卷接機組殘煙條煙絲在線分選裝置的研制與應用

林河， 張暉， 韓京珉

（1.安徽中煙工業有限責任公司滁州卷煙廠，安徽滁州239000；2.安徽中煙工業有限責任公司，合肥230088；3.廣西中煙工業有限責任公司，南寧530001)

0 引言

在卷煙生產過程中，由于各種因素的影響，卷接機組常常會產生一些不合格的廢品殘煙條、煙絲、殘煙支、煙末等。

卷煙機組通過自帶的輸送及提升帶將上述不合格品進行收集混合并至機器背面的廢品箱中，然后送至殘煙處理間集中處理后再利用。由于接裝機產生不合格的殘煙支中有時含有少量的膠末，此膠末對卷煙內在質量有一定影響；同時煙絲在集中處理過程中容易造碎，水分及香氣部分丟失，攙兌使用時對煙絲質量有一定影響。為了消除質量隱患，提升經濟效益，提高設備的自動化程度之目的，結合原卷接機組的結構、原理、整機布局，研制一種與卷接機組配套使用的殘煙條煙絲在線分選裝置，用來將殘煙條、殘煙支、煙絲、煙末自動分選出來，同時把分選出來的煙絲在線利用。達到提質降耗，提高經濟效益的目的，使卷煙生產更加自動化。

圖1 改造前不合格品混合物收集紙箱示意圖

1 改造背景

我廠在線使用的ZJ118卷接機組[1]，由常德煙機公司生產，生產能力為8000支/min，主要由 VE、SE、MAX 三部分組成，生產過程中卷煙機、接裝機產生的不合品（如跑條、煙絲、殘煙支、煙末）集中輸送到機組背面的紙箱中（如圖1所示），然后送至殘煙處理間進行集中處理。煙絲不能及時在線利用，浪費大，質量差。我們結合本廠的實際情況，分析了各方面的因素，決定研制卷接機組殘煙條、煙絲在線分選裝置,并安裝在機組背面不合品落料口處，與原機組形成無縫連接。該設計思路主要考慮以下幾方面的問題：1)卷接機組殘煙條煙絲在線分選裝置體積小巧，可以裝在不合品落料口下方，不改變原設備結構及位置。2)根據設計原理初步估算所需投資殘煙條煙絲在線分選裝置約23.6萬元。3)在本廠ZJ118機組上加裝殘煙條煙絲在線分選裝置需要220 V單相電源供電，功率約為400 W，機組本身有220 V電源，供電能力滿足要求，所以無需外部接入電源。4)適當修改原機組程序，使卷煙機、接裝機不合格品的輸送帶分時段運行。綜上所述，我們決定研制卷接機組殘煙條煙絲在線分選裝置與卷接機組配套使用。

圖2 分選裝置外部結構示意圖

2 原理分析

經市場調研和長時間探討、分析、研究，最后形成研制方案。圖2為分選裝置外部結構示意圖。

根據機械傳動原理[2]，該裝置采用變頻電動機帶動偏心軸轉動，偏心軸通過機械傳動轉化為篩板水平、垂直的運動，使不合格品混合物在篩網上被拋起，同時向前作直線運動；廢煙進入分離收集裝置的進料口，通過多層篩網產生4種不同規格的殘煙條、煙絲、殘煙支、煙末分別從各自的出口流出并收集；根據生產實際要求，通過變頻器控制篩板的速度頻率，可以改變不合格品混合物在篩面上的運動軌跡，從而達到最合適的分選效果。

由于殘煙條、煙絲在SE部分產生，而殘煙支和煙末在MAX部分產生，產生的殘煙物料有先后順序，因此利用殘煙物料在SE和MAX的運行時間差，通過電控方式控制殘煙條煙絲輸送帶和殘煙支輸送帶的啟停，并在機組不合格品出料口下方增加雙向輸送帶，隨主機信號左右轉動，從而實現有效分離。

當機組啟動時，機器運行信號送入PLC，通過修改后機組程序控制SE殘煙條煙絲輸送帶和MAX輸送帶[3]分時運行，當SE跑條輸送帶和陡角提升帶運轉時，MAX不合格品煙支輸送帶停止，雙向輸送裝置向左運轉，跑殘煙煙、煙絲進入左落料口，通過雙層篩網產生3種規格的煙條、煙絲、煙末分別從各自的出口流出并收集；根據生產實際要求，通過變頻器控制篩板的速度頻率，可以改變廢煙在篩面上的運動軌跡，從而達到最合適的分選效果；同時將分選出來煙絲在線利用。

當煙條進入煙槍后，打條器動作，PLC延時功能設定6～9 s（延時時間可修改）后，SE跑條輸送帶停止，MAX質量廢品殘煙支輸送帶和陡角提升帶運轉，雙向輸送裝置向右運轉，不合格品煙支進入右落料口，直接進入殘煙支收集箱。當機組停機后再運轉時，將重復上述分選過程。

