卷煙機鉸鏈式大壓板鎖緊機構的設計與應用

吳泉蘭，吳傳緒，蔡洪江，劉 勇

（貴州中煙工業有限責任公司畢節卷煙廠，貴州畢節 551700）

0 引言

YJ17卷煙機是引進德國PROTOS70卷煙機技術后，國內制造的先進設備，也是目前卷煙廠卷煙卷接的主要機型。主要由供料部分、卷制部分以及接裝部分組成[1]。它能在線自動檢測煙支的一些物理指標，比如：煙支的重量、煙支漏氣、煙支空頭、煙支軟硬點等并自動剔除不合格煙支[2]。隨著社會的進步和人民生活水平的提高，消費者除了對煙支品吸味道方面的要求高以外，還對煙支外觀質量有更高要求，為此對設備的某些關鍵部位進行改進，以提高設備的穩定性和可靠性。

針對YJ17卷煙機生產的煙支搭口不夠平整的問題，借鑒YJ19型卷煙機設計改進的煙槍及大壓板裝置，該裝置的大壓板鎖緊方式為壓簧鎖緊，在生產過程中發現大壓板鎖緊機構容易失靈造成煙支圓周控制不穩定，不滿足工藝要求的現象比較頻繁。因此，對大壓板鎖緊機構的鎖緊方式進行改進。

1 現狀調查

引進的煙槍大壓板裝置的煙舌比原機的煙舌長，煙舌入口與出口高度差相同，煙絲束能比較順暢地通過煙舌與煙槍槽形成的圓錐形通道，卷煙紙通過煙舌時受到的摩擦阻力較小，卷紙邊緣搭口部位拉伸變形量不大，因此煙支搭口比較光滑平整。但該煙槍大壓板裝置在使用過程中煙支圓周控制不穩定，圓周波動大不能滿足工藝要求的頻次較高，每次出現圓周波動都不同程度的造成成品煙支報廢。根據車間2016年7月對因煙支圓周波動造成成品煙支報廢的統計表明，平均每次產生圓周波動報廢成品煙支約1萬支，增加了單箱制造成本。

對2016年7月車間10臺卷煙機產生圓周波動的原因進行統計，發現造成煙支圓周波動不能滿足工藝要求共24次，其中由于大壓板鎖緊機構失靈導致煙支圓周波動20次，占總數的83.3%。平均每臺機組每月因大壓板鎖緊機構失靈導致圓周波動2次，每次圓周波動約報廢1萬支成品煙支。每臺機組每月因大壓板鎖緊機構失靈導致約2萬支成品煙支報廢。

2 原機大壓板結構與工作原理

大壓板主要由支座、固定件、升降件、圓弧件等組成（圖1），支座用螺釘固定在煙槍上，固定件通過軸與支座連接，可繞軸上下翻轉。升降件均布4個導向銷和4個矩形壓簧。4個導向銷與固定件導向孔間隙配合，可在孔內滑動。調節手柄螺桿穿過固定件通孔與升降件連接，圓弧件鑲嵌在升降件槽內。向前搬動鎖緊手柄到垂直位置時，鎖緊壓簧將壓板鎖緊在煙槍上，圓弧件圓弧面與煙槍圓弧槽組合成圓形通道。通過旋轉調節手柄使圓弧件隨升降件升高或降低改變圓形通道的大小，從而調整煙支圓周。

圖1 原機大壓板鎖緊機構

3 原因分析

由于大壓板通過壓簧被鎖緊在煙槍上（圖2），當壓簧對壓板的壓力F產生的力矩F×L1與煙條通過壓板時對壓板豎直向上的張力N產生的力矩N×L相等時，大壓板相對煙槍的位置不變，由于壓簧在工作過程中頻繁的壓縮和釋放，使壓簧疲勞，使用一段時間后壓簧對壓板的壓力F逐漸減小，當壓力減小到一定程度時F×L1＜N×L，大壓板的平衡被破壞，大壓板就會輕微向上抬起，由于煙條對大壓板的張力N是不斷變化的，所以大壓板產生跳動，使大壓板與煙槍形成的圓形通道的大小不斷變化，導致煙支圓周波動。

圖2 大壓板鎖緊原理

4 大壓板鎖緊機構改進方案

（1）新設計的大壓板由鉸鏈座、鉸鏈軸、工作件和翻轉件等4個部件組成（圖3）。鉸鏈座安裝在煙槍槽里側，用2顆M6的螺釘固定在煙槍上。鉸鏈孔直經14mm，安裝HK1015的滾針軸承。工作件鑲嵌在翻轉件槽內，用M5螺釘連接。翻轉件前面中間位置開一個缺口（圖4），方便鎖緊螺釘移出后，大壓板向上翻轉。

圖3 鉸鏈式大壓板鎖緊機構

圖4 翻轉件

（2）大壓板鎖緊機構和調節裝置為一體，由調節手柄、壓簧和鉸鏈式螺母組成。在大壓板前面缺口對應處的煙槍上加工一個缺口，煙槍底部缺口兩側各加工一個鉸鏈槽，用來安裝鉸鏈式螺母。煙槍上面缺口兩側各加工一個盲孔安裝壓簧。調節手柄螺桿通過壓板前面的缺口與安裝在煙槍上的鉸鏈式螺母相連，螺桿臺階限制壓板向上翻轉的自由度，壓板與煙槍之間的壓簧保證壓板始終處于調節手柄限制的最高位置。轉動調節手柄可調節大壓板相對煙槍的高度，保證設備運行中大壓板與煙槍形成的圓形通道不受煙條徑向張力影響而發生變化。需要清潔大壓板時，向壓板缺口方向搬動調節手柄就可以向上翻轉壓板進行清潔，清理完后放下壓板，向外搬動手柄使彈簧壓縮，同時將調節手柄搬向壓板前面的開口鎖緊壓板。

5 使用效果

改進后的大壓板及鎖緊機構于2016年8月安裝在3號卷煙機上試用，對其使用情況進行半年的跟蹤統計，其間只出現一次烙鐵引起的圓周波動，未出現大壓板引起的圓周波動。大壓板及鎖緊機構對保證煙支圓周穩定性效果良好，已逐步在其他卷煙機上推廣使用。

經濟效益：按改造前每臺機組每月報廢成品煙2萬支，最低品牌萬支成本價1000元人民幣計算，使用改進型大壓板鎖緊裝置的3臺機組每年可產生經濟效益7.2萬元人民幣。