ZJ112卷煙機梗絲分離裝置優化設計

隋顯棟　劉小燕

【摘? 要】目前卷煙行業對卷煙內在質量提出了更高的要求，而以往ZJ112型卷煙機設備無法保證梗絲分離裝置的分離效果，因此提出優化方案提高分離效率。首先闡述卷煙機原理及影響分離效果的因素，從而提出優化目標及總方案，其次分別對箱體結構、蓋板、正負壓風、左右滑塊、螺紋桿進行設計。經過兩個月的測試，發現優化后的ZJ112型卷煙機梗絲分離裝置人工效率且工時效率明顯提升，同時還提高維修過程安全、風選效果、風選穩定性、產品品質，為企業的降耗給出了多一項選擇。

【關鍵詞】ZJ112型卷煙機;梗絲分離裝置;優化設計

引言

隨著卷煙行業的發展，對卷煙內在的質量提出了更高的要求，國外目前生產的卷煙成套設備大都設計有去除梗簽等雜質的相應裝置，而我國目前卷煙廠所用的大部分設備還比較落后，特別是梗簽剔除工藝中存在梗簽剔不盡而影響卷煙質量以及浪費煙絲的現象。ZJ112型卷煙機是卷煙生產廠的主力機型之一，車速高達10000支/分鐘，承擔著卷煙生產的重要任務，在使用過程中也是由于受煙絲結構、葉組配方、煙絲含水率的影響，原相關參數設置，不能保證梗絲分離裝置的分離效果，致使梗簽剔除物中的煙絲含量超標、煙支含梗率波動大，造成煙絲浪費，同時會產生煙支刺破等質量缺陷。因此為了提高ZJ112型卷煙機生產卷煙的效率，需要對ZJ112型卷煙機梗絲分離裝置開展針對性研究，進行優化裝置結構，提高分離效率。

1卷煙機梗絲分離裝置工作原理及影響因素

1.1卷煙機梗絲分離裝置工作原理

ZJ112型卷煙機梗絲分離裝置采用慣性梗絲分離與風選相結合的兩級分選方式。一次梗絲分離利用慣性原理將稍重的煙梗、雜質等物質分離，被分離出的梗簽物中含有部分煙絲進入二次風分裝置再次分離。二次風分裝置提供負壓吸風，利用煙絲、煙梗與雜物在吸風通道中懸浮速度不同的原理將其分離。

1.2影響卷煙機梗絲分離效果的因素

據統計ZJ112型卷煙機平均梗中含絲率為7%左右。超出規定的3%-5%的設計值，浪費嚴重。經研究表明造成梗絲分離不徹底的原因有兩點，一是二次分離通道過短，分離不夠充分;二是煙絲中存在梗絲粘連或煙絲成團包裹煙梗的現象，梗絲組合體密度大于煙絲，故被當成煙梗分離出去。

2ZJ112型卷煙機梗絲分離裝置優化方案

2.1優化目標

因為ZJ112型卷煙機內部無法改動，所以本次優化只能在原梗絲分離裝置之外再附加一套梗絲分離裝置。利用鏈條維修方式將ZJ112型卷煙機梗絲分離裝置的梗中含絲率降低到4%，從而提高梗絲分離效率。

2.2優化方案選擇

本次研究提出兩種優化方案均，分別是在設備的內部和外部安裝鏈條，其中方案一的優點在于安裝設備內部可提高空間利用率，不占用外部空間，方案二的優點在于清潔保養方便。

方案一因為利用慣性讓慣性小的煙絲被吹走，提高分離效率高但是含絲率高，而方案二在豎直向上的方向上施加吹風，因為懸浮速度不同，較輕的煙絲會被向上吹走，相比于方案一的可靠性更高，因此選擇方案二。

3ZJ112型卷煙機梗絲分離裝置優化設計

3.1箱體結構設計

由于本次優化方案中所需梗絲流輸送風為風速V1，煙絲重力，煙絲分離需要的分離速度V2，計算出煙絲向下運動時速度降為0時煙絲移動 的距離，確定出擋板的長度為95mm，并根據煙梗的運動軌跡，確定出各擋板的尺寸。隨后又根據煙絲與煙梗的運動軌跡以及ZJ112卷煙機內可用空間的尺寸，設計出箱體的尺寸：高410mm，寬205mm，厚100mm。制作箱體常用的材料有不銹鋼、45#鋼、黃銅、工程塑料，其中優質碳素結構用鋼，硬度適宜，易切削加工，因此選擇45#鋼進行制作。另外為了防止45#鋼被腐蝕，需要時刻涂潤滑油進行保養。

