煙支切割砂輪進給裝置改進

黃夏妮

（龍巖煙草工業有限責任公司 福建 龍巖 364000）

0 引言

隨著國內煙草行業日益發展壯大，為滿足市場對煙草行業快速發展的需要，煙草公司對提高煙草生產線的生產效率和降低其生產成本的期望也越來越高。研發現代化煙草機械是解決這些問題的重要考慮方向，這樣以來不但能夠大幅度提高生產效率，而且能夠縮短生產時間，降低生產成本，有利于提高我國煙草機械產品的整體競爭力，帶動一系列相關高新技術產業的發展。現代化煙草自動生產線是現代化煙草機械的核心組成部分，因此加強這部分的機構創新研究，對提高煙草生產線的生產效率及降低其生產成本有著非常重要的作用，亦是滿足目前國內煙草行業快速發展需求的有效解決辦法。

伴隨著各種煙草機械不斷更新，技術要求也越來越高，機構設計等相關技術日趨完善，機械智能化、機械自動化、機電一體化等相關產業開始走進了煙草行業的歷史大舞臺。煙支接裝機作為煙草機械的重要組成部分在生產過程中扮演著不可或缺的角色。由于煙支接裝機切刀轉速慢且切刀刃口磨削面光潔度低，切刀在切割煙支濾嘴時，容易出現煙支濾嘴切口毛邊、變形等質量問題。針對該問題，姜冬子等[1]、劉國平[2]采用硬質合金切刀和切刀膠后清潔裝置等方法，使煙支濾嘴切口質量得到改善，王永峰等[3]結合高略契金常數定理對接裝機最后切割和磨刀裝置進行研究，對最后切割和磨刀裝置進行了改進。 本文重點研究煙支切刀砂輪自動進給裝置特點和機構設計特點，并以此為切入點，借鑒其優秀的技術設計方法，結合國內煙草機械行業的現狀，對其進行機構改進和創新，使其能為我國的煙草機械行業的快速發展提供機構技術的支持和借鑒。

1 切煙及磨刀原理

圖1 原煙支切刀砂輪裝置結構示意圖

如圖1 所示，MAX1-8 接裝機煙支切刀磨刀砂輪進給裝置主要由底座、砂輪絲桿、導向鍵、法蘭盤等組成。磨刀砂輪安裝在絲桿上，絲桿安裝在底座的通孔上，在導向鍵的作用下可以上下移動。 外法蘭固定在底座上，內法蘭套外法蘭上，牙套安裝在內在法蘭上，一端用銷定位，一端與壓簧連接，通過壓簧壓力使牙套與絲桿的螺紋嚙合，形成絲桿螺母機構。 絲桿的上端還通過萬向接頭與抬桿連接。

為切斷煙支，卷煙機煙支切刀設計有刀頭、擺動支架、磨刀砂輪[4]等部件，磨刀砂輪結構見圖1。 刀頭是帶刀片的旋轉輪，用于切煙；磨刀砂輪用于磨削切刀片一側。機器運行時，磨刀砂輪每15 分鐘進給一次，對刀片進行修磨。 接到進給指令后，電磁閥控制氣缸動作，氣缸推動法蘭盤11 逆時針方向轉動30°，帶動內法蘭7 轉動30°，使牙套10繞絲桿3 逆時針方向轉動, 在彈簧5 的作用下, 絲桿3 向下移動0.17mm,完成一次進給動作。

當砂輪進給到極限位置時，需要將絲桿回到上部位置，然后更換新刀片。 此時，只要將抬桿14 向下壓，在支架13 的作用下，絲桿3 受到向上的拉力， 克服彈簧9 的壓力脫離牙套10 的嚙合， 回到上部位置。

采用砂輪，在繞磨刀砂輪旋轉軸線的旋轉過程中磨削刀片，而且在磨刀時砂輪運動方向與刀片運動方向一致，利用兩者速度差進行磨削刀片磨削并切割煙支后，刀片將會進給微小距離，在下一轉中繼續磨削。

2 砂輪裝置存在問題

為保證煙草機械在運行過程中的高速、高自動化、高可靠性以及生產線上的和成品的高質量。 這就要求根據產品功能要求，應用科學知識對機器的作用、原理和結構進行初步構思，同時考慮實際運行工況對機器功能和周圍環境的影響及可能發生的失效，應用機械強度和振動、摩擦學、腐蝕、可靠性、流體理論、熱工學等科學知識，來調整原來的構思，制定切實可行的設計方案，另外還要綜合應用工業美學、材料、制造工藝知識來確定用材、加工方法及外觀形狀。這樣來保證煙草機械優質、高效、經濟、安全、可靠。

