卷煙盤紙自動取穿裝置的設計與應用

段群超

（許昌煙草機械有限責任公司，許昌 461000）

卷煙盤紙自動取穿裝置的設計與應用

段群超

（許昌煙草機械有限責任公司，許昌 461000）

盤紙自動取穿裝置基于機械、氣動技術的巧妙結合，對盤紙封口的領邊進行自動捕捉并撕開封口，然后沿著既定的路徑穿過各個過紙輥。應用效果表明，該裝置成功替代了人工手動啟封、穿紙的傳統工作模式，自動啟封、穿紙動作穩定、可靠。解決了人工頻繁啟封、穿紙的工作，有效降低了操作人員的勞動強度，提高了設備的自動化程度。

YF71型卷煙盤紙自動更換機取穿裝置自動啟封穿紙

YF71型盤紙自動更換機的主要作用是為了給單槍和雙槍機器全自動提供卷煙紙、水松紙、濾棒紙而設計制造的［3］，該設備既可以與卷煙機、接裝機對接［2］，也可以與濾棒成型機對接。卷煙盤紙自動取穿裝置是該機上的一個重要功能部件。目前，國內外煙機的技術發展日趨先進，煙機生產速度和自動化程度越來越高，常用的單槍式卷接機組的生產速度為7000支/分、8000支/分、10000支/分和12000支/分；而雙槍式卷接機組已經進入市場，其生產速度為14000支/分、16000支/分，生產速度最高的已經達到20000支/分。受卷接設備結構空間的限制，每盤卷煙紙的長度大約為5000m、每盤水松紙的長度大約為2500m，在煙支長度為64mm、生產速度 10000支/分的生產情況下，每隔7.8分鐘需要更換一次盤紙、每隔18.5分鐘需要更換一次水松紙，隨著卷接設備生產速度的升高，其輔料的用量也越來越大，盤紙更換時間越來越短，手工啟封盤紙、穿紙動作頻繁，人工勞動強度越來越大。根據卷煙企業的生產需求，實現盤紙自動啟封、自動穿紙功能，可代替人工手動操作，從而提高了設備的自動化程度，降低了操作人員的勞動強度。

1　取紙機構

取紙器組成主要包括啟封刀、帶膠套的壓紙桿、前后支撐架、左旋扭簧、扭簧調節盤、緩沖轉軸和雙聯微型氣缸等。取紙器主要作用是完成對盤紙的自動啟封。如圖1所示，在盤紙取穿裝置旋轉到取紙位后，隨著紙盤軸傳動裝置的驅動，進而驅動著未開封盤紙繞紙盤軸旋轉，旋轉一定角度后，盤紙領邊即可進入啟封刀口內，此時分布于啟封刀口的負壓即可吸附盤紙領邊于啟封刀口上，同時負壓傳感器發出信號，通過電控系統控制電磁閥動作，雙聯氣缸頂出，使得固定于雙聯氣缸上的壓紙桿壓緊紙頭領邊于取紙刀口凹槽內。考慮到取紙擺臂的旋轉慣性和電控的反應周期，啟封刀在觸到盤紙外圓及封口時由于受力需要很少的緩沖轉動讓位，因此在此設了扭簧調節盤、左旋扭簧和緩沖轉軸，扭簧調節盤可調整扭簧的預緊力，以滿足取紙器的柔性讓位，同時保證啟封刀背面在扭簧預緊力的作用下緊靠在盤紙外圓上。其結構如圖2所示。

圖1

2　穿紙機構

穿紙裝置的主要作用是卡緊啟封后的盤紙領邊，穿繞各個過紙輥，把盤紙領邊牽引到加速輥上，以備盤紙拼接更換使用［4-5］。如圖3所示，卡緊器1卡緊盤紙領邊，在電機的驅動下沿穿紙運行軌跡2把盤紙送到加速輥8附近，夾緊器1松開盤紙領邊，然后在廢紙收集器7上的負壓及壓紙輥9作用下把盤紙領邊壓緊到加速輥8上，加速輥8在電機驅動下逆時針轉動，依靠壓紙輥9與加速輥8之間產生的摩擦力把盤紙源源不斷地送到廢紙收集器，以便對拼接加速產生的盤紙進行集中處理。