3.2蓋板設計

根據之前設計出的箱體尺寸，確定箱體內部蓋板尺寸：長為410mm，寬為200mm。基座上固定擋板的高度取鏈節高度為18mm，寬度寬度為20mm，所以可拆擋板取固定擋板尺寸，即長100mm，寬20mm，高18mm。開孔的位置取長度的中心和高度的中心，直徑為8mm。為方便觀察箱體內部的運行情況，最后決定用有機玻璃進行制作。

3.3正負壓風設計

針對正壓風設計共提出兩種優化方案，其中兩風分開式便于分別設計風力大小，但是會與吸取煙梗的負壓風相互干擾，降低分離效;兩風合一式節省空間，提高分離效果，但是操作起來相對復雜。本次優化目標是希望含絲率降低到4%，因此為了提高分離效果，最終選擇兩風合一式設計方案。

針對負壓風設計共提出三種優化方案：方案一，在煙絲輸送管道上安裝獨立通風機，實現吸取分離后的煙絲并沿管道輸送至設備儲料區;方案二，從設備原有的負壓風管道內分流出一支，實現分離后煙絲的吸取和輸送;方案三，利用設備正壓風，根據氣體引射原理，實現正負壓轉換，完成分離后煙絲的吸取和輸送。其中，方案三利用設備正壓風實現正負壓轉換，結構簡單，改造成本低，選擇該方案進行設計。

3.4左右滑塊設計

左滑塊設計根據參考鏈節尺寸，鏈節內部卡槽寬度為18mm，所以滑塊凸齒寬度應小于18mm，所以滑塊凸齒尺寸可定為，長18mm，寬10mm，厚8mm。基座高10mm，寬20mm，長45mm，連接體高25mm，寬20mm，長20mm，為方便使用內六角扳手進行操作，故將螺紋孔位置上抬至距基座上平面10mm處，直徑為8mm。

右滑塊設計參考左滑塊尺寸 右滑塊凸齒尺寸可定為，長18mm，寬10mm，厚8mm。基座高10mm，寬20mm，長45mm，連接體高25mm，寬20mm，長20mm，螺紋孔位置距基座上平面10mm處，直徑為8mm。

3.5螺紋桿設計

根據以上設計要求，安裝時選擇三種螺紋桿進行連接，其尺寸如下：

拆卸裝置螺紋桿：螺紋型號M6x0.8，長度為62mm，內六角型號為8;

可拆擋板固定螺紋桿：螺紋型號M8x1.25，長度為23mm，內六角型號為8;

安裝裝置螺紋桿：螺紋型號M8x1.25，長度為60mm，內六角型號為8。

4效果對比

4.1提高維修過程安全

避免了免拆鏈條時的敲、沖、撬等粗暴操作，避免了對鏈條的損傷，提高維修過程的安全性。

4.2提高風選效果

為減少煙支含梗簽量，生產工藝要求剔除梗簽中含煙絲量控制在6-10，而改造后的梗絲分離器的懸浮室氣流通道為噴射型通道，在每級折彎角形成小循環氣流，使煙絲混合物產生旋轉撞擊，風選效果好，剔除梗簽中含煙絲量可控制在2，不但能降低煙葉消耗，而且改造后的梗絲分離器能風選較人的膨脹梗簽。

4.3提高風選穩定性

原有風選器是利用風室體的負壓進行風選，易受設備和外界因素的影響，穩定性較差;而改造后的梗絲分離器靠自帶的空氣放人器產生的氣流進行風選，不受設備和外界因素的影響，穩定性較好。

4.4提高產品品質

改進前二次風選器容積小，制約了一次分離后的梗絲混合物量，使進入拋絲輥的煙絲純凈度不高;改進后，增強風選器的風選能力，可增人一次分離后的梗絲混合物量，提高進入拋絲輥的煙絲純凈度，減少煙支燃燒時熄火現象;新型風選器能風選較人的膨脹梗簽，減少抽吸時爆燃現象;煙支表而刺破缺陷從。

5結論

通過借鑒新型卷接設備梗絲分離裝置的工作原理，針對ZJ112型卷煙機梗絲分離裝置風選能力和風選效果不能滿足現有工藝要求，導致卷制出的煙支含梗簽量較多、煙支重量標準偏差人、刺破煙及熄火等質量缺陷問題。通過增加并改進了分離裝置結構，解決了立庫傳動鏈條維修耗時長，效率低等問題，同時還提高了維修過程安全性，提高了產品的質量，為企業的降耗給出了多一項選擇。

參考文獻：

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