ZJ卷煙廠滾筒類設備頂起裝置的改進

許華芳，黃遠征

（廣東中煙工業有限責任公司湛江卷煙廠，廣東 湛江 524300）

引言

在煙草加工過程中，需要對煙葉或煙絲進行增溫增濕、干燥或加香加料，而滾筒類設備可以滿足增溫增濕或干燥的需要，在實際生產中，由于物料水分比較大，容易黏附在滾筒內。尤其是在生產結束后，設備會自動清掃，但卻不能夠徹底清除黏附的物料，這就需要工作人員進入桶內進行人工清掃。但工作人員在進入桶內時，滾筒會出現轉動，給工作人員的人身安全帶來安全隱患[1-2]。為此，通過對滾筒類設備頂起裝置進行改造，能夠解決存在的安全問題。因為滾筒類設備頂起裝置的作用是當設備在維修保養時將滾筒頂起（見圖1），能夠方便工作人員進行操作和維修，從而保障了工作人員的人身安全。而長時間停機時，頂起裝置可將滾筒頂起，保護支撐滾輪不變形，保障設備的良好性能。此前ZJ卷煙廠制絲車間滾筒類設備配置的液壓式頂起裝置在實際使用過程中故障率偏高，加上液壓系統油路故障時，容易造成現場的污染影響產品質量（見圖2）。本文采用螺旋升降機對ZJ卷煙廠制絲車間的滾筒類設備頂起裝置進行改造，新自動頂起裝置采用電機驅動螺旋升降機來頂起滾筒，在實際使用中運行穩定可靠，有效解決了液壓式頂起裝置存在的問題。

圖1 滾筒以及頂起裝置示意圖

圖2 液壓系統油路故障污染現場圖

1 頂起裝置設計原理

考慮到液壓式頂起裝置在達到高位之后，裝置始終無法處于頂起上限位置，或是液壓系統油路故障時，由于液壓系統回路中沒有設置液壓油回流控制器件，導致現場被污染，從而影響到產品的質量。為了解決這個問題，在改造設計時，一般會考慮將液壓式頂起裝置改成自動式頂起裝置。而這種自動式頂起裝置需要通過電機驅動升降機來完成自動升降動作。為了提高設備運作效率與安全水平，新自動頂起裝置的組成部件將由螺旋升降機（帶上、下2個限位開關）、減速電機、頂起弧板、頂起導向桿及電控系統所組成[3]。其設計原理是在設備長度方向的前后會裝有兩套螺旋升降機（如圖3所示），然后通過電機來驅動、控制螺旋升降機，以此實現滾筒頂起裝置的自動的升降（見圖4）。

圖3 自動頂起設備前后螺旋升降機圖

圖4 自動頂起裝置結構示意圖

2 新自動頂起裝置的安裝

1）在滾筒類設備的進料端和出料端各安裝兩個螺旋升降機與減速電機，以此減速電機驅動螺旋升降機進行升降動作。螺旋升降機設置的上下2個接近開關，是保證頂起行程為25 mm。除了上下2個限位開關保證頂起行程外，還設置了上升階段的機械限位，以避免限位開關出現失效或不受控制時，能夠保證頂起行程為25 mm。而在設備正常運轉時，前、后頂起弧板與滾道之間的間距要達到15 mm，滾筒的頂起高度最大不超過10 mm，否則很有可能會損壞前、后室支架，從而引發安全事故[4]。

2）根據滾筒的尺寸進行個性化定制頂起弧板，一般頂起弧板都是采用優質鋼性材料制作而成，并配有滑套及導向桿，以確保在設備運作過程中的方向一致性及準確性，以避免方向跑偏現象的發生。具體現場安裝見圖5、圖6。

圖5 頂起裝置現場安裝主視圖

圖6 頂起裝置現場安裝側視圖

3）需要安裝一個I/O箱配置電源模塊、PLC子站、輸入輸出模塊及饋電器，以實現新自動頂起裝置的自動控制功能。

3 新自動頂起裝置的程序設計

由于配置自動螺旋頂起裝置的控制與制絲生產系統存在著一定的關聯，為此，在頂起裝置程序設計時，頂起系統必須在生產線停機狀態下才可執行頂起，而生產線必須在滾筒落下到位后才可線啟動生產。此外，因為頂起裝置手動狀態雖然也能實現頂起、落下操作，但其到位檢測依然起控制作用。為此，在設計過程中，還可以在生產線的人機界面上增加滾筒頂起裝置的狀態監測。

4 新自動頂起裝置的運行情況

新自動頂起裝置在2021年11月完成改造后，通過對其進行各項功能測試，其各項功能均合格。具體功能測試如表1所示。

表1 新自動頂起裝置改造后各個功能測試表

根據上面各個功能測試情況可以看出，新自動頂起裝置改造后測試均為合格，可以正式投入使用。從投入使用的情況來看，新自動頂起裝置運行穩定，能夠有效滿足車間的正常生產需求。

5 結語

新自動頂起裝置采用電機驅動螺旋升降機來頂起滾筒，結構簡單、操作方便，在程序設計中增加了相應的防差錯措施，不僅能夠有效避免誤操作現象，還能有效提高設備的安全性能。由此可見，頂起裝置進行改造對自動化控制水平的提升發揮重要的作用。