滤棒弯道输送装置设计

袁群超

（许昌烟草机械有限责任公司，河南 许昌 461000）

为响应卷烟工业企业的设备需求，由许昌烟机公司和荷兰ITM公司联合研发ZL45型多元复合滤棒成型机。该机组以ZL26C滤棒成型机为平台，集成高级小棒模块、转运模块与在线检测系统，额定生产速度为500m/min。ZL45机组滤棒传输采用凸轮小棒处理技术与无吸风小棒复合技术，同时从多个料仓输出，进入三转盘系统进行线性复合，可实现两元或三元滤棒复合功能。机组配置自动上料供应系统，下游可搭配装盘机，将滤棒自动装入盘中，以便储存滤棒，实现整线自动化生产。

ZL45多元复合滤棒成型机是一种能生产多种类型特种滤棒的新型烟机设备，上游供料系统主要提供三种规格的滤棒，主要工作流程如图1所示。由YB19卸盘机将烟盘的滤棒倾倒，然后由提升机把滤棒提升到高位，再经过输送通道，最后流入ZL45，ZL45对滤棒进一步加工处理，可生成中空、爆珠等特种滤棒。每种规格滤棒输送都需要一台卸盘机、提升机、输送通道对接，需要多台供料设备。因此整个机组需要占用大量的生产空间。现输送通道有两种方案：一种是直道输送，输送通道如果完全使用直道输送，那么设备只有单一布局，占用大量的空间，而烟厂生产车间的空间有限并且供料系统的设备较多，存在干涉，因此直道输送并不适用；另一种是弯道输送，使滤棒的进给方向发生90°转变，那么相应设备布局有更大灵活性，节约空间，整个供料输送更加合理和科学；因此，结合设计需求考虑，烟支输送通道采用弯道输送，整个机组布局有更多可能性，以便优化设备布局，对生产车间的空间利用率可达最大。

图1 ZL45机组工作流程

1 设计要求

弯道输送装置是滤棒重要的输送载体，其结构设计质量直接影响滤棒转载过程的运动特性，运行平稳，安全可靠，结构简单，成本低的输送装置对整个ZL45机组运行起至关重要的作用。滤棒在弯道输送有较高要求，综合考虑，设计时需要注意以下问题：1）由于滤棒在弯道运动过程中存在惯性，也会受到离心力的作用，因此出现排列杂乱无序以及烟支脱落现象，需要剔除和收集无序滤棒；2）滤棒属于较高的等级食品，需要在较为封闭的空间，避免粉尘及其他杂物影响，防止受到污染，因此，输送装置必须是封闭的空间；3）滤棒主要是柔性丝束，易受损伤，不能与通道有过多的接触摩擦与挤压，避免滤棒变形。然后，在滤棒的输送过程中，如果设备运行出现不稳定的情况，大量滤棒会出现错乱无序的情况，导致通道堵塞，因此必须便于观察通道内滤棒输送状况；4）烟厂要求滤棒输送装置需要吊装在屋顶，必须考虑装置的安全性，装置的质量尽量要轻，结构应简单，整个结构须采用轻质材料，尽量使用型材和薄板。

2 系统结构

滤棒弯道输送装置如图2所示，主要由上架体、观察窗、输送通道、整理器、落料装置等部件组成。该输送装置通过上架体的拉杆吊装到车间顶层，通道一侧连接ZL45多元复合成型机上，另一侧连接YF17A的提升机，滤棒由提升机进入输送通道，其中输送通道由1/4圆弧型材和其上的链板组成，通过链板围绕型材移动，带动滤棒的输送。在滤棒输送过程中，由于离心力和惯性的作用，有些滤棒会出现倾斜，排列杂乱无序，这时两侧的整理棍转动可以清理无序滤棒，这些滤棒会从通道掉落到落料装置；落料装置有一排抽屉，可以接收脱落的滤棒，以便回收利用。通道两侧有无色透明观察窗，其与通道相隔适当距离，一方面也可以阻挡滤棒脱落到地面，另一方面也便于观察滤棒输送状态。

