關于ZJ17卷煙機冷卻系統(tǒng)分析

摘 要：目前國內大部分卷煙廠所采用的卷煙機為ZJ17型，該卷煙機在上世紀90年代開始使用，由常德煙機公司以德國HAUNI公司的PROTOS70為基礎改進生產(chǎn)。該型號卷煙機生產(chǎn)效率高，達到7000支/分鐘，且產(chǎn)品質量較為穩(wěn)定。但該款卷煙機也存在噪音大、煙支重量標偏較大、冷卻系統(tǒng)不完善等缺點。文章將針對冷卻系統(tǒng)方面的問題加以研究，分析ZJ17卷煙機組冷卻系統(tǒng)所存在的問題及出現(xiàn)問題的原因等，并探究其解決辦法。

關鍵詞：ZJ17型卷煙機；冷卻系統(tǒng)；冷卻風；風力

前言

作為國際上較為先進的卷煙機組，由于生產(chǎn)效率高、產(chǎn)品質量穩(wěn)定等優(yōu)點，ZJ17卷煙機在國內各大卷煙廠被廣泛使用，其不僅提高了生產(chǎn)效率，也大大提高了國內香煙產(chǎn)品的質量。但是該卷煙機型在使用過程中也出現(xiàn)了種種方面的問題，其中冷卻降溫方面的問題對于生產(chǎn)的安全高效至關重要，應該引起特別注意。

1 對ZJ17卷煙機冷卻系統(tǒng)研究分析的必要性

對于任何一個帶有能量消耗的機器產(chǎn)品，都必須具有降溫能力以確保機器正常工作。對于能量消耗較高的機械，專門的冷卻系統(tǒng)是不可或缺的。否則機器過高的溫度會對生命財產(chǎn)安全和生產(chǎn)活動帶來巨大隱患。對于卷煙機而言，由于原料及產(chǎn)品的特殊性，冷卻系統(tǒng)降溫能力不足，不僅影響生產(chǎn)效率，還會因溫度過高損壞機器零件或者縮短使用壽命，甚至會引發(fā)火災等危害。除了增加生產(chǎn)成本，還對生命財產(chǎn)和生產(chǎn)活動帶來了巨大的威脅。

此外，ZJ17型卷煙機的機械部分與電路部分結合程度很高，熱量容易集中，對溫度的把握稍有不慎就很容易引起部分零件溫度過高，影響正常生產(chǎn)。因此，對ZJ17卷煙機冷卻系統(tǒng)方面的研究是必要的。

2 ZJ17卷煙機冷卻系統(tǒng)的工作原理與存在的問題

2.1 冷卻系統(tǒng)工作原理

ZJ17卷煙機是通過風冷來散熱降溫的，設有專門的冷卻系統(tǒng)。該系統(tǒng)由冷卻風機提供風源，通過送風管路為主電機、電路控制系統(tǒng)、電器柜、煙床槍、煙槍布帶等容易產(chǎn)生熱量的部位提供冷卻風，帶走熱量實現(xiàn)降溫目的。主電機輸電運行后，冷卻風機隨即開始運行提供風源。冷卻風機置于機體內部，外部加裝帶有過濾網(wǎng)的防護門，且設有風壓檢測裝置，以監(jiān)測冷卻風壓力。

2.2 目前冷卻系統(tǒng)存在的問題

（1）冷卻風壓力不足，風力較弱。由于冷卻氣流從風機輸送至煙床槍等部位需要一定行程，冷卻氣流到達時壓力較低，風力較弱，不能達到很好的降溫效果。造成主電機等熱量集中部位溫度過高，卷煙機工作出現(xiàn)異常甚至燒毀零件。（2）冷卻風機功率下降，不能提供足夠風量。在實際生產(chǎn)過程中發(fā)現(xiàn)，新機器剛投入生產(chǎn)時，冷卻風機所提供風量還足以使機器在一定時間內維持在一定的溫度范圍內。但在使用一定期限以后，發(fā)現(xiàn)冷卻系統(tǒng)整體風量愈漸不足。實際檢測發(fā)現(xiàn)，不僅在冷卻終端處風力較弱，即使在冷卻風風源處即冷卻風機附近的風力也不如機器剛投入使用時的風力。例如一臺使用了2年的ZJ17卷煙機，如果保養(yǎng)維護不當，正常工作2個小時以后局部溫度便會達到80攝氏度左右，而人為增加冷卻風機功率后，溫度有明顯的下降。由此可見，造成溫度升高的主要原因就是冷卻風機功率不足。（3）風壓檢測裝置不能及時響應。當風力不足以帶走足夠熱量并將溫度維持在合理范圍時，風壓檢測裝置并沒有及時響應，冷卻風機依然在按照正常情況運行，而溫度卻在逐漸上升，最終局部溫度過高，造成卷煙機死機或者出現(xiàn)故障。

3 冷卻系統(tǒng)出現(xiàn)以上問題的原因

實際生產(chǎn)經(jīng)驗表明，ZJ17卷煙機的冷卻系統(tǒng)出現(xiàn)的最主要問題是風力不足。這里的“風力不足”包括兩方面，一是冷卻終端處的風力不足，二是風源即冷卻風機的風力不足。風力不足再加上風壓檢測裝置的響應不佳，致使部分零件的溫度逐步上升。

