一種新型PROTOS70卷煙機第一分離鼓限位裝置的研發

何琦多 段堯 張勇剛

摘要：隨著客戶需求的多樣性變化，產品品牌的規格也發生了變化。我廠PROTOS70型卷煙機需要生產59+25mm和59+30mm兩種煙支規格的煙支，在煙支規格發生改變時因為需要更換分離鼓凸輪，拆卸安裝極為不便，為了解決以上問題，設計了一個有針對性的導向限位裝置，極大簡化了PROTOS70 卷煙機組分離輪在煙支規格轉換過程中拆卸與安裝，并且實現只需要一套凸輪便可生產兩種煙支規格，減少了配件消耗，極大的縮短了維修更換時間，具有極其較高的實用價值。

關鍵詞：PROTOS70卷煙機 ?更換煙支規格 ?MAX第一分離鼓 ? ?限位裝置

1前言

PROTOS70 卷煙機組是由德國HAUNI公司生產的、一種集喂料、成型、接裝機組。其卷煙機煙支分離輪采用凸輪機構，由圓柱體雙槽凸輪和兩組軸承從動推桿組成，其中兩組軸承與分離滑塊連成一體組成從動桿組件，凸輪位于鼓輪中間，被分離滑塊夾持，并與負壓相通，實際使用過程中軸承在凸輪上滾動，從而實現雙倍煙支分離，以實現在分離的煙支中插入濾棒，最后經過搓接工序包裹成煙支。

隨著市場個性化需求的發展，需要不同規格的煙支，其濾棒長度也不同，但白煙長度是相同的。在實際生產中，為了滿足生產要求，并充分利用設備，需要用同一臺設備生產不同規格的煙支。

原來，在煙支規格轉換過程中需要更換不同的凸輪，以改變煙支分離距離。當PROTOS70卷煙機MAX 部分分離輪煙支規格轉換時，更換凸輪費時費力，拆卸安裝極為不便，相關文獻中《PROTOS2-2卷接機組煙條分離輪的改進設計》[1]對分離鼓進行了重新設計，采用無凸輪結構，通過直接改變分離塊行程的方法來實現不同濾嘴規格煙支的換牌，改造成本高，部件損耗大。本文通過對該部分的零件結構外形進行分析和研究，設計了一個凸輪限位裝置，在煙支規格發生改變時只需在外部安裝或拆卸下該限位裝置。

2技術方案內容

2.1問題分析

MAX第一分離鼓更換時，1、安裝位置靠近MAX和SE的夾角，空間狹小，難以操作;2、分離鼓本身笨重（20kg），吊裝設備沒有操作空間，3、拆卸安裝時，設備自帶照明燈提供的照明被遮擋，加大了更換難度。最重要的是每次跟換煙支規格都需要更換一次分離鼓，每次更換耗時大約2h左右，極大地制約著設備效率的提升，增加了修理人員的工作強度。

2.2改進思路確定

目前有兩種濾嘴規格香煙要生產，一種是濾嘴長度為25mm，另一種是濾嘴長度為30mm。根據觀察，在第一分離鼓機構運動時，生產25mm濾嘴卷煙的凸輪和生產30mm濾嘴卷煙的凸輪輪廓線是相似的，只要在內外分離塊上的煙支分離至剛好可放入25mm濾嘴時，限制住煙支的運動軌跡，就可以用30mm濾嘴卷煙的凸輪生產25mm濾嘴香煙。

3.關鍵部組件的設計

3.1擋塊外形設計

根據上述討論，要使得在不更換凸輪和輪體的前題下，煙支在分開至25mm時，對其限位，使其不再分開至30mm，可以考慮在輪體增加限位擋塊以限制其移動。現有兩種設計方案，一、只在對應凸輪行程超過25mm的位置加裝半環擋塊，共兩片;二、在繞分離鼓一周的地方加入環形擋塊。對比分析：第一種方法耗材少，對應加工安裝精度較高，但是會對鼓體動平衡有影響，第二種方法耗材多，對安裝無特別要求，整個部件受力均勻，加工簡單，所以選擇第二種方法。

3.2安裝徑向位置確認

在實際生產中，煙支在輪槽上的徑向位置有一定波動范圍，經測量，對于25mm嘴棒煙支，雙倍煙支分開的平均距離為62mm，對于30mm嘴棒，煙支分開的距離為72mm。我們將此導向限位裝置兩圓環面間的距離設置為180mm（其長度為雙倍煙支長度118mm+62mm）。

3.3擋塊結構設計

在確認結構前我們首先確認選擇的材料，材料選擇方面主要有201不銹鋼、鋁合金、45鋼，考慮到201不銹鋼價格高，鋁合金材料容易變形，最終選定45鋼。選擇45鋼后就是確定擋塊的結構形狀。現有兩種設計方案，一種是長方形（橫截面為20mm*10mm）、另外一種是L型（橫截面最大長度22mm，最大高度10mm，L型肢寬6mm），分析發現第一種方法打孔深度大，難度大，第二種方法打孔深度小，易于加工。另一方面，限位煙支力很小，用第二種方法，采用橫截面為L型的擋塊時，也滿足強度要求。

根據上述討論，與輪體的實際尺寸要求：最后我們設計出擋圈的尺寸：外圈外徑 =Φ248±0.5mm ;內圈外徑 =Φ240±0.5mm，內徑 =Φ228±0.5mm，厚度 =22 ±0.5mm。改造所需CAD圖紙如圖1所

改造后，在改變煙支規格長度時不需要拆卸鼓輪更換凸輪，只需要安拆在鼓輪外部安裝或拆卸下凸輪運動限位裝置，第一分離鼓限位器制作完成后，對換牌不同規格嘴棒煙支進行時間統計，經統計分析，短規格嘴棒（25mm）切換長規格嘴棒（30mm）和長規格嘴棒（30mm）切換短規格嘴棒（25mm）耗時平均值為540s左右，遠低于改造前的2h。改造后，有效解決了不同規格濾嘴煙支換牌過程中卷煙機拆卸分離鼓繁瑣的問題，降低了備件費用，極大提高了工作效率，縮短了換牌時間。

參考文獻

[1]杜坤艷，康瑛，孫斌，程衛民，張穎靚.PROTOS2-2卷接機組煙條分離輪的改進設計[J].煙草科技，2019，52（05）：100-104

[2]賈會志.《ZJ17卷接機組培訓教材——機械維修》[M].鄭州：河南人民出版社，2010.3