KDF2濾棒成型機組紙盤架裝置的改進

韓紅彬

中煙機械技術中心有限責任公司，上海市浦東新區金海路1000號201206

KDF2濾棒成型機組是德國HAUNI公司20世紀70年代產品，國內于1987年引進了該項技術。該機組具有性能穩定、經久耐用等特點，目前仍是國內生產醋纖濾棒的主流設備［1］。由于受設計年代技術水平的限制，機組存在著結構復雜、自動化程度低、操作維護不便等問題。其中KDF2紙盤架裝置采用螺母鎖緊方式對紙盤進行固定，更換紙盤不方便，紙盤安裝定位也不夠精確。新開發的KDF4等成型機組普遍采用氣動控制連桿方式對紙盤進行固定［2］，自動化程度高，操作簡便，回轉盤回轉定位準確，盤紙運行平穩可靠。但由于KDF2機座結構的原因，無法直接采用新技術對其進行改進。為此在不改變機座結構的前提下，將氣缸與紙盤架設計成一體，通過自動鎖緊和釋放紙盤，以解決更換紙盤過程中存在的問題。

1 存在問題

KDF2濾棒成型機組上使用的紙盤架裝置見圖1。軸（10）安裝固定在回轉盤（1）上，紙盤座（2）繞軸（10）旋轉，采用襯套（8）和滾花螺母（9）軸向定位，紙盤圈（4）固定在紙盤座（2）上。當需要更換紙盤時，整個裝置隨回轉盤（1）一起旋轉180°，旋下螺母（7），取下紙盤圈（6）后，換上新紙盤（5）到紙盤圈（4）上，然后再裝上紙盤圈（6）并旋上螺母（7），利用紙盤圈（6）上的圓錐面鎖緊紙盤使之定位并固定［3］。

圖1 改進前KDF2濾棒成型機組紙盤架結構圖

但該紙盤架裝置存在以下不足：①更換紙盤不方便。每次換紙都需要旋下、旋上螺母和紙盤圈；②紙盤定位不精確。紙圈盤經常在螺紋面上拆卸，容易發生磨損并與紙盤座之間形成間隙，同時紙圈盤圓錐面與紙盤為線接觸，在擰緊螺母時容易使紙盤偏心和傾斜；③回轉盤無準確的定位裝置。當從紙盤外側引紙時，由于力臂較大，容易拉動回轉盤轉動，不利于設備正常運轉。而從紙盤外側引紙，可以使成型紙的正面正好包裹在濾棒的外側，減少濾棒表面塵埃。

2 改進方法

2.1 設計方案

KDF4濾棒成型機組和PROTOS系列卷接機組均采用氣動控制式紙盤架結構，見圖2。釋放鎖緊裝置的氣缸（3）安裝在紙盤架裝置的固定盤（2）上，當機器發出更換盤紙指令后，氣缸（3）推動回轉盤上的紙盤架鎖緊裝置釋放紙盤，取下舊紙盤并裝上新紙盤后，按下鎖緊按鈕，氣缸（3）縮回，鎖緊裝置自動定位并固定紙盤［4］。KDF2的紙盤架直接安裝在右機座前立面上，沒有固定盤結構，因此無法直接借用KDF4的結構。即使將機座重新加工再安裝固定盤，由于機座內緊靠前立面安裝有負壓風機和潤滑系統等部件，會與其發生位置干涉。

圖2 KDF4濾棒成型機組和PROTOS系列卷接機組紙盤架結構圖

KDF2成型紙的中心線到機座立面的距離與KDF4和PROTOS系列卷接機組一樣都是80 mm，由于KDF4和PROTOS系列卷接機組的固定盤凹入機座內，若不改變KDF2機座的結構，將氣缸直接安裝在KDF2機座上，紙盤架與機座的距離變大，紙盤的安裝位置也會發生改變。為此將氣缸與鎖緊裝置設計成一體［5］，既能滿足鎖緊和釋放紙盤的要求，又能保證紙盤與機座的位置要求。

