ZJ116A型卷接機組卷煙長度調節裝置的改進

潘恒樂, 王俊

(常德煙草機械有限責任公司, 湖南 常德, 415000)

降低卷煙煙氣焦油量和煙堿的同時保持卷煙的香味和勁頭已成為煙草行業當前的重要研究課題,而卷煙的長度、吸阻等物理指標是其重要影響因素[1–3]。同時卷煙長度這個物理指標和其他指標是相互關聯的, 如果卷煙長度偏差和變異值較大, 會直接導致卷煙單支重量、吸阻等物理指標超標, 還會造成檢測裝置誤檢, 出現誤剔和漏剔, 不但會使不合格卷煙進入成品, 也會因為誤剔加大原輔材料的消耗。近年來, 對卷煙長度調整與控制進行了許多研究, 高紹梁[4]介紹了在PROTOS 70型卷煙機上改變卷煙長度規格所需的調整; 黃強[5]等通過對接裝紙切刀、搓板以及相關鼓輪等部件的改造來實現對 MK9N卷接機組卷煙長度規格的調整; 曾峰[6]等針對ZJ17型卷接機組的切割鼓輪設了計一種新型浮圈調整裝置, 減少了卷煙長度的調整時間; 胡鵬[7]等針對 PASSIM8K卷接機組提出了一種卷煙長度規格改造方法, 提高了對卷煙長度改造的效率; 姜冬子[8]等針對 ZJ112型卷接機組設計了一種煙支長度調節裝置,降低了對卷煙長度的調節難度, 并減少了煙支夾末率; 陳祝磊[9]設計了YJ27接裝機靠攏鼓輪定位量規,提高了煙支長度的調節精度。ZJ116A型卷接機組是基于ZJ116型卷接機組[10]升級改進而成的新一代國產超高速卷接設備, 其由YJ116A型卷煙機與YJ216A型濾嘴接裝機組成, 但目前針對該機型的卷煙長度規格控制與調整的研究鮮見報道。為此, 通過對影響卷煙長度的因素進行分析, 對卷煙長度控制系統裝置的進行改造, 以期提高卷煙長度的控制精度, 降低卷煙長度調整難度, 提高工作效率。

1 問題分析

在YJ216A型濾嘴接裝機的生產過程中, 接煙輪從YJ116A卷煙機上接收雙倍長無濾嘴煙支, 在一次分切輪上分切為兩支等長的單倍長無濾嘴煙條, 并在分離輪上沿軸向分開一段距離; 而濾嘴經過一系列傳遞后, 插入無濾嘴煙條之間的空位, 形成煙條+濾嘴+煙條三段的“組煙”; 組煙在靠攏輪上會隨鼓輪與浮圈同步轉動同時被收攏, 在兩浮圈最窄處貼合, 并使組煙的中心與切割中心對準, 還粘搭一片已涂膠的水松紙片, 經滾搓后形成雙倍長濾嘴卷煙, 在二次分切輪上被分切為兩支等長的卷煙, 二次分離輪將其分開, 經雙排檢測后, 剔除不合格的卷煙, 錐形調頭裝置將雙排卷煙排成濾嘴朝向一致的單排卷煙, 最后成品濾嘴卷煙輸出接裝機。在這個過程中, 靠攏輪的調節機構不僅要對煙條和濾嘴的間隙進行調整, 還要與二次分切切刀進行對準調整, 保證組煙能夠被對稱切割, 避免出現前后排卷煙一長一短。如圖1所示, 靠攏輪結構主要由鼓輪、內浮圈、外浮圈和調節機構等組成, 內外兩個浮圈分別裝在鼓輪的兩端, 浮圈是由內外鋼環和橡膠圈組成, 內鋼圈固定在輪體上, 調節機構的滾輪壓在外鋼環上,通過中間橡膠圈的彈性變形形成傾斜來實現組煙的靠攏。在設備高速運行過程中, 橡膠圈會偶爾產生晃動, 不能一直有效地保證組煙的靠攏與對準。浮圈在運行過程中高頻率反復變形, 使橡膠圈易老化,出現質量事故。調節機構如圖 2所示, 主要由調節螺桿、調節螺套、調節螺釘、鎖緊套、內外滾輪以及內外支架等組成。該調節機構可以單獨調節內支架或者外支架的位置, 也可以調節 2個支架整體同向移動, 還可以使2個支架同時相向或者反向移動,雖然調節功能比較全面, 但是整個調節步驟比較復雜, 而且調節時通常要依靠人工經驗來進行調節,沒有參考量值, 因此需要反復調節, 操作繁瑣, 調節時間長。

