计了一个有针对性的导向限位装置，极大简化了PROTOS70 卷烟机组分离轮在烟支规格转换过程中拆卸与安装，并且实现只需要一套凸轮便可生产两种烟支规格，减少了配件消耗，极大的缩短了维修更换时间，具有极其较高的实用价值。

关键词：PROTOS70卷烟机  更换烟支规格  MAX第一分离鼓    限位装置

1前言

PROTOS70 卷烟机组是由德国HAUNI公司生产的、一种集喂料、成型、接装机组。其卷烟机烟支分离轮采用凸轮机构，由圆柱体双槽凸轮和两组轴承从动推杆组成，其中两组轴承与分离滑块连成一体组成从动杆组件，凸轮位于鼓轮中间，被分离滑块夹持，并与负压相通，实际使用过程中轴承在凸轮上滚动，从而实现双倍烟支分离，以实现在分离的烟支中插入滤棒，最后经过搓接工序包裹成烟支。

随着市场个性化需求的发展，需要不同规格的烟支，其滤棒长度也不同，但白烟长度是相同的。在实际生产中，为了满足生产要求，并充分利用设备，需要用同一台设备生产不同规格的烟支。

原来，在烟支规格转换过程中需要更换不同的凸轮，以改变烟支分离距离。当PROTOS70卷烟机MAX 部分分离轮烟支规格转换时，更换凸轮费时费力，拆卸安装极为不便，相关文献中《PROTOS2-2卷接机组烟条分离轮的改进设计》[1]对分离鼓进行了重新设计，采用无凸轮结构，通过直接改变分离块行程的方法来实现不同滤嘴规格烟支的换牌，改造成本高，部件损耗大。本文通过对该部分的零件结构外形进行分析和研究，设计了一个凸轮限位装置，在烟支规格发生改变时只需在外部安装或拆卸下该限位装置。

2技术方案内容

2.1问题分析

MAX第一分离鼓更换时，1、安装位置靠近MAX和SE的夹角，空间狹小，难以操作;2、分离鼓本身笨重（20kg），吊装设备没有操作空间，3、拆卸安装时，设备自带照明灯提供的照明被遮挡，加大了更换难度。最重要的是每次跟换烟支规格都需要更换一次分离鼓，每次更换耗时大约2h左右，极大地制约着设备效率的提升，增加了修理人员的工作强度。

2.2改进思路确定

目前有两种滤嘴规格香烟要生产，一种是滤嘴长度为25mm，另一种是滤嘴长度为30mm。根据观察，在第一分离鼓机构运动时，生产25mm滤嘴卷烟的凸轮和生产30mm滤嘴卷烟的凸轮轮廓线是相似的，只要在内外分离块上的烟支分离至刚好可放入25mm滤嘴时，限制住烟支的运动轨迹，就可以用30mm滤嘴卷烟的凸轮生产25mm滤嘴香烟。

3.关键部组件的设计

3.1挡块外形设计

根据上述讨论，要使得在不更换凸轮和轮体的前题下，烟支在分开至25mm时，对其限位，使其不再分开至30mm，可以考虑在轮体增加限位挡块以限制其移动。现有两种设计方案，一、只在对应凸轮行程超过25mm的位置加装半环挡块，共两片;二、在绕分离鼓一周的地方加入环形挡块。对比分析：第一种方法耗材少，对应加工安装精度较高，但是会对鼓体动平衡有影响，第二种方法耗材多，对安装无特别要求，整个部件受力均匀，加工简单，所以选择第二种方法。

3.2安装径向位置确认

在实际生产中，烟支在轮槽上的径向位置有一定波动范围，经测量，对于25mm嘴棒烟支，双倍烟支分开的平均距离为62mm，对于30mm嘴棒，烟支分开的距离为72mm。我们将此导向限位装置两圆环面间的距离设置为180mm（其长度为双倍烟支长度118mm+62mm）。

3.3挡块结构设计

在确认结构前我们首先确认选择的材料，材料选择方面主要有201不锈钢、铝合金、45钢，考虑到201不锈钢价格高，铝合金材料容易变形，最终选定45钢。选择45钢后就是确定挡块的结构形状。现有两种设计方案，一种是长方形（横截面为20mm*10mm）、另外一种是L型（横截面最大长度22mm，最大高度10mm，L型肢宽6mm），分析发现第一种方法打孔深度大，难度大，第二种方法打孔深度小，易于加工。另一方面，限位烟支力很小，用第二种方法，采用横截面为L型的挡块时，也满足强度要求。

根据上述讨论，与轮体的实际尺寸要求：最后我们设计出挡圈的尺寸：外圈外径 =Φ248±0.5mm ;内圈外径 =Φ240±0.5mm，内径 =Φ228±0.5mm，厚度 =22 ±0.5mm。改造所需CAD图纸如图1所

改造后，在改变烟支规格长度时不需要拆卸鼓轮更换凸轮，只需要安拆在鼓轮外部安装或拆卸下凸轮运动限位装置，第一分离鼓限位器制作完成后，对换牌不同规格嘴棒烟支进行时间统计，经统计分析，短规格嘴棒（25mm）切换长规格嘴棒（30mm）和长规格嘴棒（30mm）切换短规格嘴棒（25mm）耗时平均值为540s左右，远低于改造前的2h。改造后，有效解决了不同规格滤嘴烟支换牌过程中卷烟机拆卸分离鼓繁琐的问题，降低了备件费用，极大提高了工作效率，缩短了换牌时间。

参考文献

[1]杜坤艳，康瑛，孙斌，程卫民，张颖靓.PROTOS2-2卷接机组烟条分离轮的改进设计[J].烟草科技，2019，52（05）：100-104

[2]贾会志.《ZJ17卷接机组培训教材——机械维修》[M].郑州：河南人民出版社，2010.3