2.2 紙盤架裝置的改進

2.2.1 紙盤架結構

改進后紙盤架將氣缸固定在回轉盤上，紙盤座通過軸承安裝在氣缸的伸出端，同時將活塞軸和頂塊分開并通過軸承連接，使氣缸活塞只做往復運動，不隨紙盤旋轉，保證了活塞的密封性，延長了使用壽命［6］。如圖3所示，缸體（6）安裝在回轉盤（1）上固定不轉，端蓋（2）與活塞（5）在缸體內形成密閉空間，軸（3）上設計有通氣孔，保持活塞右端與外界連通。當需要更換紙盤時，操作進氣按鈕開啟高壓空氣從管接頭（7）進入氣缸內，使活塞右移推動軸（3）和頂塊（14），最終拉動鎖鉤（11）內縮，釋放對紙盤（10）的定位和鎖緊。更換新紙盤后，關閉高壓空氣，扭簧（12）和彈簧（4）的作用使鎖鉤外伸并鎖緊紙盤，換紙完成。

2.2.2 氣缸組件

改進后紙盤架配氣系統見圖4。密封板（3）安裝在固定板（2）的凹臺內，厚度大于凹臺深度，其中心孔與管接頭（1）相通。回轉盤（6）上安裝兩個連接塊（4），碟形彈簧（5）使連接塊壓緊密封板，連接塊內的螺紋孔安裝管接頭，通過氣管與圖3中的管接頭（7）相連，構成整個配氣系統。

圖4 配氣系統結構圖

圖4中2個連接塊（4）與1個密封板（3）的輪換配合是配氣系統的關鍵部位。實際生產中，密封板采用耐磨、耐腐蝕的鑄造銅合金ZCuSn10Pb1制成，連接塊采用耐磨的合金結構鋼38CrMoAl并進行淬硬處理，可有效減小表面磨損，保持接觸面密封。為保證每次回轉盤轉動后密封板與連接塊的通氣孔對正，保障氣路暢通，設計了回轉盤定位裝置。如圖5所示，氣缸體（3）安裝到固定板（7）上，回轉盤（4）上對稱安裝兩個定位套（6）。當回轉盤需要轉動時，高壓空氣從管接頭（8）進入氣缸推動活塞（5）向左運動，活塞離開定位套后回轉盤轉動180°，當傳感器檢測到回轉盤到位后關閉高壓空氣，彈簧（2）推動活塞桿進入定位套使回轉盤固定。

圖5 回轉盤定位裝置圖

3 使用效果

KDF2濾棒成型機組紙盤架裝置的改進，在不改變機座結構的前提下，將氣缸與紙盤架設計成一體，并將活塞軸與頂塊分離，使氣缸活塞不隨紙盤旋轉，保證了氣缸活塞的密封性，延長了使用壽命。實際操作簡單易行，只需對原回轉盤進行改進，安裝上新的紙盤架和回轉盤定位裝置即可。紙盤架裝置改進后，更換紙盤方便，紙盤定位準確，避免了紙盤的偏心和傾斜，生產過程運行平穩可靠。增加的回轉盤定位裝置保證了回轉盤轉動后定位準確可靠，滿足了從紙盤外側引紙的需要。

［1］劉春林.ZL22濾棒成型機組成型槍冷卻系統的改造［J］.煙草科技，2007（3）：29-30.

［2］德國Hauni公司.KDF4濾棒成型機使用說明書［G］.2004.

［3］德國Hauni公司.KDF2濾棒成型機使用說明書［G］.1989.

［4］《YJ17-YJ27卷接機組》編寫組.YJ17-YJ27卷接機組［M］.北京：科學技術出版社，2001.

［5］成大先.機械設計手冊［M］.北京：高等教育出版社，2006.

［6］陳超，李卓軍.PROTOS 70卷接機組進刀裝置的改進［J］.煙草科技，2008（8）：31-32.