图2 滤棒输送装置

2.1 整理器

整理器整体采用圆柱式结构，其结构如图3所示，主要由焊接叉架、圆形玻璃管、轴承、六角螺母以及芯轴组成。焊接叉架通过螺钉固定在上架体上，芯轴上端铣有轴肩和螺纹，焊接叉架在六角螺母和轴肩夹持下固定连接，芯轴铣有扁身，便于工具夹持轴，拧紧六角螺母，芯轴安装的轴承由挡圈和压板固定，轴承与圆形玻璃管配合使整理器转动。

图3 整理器

其优点包括质量轻、体积小、稳定可靠以及与滤棒接触面积小。整理器不能自主转动，其运动主要通过输送的滤棒带动玻璃管。正常情况下，整理器与滤棒之间有一定距离，只有伸出通道的滤棒才会与整理器接触，同时整理器会将滤棒调整整齐。由于焊接可能出现导致整体出现变形和误差，所以整理器的位置在后期安装时需要调节位置，因此焊接叉架上的孔为长条孔，以便于调节螺钉的固定位置。

2.2 输送通道

输送通道是整个装置的核心部件，它决定了整个装置的输送性能。目前主流的输送形式有带式输送、链板输送、辊子输送。对输送形式的选择主要考虑以下几点，首先卷烟企业对卷烟输送要求越来越高，同等时间下，输送量大且能长距离输送的输送形式受到欢迎。链板输送能力大，最大输送能力可高达1000t/h，牵引构件强度高，可以较长距离输送，最大距离可达到1000m以上。其次，滤棒较细且表面光滑，在带式和辊子输送容易出现打滑以及滤棒脱落。最后，链板输送机线路布置灵活，能够实现较大的转弯角度以及较小的弯曲半径输送物料。综上考虑链板输送在滤棒输送相较另外两种有更多优点，因此输送通道使用链板输送。

输送通道主要由导轨和链板组成。导轨选用工业铝型材，其优点是质量轻、强度高，直段型材经过折弯成90°而成导轨。滤棒输送主要通过链板带动，而输送通道与提升机使用同一条链板，提升机的控制系统可驱动链板的运动，即滤棒在通道的输送主要靠提升机提供输送动力。

2.3 上架体

上架体由圆弧板、吊架、焊接螺母、螺柱、吊杆等组成，见图4，上架体相当于输送通道的骨架，对其他结构起支撑和依附作用。设计采用品字结构，圆弧板由2mm厚的薄板折弯90°，再焊接而成，下部较窄，保证安装的观察窗不凸出架体，提升整体的美观性和紧凑性。由于上架体比较薄，不便于螺钉和螺母固定连接，因此，在上架体内部装有焊接螺母。由于烟厂要求滤棒输送装置需要吊装在屋顶上，因此上架体内部有吊架和吊杆，装置在烟厂车间可吊装到屋顶。

2.4 落料装置

落料装置由支撑杆、螺柱、滑块、分隔板、抽屉、侧板等组成，见图5。下架体通过支撑杆与上架体连接，导轨内部安装滑块，落料装置与通道连接主要通过螺柱拧紧到导轨内滑块，落料装置内部放置多个分割板，分隔板两侧伸出侧板，两个分隔板之间放置抽屉，其主要作用是收集通道掉落的烟支，侧板由2mm薄板折弯而成。

图5 落料装置

3 控制系统

滤棒在弯道输送装置的输送主要通过运动的链板带动，因此控制系统主要控制链板的运动。在输送装置的结构上，提升机使用同一条链板，因此，提升机的控制系统能够控制输送装置运行，这样省去了输送装置的控制系统再设计步骤，节约了设计成本。提升机的控制系统稳定，抗干扰能力强，能够实时调节链板的运行速度。

4 结论

弯道输送装置可以使整个ZL45机组平稳运行，并在红河卷烟厂投入生产使用，实现了烟厂自动化、机械化生产，提高了生产效率；滤棒在弯道平稳有序输送，没有出现输送通道堵塞和滤棒错乱现象，能够更为科学地配送滤棒；整个机组在烟厂车间布局合理，能够节约空间；整个装置使用轻质材料，质量轻、安全性高、转载效率高、制造成本低，后期维护方便。

1-圆弧板；2-吊架；3-焊接螺母；4-螺柱；5-吊杆