SD5切丝机下铜排链的磨损问题及改进

姜鹏

（江苏中烟工业有限责任公司淮阴卷烟厂，江苏 淮安 223002）

SD5系列切丝机由意大利Garbuio-Dickinson公司设计研发的一款高速切丝机，具有切丝角度增大，切丝更利落，减少造碎、刀辊转速低，切丝刀片磨损小，寿命长、切丝能力范围大、刀门间隙不变和自动调整切丝宽度等多方面的优点。该型切丝机采用柔性切丝的理念，适用于高含水率片烟的切丝加工，能够对含水率在18%～28%的片烟进行切丝加工，而且烟丝长度可以控制。由于具有多方面的优点，SD5系列切丝机在国内卷烟生产厂家获得了越来越多的应用。在生产实践过程中发现，其下铜排链会出现异常磨损的问题，增加了使用成本，为了延长下铜排链的使用寿命，本文基于其磨损原因，制定了改进方案。

1 SD5切丝机简介

SD5切丝机的结构如图1中所示。

图1 SD5切丝机结构示意图

SD5切丝机的运行流程如下：将待切丝的烟叶输送到振动小车，在小车的作用下烟叶会被输送到上、下铜排链和机架形成的通道内。在电机的驱动作用下，上下铜排链同步运动，将烟叶输送到刀门。上下铜排链和气缸共同作用，将烟叶压实，在刀门处刀辊对烟叶进行切割，刀辊上共安装有10把刀，同时对烟叶进行切割。烟叶被切成烟丝以后，由出料振槽输送到下面设备。在维修模式下，机头能够向外平移，从而方便维修。

2 下铜排链部件结构

下铜排链部件结构如图2中所示。

图2 下铜排链部件结构示意图

从图2可以看出，下铜排链各部分关系如下：上托条支撑下铜排链的背面，下托条支撑下铜排链的下垂段，托条均固定在机架上。下铜排链的运转通过主动链辊带动，主动链辊由电机减速器驱动。

3 SD5切丝机下铜排链的磨损问题及改进措施

3.1 SD5切丝机下铜排链的磨损情况

某工厂的SD5切丝机在运行超过1000h以后，对设备进行维护，对铜排链进行了清洗，清洗过程中发现下铜排链的背面有3道比较深的磨损痕迹，在对上铜排链进行检查时并没有发现异常磨损。通过对下铜排链进行检查发现，下铜排链的磨损痕迹和左、中、右上托条的位置相对应。通过对下铜排链的磨损痕迹进行发现，左中右下铜排链的磨损量为2.65mm、3.53mm和3.12mm。

通过对SD5切丝机同排链的结构进行检查，其采用的是穿销式排链，采用销轴来进行各节铜排链来铰接，然后再用封头螺丝对销轴两端进行固定，防止销轴来脱出。通过测量和计算，切丝机链节背面磨损处和销轴孔的距离最小分别为1.46mm和1.43mm，通过对磨损速度进行计算，SD5切丝机再运行1000h以后，就会磨损到销轴位置，一旦磨损到了销轴位置处，就会对链接转动的灵活性造成影响，从而导致铜排链不能够再使用，必须更换。通过对同类型设备进行研究，下铜排链的使用寿命通常要超过4000h。基于这种情况，需要对下铜排链的磨损原因进行深入分析，从而采取措施进行改进，提高下铜排链的使用寿命，减少切丝机的运行成本。

3.2 磨损原因分析

通过对下铜排链的磨损情况进行全面检查、测量和分析，发现下铜排链磨损的位置和形状和上托条一致，因此，可以确定下铜排链的磨损是由于其和上托条之间的摩擦而导致的。通过对SD5切丝机运行模式进行分析，在正常生产模式下，上刀门、上排链以及刀门气缸共同作用于烟叶，从而给烟叶施加压力，由于力的相互作用，该压力也作用在下铜排链和托板、托条的摩擦面上，该压力越大，下铜排链和托板、托条之间的摩擦力也就越大。通过对下铜排链和上托条的材料性质进行分析，上托条是由钢材料制作的，相对由铜制作的铜排链，其质地相对较硬，因此在摩擦过程中，铜排链的磨损会更严重，加之两者之间的接触面积比较小，因此给下铜排链造成了严重的磨损。

3.3 改进方案分析对比

为了解决下铜排链磨损问题，基于磨损原因，设计了以下几种改进方案。

（1）减小刀门气缸压力。SD5切丝机刀门气缸压力是可以调节的，调整刀门气缸电控比例减压阀的压力可减小刀气缸的压力，从而使下铜排链和上托条之间的摩擦力也随之减小，从而降低下铜排链的磨损。此方案存在的问题是，若调小压力会影响烟叶的压实效果，可能会增加切丝跑片的概率，进而对切丝质量造成不利的影响。