圖1 靠攏輪結構

圖2 調節機構

2 改進方案

2.1 改進結構

如圖3所示, 改進后的裝置主要由靠攏圓盤、偏心套、拔叉、支架、調節螺釘, 電動調節桿等組成。該裝置內外兩端各有一個的偏心套7, 兩側的靠攏圓盤1通過軸承支撐分別裝在兩側的偏心套上, 并由撥叉3與輪體8連接, 在工作時, 靠攏圓盤隨著輪體同步轉動, 形成一個在旋轉中逐漸收攏的狀態。

調節機構通過內支架2和外支架 6與兩側的偏心套連接, 從而控制兩個靠攏圓盤的移動。該調節機構有 2個單獨的調節功能, 其中電動調節桿 4由一個直線電機控制,其主要作用使將兩側的靠攏圓盤同時沿軸向朝鼓輪中心移動或遠離鼓輪中心移動; 調節螺釘 5則通過人工旋轉使兩側靠攏圓盤整體朝內或朝外移動, 改變已靠攏的組煙在輪體上的軸向位置, 使組煙中心與二次分切刀的位置對準。該機構實現了卷煙長度的在線調節, 簡化了調節步驟, 不需要再分別調整內外浮圈, 減少了工作強度。

圖3 改進后卷煙長度調整裝置

2.2 刻度標識

為解決調節時無參考量值的問題, 根據調節螺釘的尺寸, 在調節螺釘外圍的螺套上蝕刻了一圈刻度作為量化調節的參照, 見圖4。該刻度標識一共有10個刻度, 每旋轉調節螺釘一個刻度時, 兩側的靠攏圓盤整體同向移動0.1 mm,為組煙中心與切刀對準調節提供了一個參考量依據, 方便了操作人員的調節工作。

2.3 靠攏圓盤

為避免原浮圈由于橡膠這種柔性材質導致的晃動和老化情況的出現, 重新設計了一種靠攏圓盤, 采用 45號鋼進行加工, 并對圓盤端面進行精磨, 使靠攏圓盤在運動過程中無晃動,有效的保證了組煙的靠攏和對準, 還避免了卷煙點燃端受損, 而且靠攏圓盤耐磨不易產生形變的特性,克服了原浮圈老化易變形的缺點。

圖4 刻度示意圖

3 應用效果

3.1 試驗設計

材料: “白沙(硬)”牌卷煙配套煙絲及輔料(長沙卷煙廠提供)。設備: ZJ116A型卷接機組(常德煙草機械有限責任公司制造)。

方法: 將ZJ116A型機組生產速度設定為12 000 cig/min, 按每天8 h、每周5個工作日進行運行, 對改進前后的機組卷煙長度出現偏差次數進行統計, 統計時間為3周; 當卷煙長度出現偏差時, 分別統計改進前后卷煙長度調節時間, 重復3次。為便于對比, 安排同一組操作人員對改進前后裝置進行調節。

3.2 數據分析

由表1可知, 設備正常運行3周內卷煙長度出現偏差次數由改進前的10次減少到了改進后的3次,減少了70%, 提高了設備的有效作業率。由表2可知, 當卷煙長度出現偏差, 需要進行調節時, 其調節時間由改進前的12.9 min減少到了2.8 min, 減少了78.3%, 減少了調節的工作時間。

表1 改進前后卷煙長度出現偏差次數對比

表2 改進前后卷煙長度調節時間對比 /min

4 小結

改進后的卷煙長度調節裝置提供了在線調節卷煙長度功能和調節刻度標識, 簡化了操作步驟, 降低了工作強度, 設計了剛性靠攏圓盤, 克服原浮圈在運行中晃動, 易老化等缺點。以 ZJ116A型卷接機組生產的“白沙(硬)”牌卷煙為對象, 對改進前后的機組進行對比測試。結果表明: 改進后卷煙長度出現偏差次數減少 70%, 每次調節時間縮短了 78.3%, 提高了設備的有效作業率, 降低了設備維修勞動強度。該技術可在ZJ17、ZJ118、ZJ112等PROTOS系列卷接設備上推廣應用。