圖2

3　關鍵技術實現

盤紙自動取穿裝置的關鍵技術是實現適用于任何形式的盤紙啟封，且不受盤紙紙頭封口形式的限制，也就是說，取紙機構的結構設計是該裝置的技術關鍵。其結構如圖4所示，該機構采用機械、氣動技術相結合［1］。擺動式啟封刀6及壓紙桿8安裝在擺臂一端，擺臂另一端安裝在旋轉軸上，旋轉軸與驅動電機相連，以便在驅動電機帶動下，使旋轉軸轉動后，帶動取紙擺臂擺動位移，實現盤紙啟封的同時將盤紙拉出，并沿既定路線軌跡，繞過各個過紙輥完成穿紙功能。壓紙桿8安裝在氣缸7上，壓紙桿8依靠氣缸7伸縮而水平移動，以實現壓紙桿8壓住盤紙領邊3。啟封刀6上設置有負壓吸氣孔5和凹槽4，吸氣孔5沿盤紙寬度方向設置，其大小、數量可根據盤紙類型和寬度做相應調整，以便更好地吸附盤紙領邊3，凹槽4增加壓紙桿8與盤紙領邊3的接觸面積和摩擦力。吹氣桿9固定安裝在與啟封刀6上的吸氣孔5相對的位置，使其上的吹氣口2與啟封刀上的吸氣孔5相對，以便形成導流氣區域。吹氣口2與吹氣桿9上的氣流通道連通，氣流通道通過連接管與氣源相連，形成正壓通道向外吹氣，以展平折疊、翹邊的盤紙領邊，以便盤紙領邊 3吸附于啟封刀6上，通過壓紙桿8使盤紙領邊3與啟封刀6一起擺動位移，從而將盤紙拉出完成盤紙的啟封。

4　應用效果

該方案可在負壓式啟封刀和吹氣桿之間形成一個導氣式氣流區域帶，用于展開折卷的盤紙領邊，避免了因盤紙領邊折卷而出現失敗。啟封刀主動完成了盤紙領邊的吸附、啟封及穿紙功能，提高了自動啟封的穩定性、可靠性，整體結構簡單，便于安裝、調試和維護，工作效率高，啟封準確，且不受盤紙封口方式的限制，適宜于任何形式的盤紙，替代了人工手動操作，降低了勞動強度和人工成本，提高了產品的自動化程度，提高了卷煙企業現場管理水平。

［1］成大先.機械設計手冊［M］.北京：化學工業出版社，1993.

［2］許昌煙草機械有限責任公司.YJ19-YJ29卷接機組培訓教材［G］.1997.

［3］德國HAUNI公司.BOB-ME使用說明書［G］.2010.

［4］孫貴梅，吳改玲.YJ19A卷煙機新型換紙器的設計與應用［J］煙草科技.2003（7）：16-17

The Design and Application of Cigarette Paper Bobbin Taking and Wearing Device

DUAN Qunchao
（XuchangTobaccoMachineryCo.，Ltd.Xuchang，461000，Henan，China）

In high-speed cigarette making combination and filter rod making combination，the replacement period of paper bobbins is very short and the paper bobbins have to be unsealed and worn frequently，which cost increasingly high labor intensity.To solve this problem，we researched and developed the automatic paper-bobbin taking and wearing device.Through the ingenious combinationof mechanics and pneumatics technology，it automatically catches and pulls apart the seal of the paper collar and wears it into each paper roller through the fixed path.The application results proves that the device successfully replaces the traditional labor working of unsealing and wearing the paper bobbins，and unseals and wears the paper bobbins stably andreliably，whichresolvesthemanualproblems，decreases labor intensity and improves the machine’s automation level.

YF71cigarette paper bobbin automatic changer；taking and wearing device，automatically unseal and wear