（2）改变上托条的材质。上托条材料较硬是造成下铜排链磨损的重要因素，通过采用质地较软的材料来替代较硬的钢材，可以有效地降低铜排链的磨损。

（3）改变上托条的结构形状。上托条和下铜排链接触面积较小是造成下铜排链磨损较为严重的重要因素，为了解决此问题，可以通过改变上托条的结构形状，增加其和下铜排链的接触面积。具体的方式是，将上托条改为板状，从而使其和铜排链的接触面积增加，使其在铜排链整个宽度方面上均匀磨损，防止出现局部磨损较为严重的问题。

（4）改变上托条的材质和形状。通过改变上托条的形状和材质，一方面降低磨损的严重程度，另一方面可以使磨损更加均匀，这样可以延长下铜排链的使用寿命。

3.4 改进方案确定

通过综合考虑4种改进方案，认为同时改变上托条的材质和形状方案效果最好，而且不会对烟叶切丝质量造成影响，同时对该方案的可行性进行分析，认为该方案的技术难度不大，在现有条件下是能够实现的，因此选择其作为改进方案。选择质地较软的材料作为上托条材料，同时改进上托条形状，能够降低下铜排链的磨损，同时使磨损均匀，有利于延长下铜排链的使用寿命。从经济层面上考虑，托板的价格较低，下铜排链较高，通过更换价格较低的托板，避免更换价格更高的下铜排链，可以有效的节约SD5切丝机的维护成本。

3.5 改进方案总体要求

在设计具体的改进方案时，应满足以下几方面要求：

不影响工艺质量。所采取的改进方案，不能够影响SD5切丝机的切丝工艺质量，要保证不出现产品质量问题。

改造方案要尽可能简单，拆卸方便，具有良好的维修性。通过对磨损情况全面分析，刀门出口方向磨损较多，因此，在设计时，将托板设计为前后两块，通过这样的设计，能够单独更换磨损较为严重的前部，从而减少更换托板的费用。

在改进方案应用以后，不能够对设备的运行稳定性造成影响，避免出现新的问题，保证设备稳定运行。

3.6 上托板的设计制作

在确定改进方案以后，对上拖板进行设计和制作。

3.6.1 上托板材料的选择

根据设计方案，要选择材料较软的材料制作上托板。通过对SDS切丝机所采用的材料进行分析，该设备的两侧衬板、上排链衬板和下排链前托板等位置，都大量采用了耐磨塑料板。耐磨塑料板作为合成高分子材料，在各行各业都有广泛应用，可以应用于食品加工，在安全性方面满足要求。同时，由于耐磨塑料板的应用广泛，已经形成了系列化的规格和厚度，因此采购和加工都比较方便，此材料质地较软，可以满足实际使用要求。综合考虑上述因素。最终选择耐磨塑料板来作为上托板材料，进行上托板的制作。

3.6.2 上托板的规格形状设计

根据改进方案的总体要求，在设计上托板的形状时，要综合考虑到加工的难以程度和维修便利性等方面的要求。通过对下铜排链的磨损情况进行分析，接近主动辊的前半部分磨损较为严重，而后半部分磨损相对较小，因此，为了降低更换上托板的成本，将上托板设计为前后两部分。在实际使用中，当磨损达到一定程度，可以分别进行更换。为了尽可能地使下铜排链的磨损均匀，进行上托板的设计时，可以参照前托板来进行。同时，在SD5切丝机切丝过程中，会有部分烟沫和粉尘穿过铜排链铰接处的缝隙落到托板上，为了防止托板上积留烟沫和粉尘，同时方便对排链内部进行清洁，在托板上设置若干的工艺孔。

3.6.3 托板尺寸确定

在确定托板的结构形式后，需要确定托板尺寸，根据元托条的尺寸，绘制托板的结构图。所设计的上托板工两块，分别时上托板1和上托板2。在托板中部，设计有数个长槽，通过其可以方便烟沫和粉尘下落，也有利于进行卫生清洁，上托板用螺钉固定在托条机架上。

3.7 改进后效果分析

根据上述方案设计制作了上托板1和上托板2，并且进行了更换，同时更换了下铜排链。在完成维护和调试以后，SD5切丝机正常运行，对其进行了跟踪检查，设备运行1000h以后，对下铜排链的磨损情况进行检查，磨损较小切均匀，达到了改进效果。在改进后，下铜排链可以达到使用寿命，可以减少每年下铜排链费用10万余元，去除更换上托板的成本，可以节约费用5万余元。

4 结语

SD5切丝机在运行过程中，存在下铜排链磨损严重问题，使下铜排链的使用寿命只有正常的一半。本文通过对下铜排链的磨损原因进行分析，制定了改变上托条的材质和形状的改进方案，并设计制作了上托板1和上托板2代替了上托条。通过实践验证，改进以后下铜排链可以达到使用寿命，有效地降低了下铜排链的成本，同时不会对工艺质量造成影响。