在接裝機切刀砂輪結構中， 由于絲桿螺紋段與內法蘭之間不密封，設備運行過程中煙末、煙灰會隨著絲桿轉動進入安裝有牙套的空腔中，當空腔內空間被煙末堆滿后，會消除彈簧的壓力，使絲桿與牙套產生嚙合不良，容易造成以下問題：

1）砂輪不進給：砂輪不進給會使刀片磨削不鋒利，影響切割質量；

2）進給失控：砂輪進給失控，瞬間進給量大會使刀片出現缺口或打壞，不僅影響設備效率和備件消耗，還對操作工的操作安全造成威脅為解決原切刀砂輪進給裝置存在故障率高的缺陷，提高該裝置的工作可靠性和設備運行效率，降低維護保養時間和備件消耗，設計出新型切刀砂輪進給裝置。 新裝置增加絲桿密封罩，使絲桿螺母機構長期處于密封潤滑狀態，徹底解決原機構存在的問題。

3 改進方法及工作原理

將煙支切刀砂輪裝置絲桿回位方式由向上拉起絲桿的方式改成從下往上抬起絲桿，同時縮短絲桿長度，制作一個金屬密封罩固定在轉盤上，使絲桿和牙套嚙合空間處于密封狀態，并增加油脂對絲桿進行潤滑。

如圖2 所示，新型切刀砂輪裝置由底座、砂輪、絲桿導向平鍵、銷釘、萬向接頭、支撐塊、抬桿、彈簧、外法蘭、內法蘭、轉盤、彈簧、牙套、法蘭盤等組成。磨刀砂輪安裝在絲桿上，絲桿安裝在底座的通孔上，在導向鍵的作用下可以上下移動。 外法蘭固定在底座上，內法蘭套外法蘭上，牙套安裝在內在法蘭上，一端用銷定位，一端與壓簧連接，通過壓簧壓力使牙套與絲桿的螺紋嚙合，形成絲桿螺母機構。 密封罩安裝轉盤上，隨轉盤轉動。抬桿的前端通過銷釘與砂輪座連接，中間段通過接頭與支撐塊連接。

機器運行時，磨刀砂輪每15 分鐘進給一次，對刀片進行修磨。 接到進給指令后，電磁閥控制氣缸動作，氣缸推動法蘭盤逆時針方向轉動30°，帶動內法蘭轉動30°，使牙套繞絲桿逆時針方向轉動,在彈簧的作用下,絲桿向下移動0.17mm,完成一次進給動作。

當砂輪進給到極限位置時，需要將絲桿回到上部位置，然后更換新刀片。 此時，只要將抬桿向下壓，在支撐架的作用下，銷釘使絲桿受到向上的推力，克服彈簧的壓力，絲桿脫離牙套的嚙合，回到上部位置。

圖2 新煙支切刀砂輪裝置結構示意圖

改進方案具體操作過程：

1）拆下MAX1-8 煙支切刀裝置

2）拆下內、外法蘭盤，取下絲桿

3）在底座右側邊開兩個M6 的螺紋，裝上支撐塊

4）將改短的進給絲桿裝到內法蘭盤上，并裝好牙套、密封罩

5）將組裝好的絲桿、內、外法蘭盤裝到底座上

6）裝上砂輪座、砂輪

7）將抬桿前端用銷釘與砂輪座連接，中間段用接頭與支撐塊連接

改進效果：

1）該改進徹底解決MAX1-8 接裝機煙支切刀砂輪裝置因絲桿嚙合不良造成的砂輪進給不可靠故障，提高煙支切割效果，降低故障率。

2）該改進結構簡單、實用，故障率低，安裝簡便，可以在MAX 系列接裝機上安裝推廣

4 結語

通過對磨刀裝置的改進，提高切刀磨削面光潔度，避免因切刀刃口不平而影響煙支濾嘴的切口質量。 應用效果表明，改進后機組運行可靠，切刀轉速提高，減小了切刀切割力，煙支濾嘴切口毛邊、變形等問題大幅下降，提高了煙支濾嘴切口質量，滿足了生產工藝要求。

［1］姜冬子，孫東亮，楊健榮，等.YJ212 接裝機最后分切鼓輪切割機構的改進[J].煙草科技，2011（9）：24- 24.

［2］劉國平.AF 12 濾嘴接裝機濾棒分切形式轉換的設計研究[J].煙草科技，2010（8）：22-25.

［3］王永峰，付向春，劉玉軍，李偉，黃銘.PROTOS 卷接機組最后切割和磨刀裝置的改進[J].設備與儀器，2012（7）：29－31.

［4］肖弦，廖衛東.基于Top-down 思想的切割裝置設計[J].機電產品開發與創新，2002(3)：10-11.