卷接機組并行鼓輪新型截風擋塊的設計

金禹名

摘 要：在卷接機組并行鼓輪中存在濾嘴棒頻繁掉落情況，導致搓板位置出現堵塞情況，造成設備停機，因此，需要對并行鼓輪結構原理加以充分分析，對引發原因進行全面分析，確保濾嘴棒平移到位，實現生產效率提升，并減少不必要的資金損耗。

關鍵詞：卷接機組;并行鼓輪截風擋塊

引言

本文以卷接機組并行鼓輪新型截風擋塊設計為核心展開討論，首先分析導致濾嘴棒發生頻繁掉落的故障原因進行分析，然后針對具體誘發因素采用仿真模擬和氣流分析方式設計新型截風擋塊，并結合實際生產驗證設計效果。

1問題分析

1.1工作流程

卷接機組的主要工作流程為：首先接收器進行濾棒段的接收，并暫且將濾棒段保存在料庫中，然后由輸入裝置把濾棒段傳輸至輪槽內，進行濾棒段的切割工作，經過切割的濾棒段分為三段或者兩段輸送至相應的輪槽。，鼓輪中線兩側濾嘴棒回送并進行中間位移，濾棒段以三列或者兩列的形式排列，之后濾棒段傳輸至加速鼓輪，通過傳遞運輸至承煙槽中間位置，兩側為煙支，通過匯合鼓輪，將煙支和濾棒段貼合，為煙支的完整生產奠定基礎，之后通過鼓輪處接裝紙片搓接為長煙支組。

1.2存在問題

通過頻閃儀觀察濾棒段輸送過程，并應用高速攝像機拍攝慢放分析，觀察發現并行鼓輪輪槽濾棒段存在平移異常問題，導致濾棒段在輸送至加速鼓輪時存在掉落情況，從縱向角度進行觀察，當濾棒段移動到指定位置后，濾棒段和并行鼓輪保持并行。但在卷接機組中加速鼓輪的結構不同于其他鼓輪，如果濾棒段切割長度或者擺放位置大于承接槽的長度，則將導致濾棒段中部存在懸空情況，承煙槽兩側的吸風孔吸附在濾棒段端頭位置。在濾棒段有并行鼓輪傳輸到加速鼓輪的過程中，當中線位置出現偏差情況。一端偏離風孔或懸空，濾棒段因為重心失衡而發生掉落情況，但是如果在實際的生產過程中偏離比較小，濾棒段雖然可準確的輸送至匯合鼓輪，也會存在因為碰撞到煙支而掉落，如果濾棒段存在頻繁掉落或者擠煙情況，則將導致搓板位置出現堵塞情況，最終設備發生停機故障。卷接機組負壓吸風工藝的應用通過鼓輪風閥作用，為濾棒段提供足夠的平移動力，在以往的卷接機組設計中，在并行鼓輪上方設置蓋板、塑料板，間隙比較小，把吸風孔徑向氣流遮在輪槽中[1]。另外，輪槽截風擋板發揮著分隔和截斷吸風區域作用，止擋濾棒段平移，所以，塑料板、蓋板和卷接機組截風擋板能確保并行鼓輪輪槽中形成密封區域，徑向氣流通過轉變為橫向吸風，濾棒段受到外力的作用移動至止擋位置。因此，在對卷接機組的負壓值、塑料板到鼓輪距離，蓋板到鼓輪距離進行設計時，設計數據的合理性都將對橫向吸風產生影響，在實際的生產中為確保濾棒段精準平移，需要對損壞塑料板進行及時的更換，并對塑料板和蓋板間的間隙進行著重檢查，對負壓值進行調整，控制在允許范圍最低值，提升吸風，但在實際應用中仍然無法有效解決濾棒段掉落問題。

2系統設計

2.1新型截風擋板設計

在改進之前，風孔正對截風擋板長孔，長孔屬于吸風孔徑的延伸，將吸風口對準塑料板、蓋板和鼓輪間隙，風孔距離間隙越近，吸入氣流越大，負壓的散失速率越大，當濾棒段平移至密封區域，徑向氣流在孔口周圍產生負壓，之后產生橫向吸風，促使濾棒段位移到止擋位置，但因為間隙中引進氣流導致橫向吸風下降，繼而造成方向發散紊亂。為提升濾棒段吸力，重新設計擋塊，保留止擋和截風功能同時，提升導向和氣流封閉功能。通過改進設計，把徑向氣流截停與擋塊內，通過封閉的流道將徑向氣流轉換為橫向氣流，確保氣流的方向和輪槽保持平行，提升吸風穩定性和強度，濾棒段位移到擋塊位置，遮蓋濾棒端面的吸風口，確保濾棒停留在止擋塊位置。通過設計新型的截風擋塊，雖然濾棒位移至輪槽時，

吸風雖然被風閥阻斷，但是負壓并沒有完全消失，仍然會對濾棒段存在吸附作用。避免因為塑料板存在磨損變形情況而出現濾棒段回退情況[2]。新型截風擋板設計如下圖所示：

2.2吸風方向與強度對比

借助仿真軟件和Fluent流體分析軟件對改進前和改進后的截風擋塊、鼓輪輪槽氣流運行情況進行分析。假設模型的進口壓力是0，出口的壓力是-10000Pa，對間隙泄露因素不加以考慮，對比不同擋塊和并行鼓輪的輪槽氣流速度和流線情況。通過實驗得出，在改進之后，截風擋塊具有良好的集束性和方向性，氣流的流動較為通暢，改進前和改進后質量流量為0.002445kg/s和0.002585kg/s，提升了0.000140kg/s。濾棒段的平移動力主要來源于遠端和近端壓力差，在改進前壓力差是3815.5Pa，改進后壓力差是4206.9Pa，提升391.4Pa，表明新型的截風擋塊能夠有效提升濾棒段的平移能力。

3應用效果分析

為對改進設計實際應用效果加以明確，卷煙廠對改進后的生產情況進行觀察記錄，通過改進設計，在實際的生產過程中有效減少塑料板損耗數量，堵塞次數也大幅度減少，相比于改造前降低169次，濾棒掉落情況減少32次。減少停機故障，實現機組運行的高效性、穩定性。在改進之后塑料板的使用壽命大幅度提升的主要原因在于降低了徑向氣流對塑料板內表面所產生的作用力，避免塑料料負壓緊貼鼓輪而出現磨損和割裂情況。

總結

綜上，通過對卷接機組的截風擋塊進行重新的設計，并應用仿真模型、流體分式設計新型截風擋塊，有效提升了濾棒的定位性能，確保精準到位，實現卷接機組生產質量以及生產效率的提升。本文對某卷煙廠設備改造情況進行分析，通過設計新型截風擋塊，確保濾棒段平移到位，減少掉落次數和堵塞次數，實現高效生產。

參考文獻：

[1]栗勇偉，喬建軍，馬少軍，等.卷接機組煙支搓接質量的研究及改進[J].煙草科技，2016（11）：94-97.

[2]潘恒樂.ZJ116型卷接機組循環風機的改進設計[J].湖南煙草，2019（03）：61.