通過對卷煙機的拆解維修發(fā)現(xiàn)，存在降溫能力不足問題的卷煙機，其冷卻風機的扇葉上積聚了很多灰塵與雜物。輸送冷卻風的管路內壁也積有灰塵，使輸送管路實際有效半徑減小，削弱了輸送風流的能力。冷卻風機葉輪上所積聚的灰塵會降低風機的功率，送風管路內壁上的灰塵又將本就不足的風流又削弱一部分，使冷卻系統(tǒng)的風力整體下降。反過來，風力的下降又更容易使灰塵積聚，從而造成惡性循環(huán)，冷卻系統(tǒng)的降溫能力越來越弱。將這些部位的灰塵清理干凈后，冷卻系統(tǒng)的降溫能力明顯提升，用手即可明顯感覺到清理前后風力大小的差距。

通過觀察風機扇葉上的灰塵，發(fā)現(xiàn)冷卻系統(tǒng)的灰塵主要來自煙土，卷煙機在工作過程中其周圍環(huán)境懸浮著很多來自煙土的粉塵雜質，在冷卻風機工作時被吸入冷卻系統(tǒng)并積聚下來。至于風壓檢測裝置不能對風力減弱、溫度升高做出及時響應，是由于其安裝位置欠佳或者安裝數(shù)量較少。ZJ17冷卻系統(tǒng)的風壓檢測裝置安裝在冷卻風機附近，由于風流在輸送過程中壓力會下降，風機處風壓要大于冷卻終端，這樣即使壓力傳感器所感應的風壓正常，也僅是風源處的壓力，冷卻終端的壓力大小卻監(jiān)測不到，長時間的風壓不足便使熱量累積，溫度上升。

4 針對以上原因探究其解決措施

4.1 合理增加冷卻風機功率

冷卻風機是冷卻系統(tǒng)的心臟，為整個系統(tǒng)提供冷卻風。所以提高冷卻風機的功率能提高冷卻系統(tǒng)整體的風力水平。這里所說的“提高”，并不單純的只是增大，而是指冷卻風機能夠根據(jù)風壓和溫度的變化來動態(tài)地調節(jié)功率大小。需要強調的是，風機功率的動態(tài)調節(jié)不是單獨根據(jù)風壓或溫度，而是將兩者結合，共同調節(jié)，這樣可以避免單一監(jiān)測的片面性。具體動態(tài)調節(jié)方式如表1。

4.2 改善冷卻風機葉輪材質

葉輪材質過重會使扇葉轉動時消耗更多的能量以克服重力和空氣阻力，從而降低風機效率。風機的葉輪可以采用復合材料，既可以減輕重量又可以減少厚度，提高效率。

4.3 在冷卻終端增設溫度檢測和風壓檢測裝置

在風機處的風壓檢測裝置并不能監(jiān)測到冷卻終端處的風力狀態(tài)，也就不能對風機功率起到調節(jié)作用，因此須在冷卻終端處加設風壓檢測裝置。冷卻系統(tǒng)最終的目的是降低溫度而不是風壓，所以在易發(fā)熱部位還需要加裝溫度檢測裝置，由兩種檢測裝置共同調節(jié)風機功率。同時設定溫度極限值，溫度檢測裝置一旦檢測到該溫度值便自動切斷電路以保護機組零件。

除了對卷煙機冷卻系統(tǒng)本身的改進，一些人為管控方面的措施也有利于冷卻系統(tǒng)更加穩(wěn)定地發(fā)揮作用。冷卻系統(tǒng)的規(guī)范保養(yǎng)必須定時進行，保養(yǎng)時應將風機扇葉和送風管路內壁清理干凈。且保養(yǎng)過程中應斷開電路，防止風機在打開過濾網(wǎng)的情況下吸入更多灰塵。在卷煙機使用過程中還要注意降低周邊環(huán)境的懸浮物含量。

5 結束語

通過實際生產(chǎn)經(jīng)驗和分析研究得知，ZJ17卷煙機的冷卻系統(tǒng)主要存在冷卻風壓力不足、冷卻風機在使用過程中功率下降、風壓檢測裝置不能及時有效地響應三個問題。這三個問題出現(xiàn)的原因是冷卻系統(tǒng)容易吸附灰塵，風壓下降，使冷卻終端風力不足，風壓檢測裝置安裝位置不佳不能使其及時調節(jié)風機功率。對此，可以通過增加風機功率，加設風壓、溫度檢測裝置等措施來有效改進。實踐證明，這些改進措施可以有效地解決風力不足的問題，延長機器使用壽命，保障生產(chǎn)效率，更減少了安全隱患。

參考文獻

[1]鄧志勇，歐陽斌，黃仁春.新型快速煙機軸套軸承拆裝工裝的研制與應用[J].中國設備工程，2016（1）.

[2]丁萌，樊偉，王子涵.數(shù)據(jù)挖掘在煙機設備管理中的應用[J].河北北方學院學報（自然科學版），2015（6）.