3 系統組成及結構特點

該殘煙支煙絲在線分選裝置主要包括來料雙向輸送裝置、落料裝置、篩分裝置、收集裝置、電控系統組成，如圖5所示。

1）雙向輸送裝置。輸送裝置是承接卷煙機、接裝機輸出的殘煙條、煙絲、殘煙支、煙末，同步跟隨SE殘煙條煙絲輸送帶和MAX廢煙支輸送帶分時運轉啟停信號控制廢料輸送帶正反轉。當SE殘煙條煙絲輸送帶運轉時，雙向輸送裝置皮帶向左輸送至左落料口，輸出的殘煙條、煙絲等混合物通過落料口落到下方的篩分裝置，分選出的殘煙條、煙絲煙末分別落入收集箱8、9、10中；當MAX廢煙支輸送帶運轉時，雙向輸送皮帶向右輸送殘煙支至右落料口，通過導流板，直接落入下方右側第1個殘煙支收集箱7中，不需再進行二次分選。

2）落料裝置。分左右兩個落料口3和4，采用不銹鋼材料制作，尺寸大小與卷煙機廢煙出口對接，能有效接收卷煙機組生產過程中產生的廢煙，同時該裝置下安裝有來料檢測傳感器。

3）分選裝置。包含偏心裝置、振動彈板、雙層篩板機構、導流機構等，能有效地將煙條煙、煙絲、殘煙支、煙末分選出來。

圖3 電控系統組成框圖

圖4 分時段控制的程序代碼

雙層篩板機構主要由兩層篩網組成，分為上篩網部件和下篩網部件。上下篩網的尺寸經過多次驗證確定為1050 mm×500 mm×250 mm，只有網孔大小有區別，如圖6、圖7所示。

上篩網部件的作用是將SE產生的殘煙條、煙絲混合物料進行初次篩分，跑條、煙紙等較粗的物料就會隨振動移動到上篩網右邊，經導料板導入下方的回收料箱中；煙絲和煙末物料，則在振移過程中，從上篩網粗孔中漏入下方的下篩網內進行二次篩分。

圖5 分選裝置內外部結構示意圖

圖6 上篩網部件圖

圖7 下篩網部件圖

下篩網部件的作用是篩分煙絲和煙末，將煙末從下篩網的孔中篩落到下方的回收箱中；煙絲就會隨振動移至下篩網左邊，經導料板導入下方的回收料箱中，在線加入卷煙機后身料倉中。篩網孔的大小確定經過多次試驗按照煙絲和煙末標準選擇合適的目數。

4）收集裝置。由4個不同規格的收集箱組成，采用食品級不銹鋼制作,收集箱上方安裝有料滿檢測傳感器，當收集箱中的料位達到設定位置時，設備自動停止，同時發出聲光報警信號，提醒操作工及時處理。處理后，系統自動延時啟動。

5）電控系統。主要包括電源部分、來料及料箱滿檢測單元、邏輯控制單元、變頻控制單元、聲光報警單元、人機交互單元、變頻電動機等。

4 測試結果及經濟效益分析

卷接機組跑條煙絲在線分選裝置在滁州卷煙廠安裝后，我們在ZJ118機組上進行了長達4周的8次在線測試，其結果為：工作噪聲小于65 dB；處理能力大于200kg/h；分選效率大于95%；單臺設備單班在線回收利用煙絲5.9 kg,按雙班生產每年按200個工作日計算，每年可節約利用煙絲2360 kg,經濟效益非常可觀。經過跟蹤質量檢驗，煙絲回收在線利用前后卷煙的內在質量沒有變化。與卷接機組配套使用后，設備有效作業率及現場管理水平有不同程度的提高。

5 結語

卷接機組跑條煙絲在線分選裝置，是一款適用于中高速卷接機組生產過程中煙絲分選在線回收利用的裝置，其設計合理，結構簡單，操作及維護方便，不需專人看管，而且占用場地小，在線分選效率好，經濟效益顯著，提高了產品質量。經投入使用后，得到了相關職能科室及使用部門的一致好評和認可，鑒于良好的使用效果，該裝置可在ZJ116、ZJ118、ZJ119型卷接機組及德國虹霓公司生產的M5、M8機型上推廣應用。

[參考文獻]

[1] 康健.ZJ118型卷接機組培訓教程[Z].常德煙草機械有限責任公司.

[2] 成大先.機械設計手冊：機械傳動[M].北京：化學工業出版社,2010.

[3] 蔡培良,李明,楊劍鋒,等.PROTOS-M5型卷接機組殘煙自動回收分類裝置的設計[J].煙草科技,2017,50(4)：88-92.