YJ17 卷煙機刀盤傾角快速調整裝置的研制

趙長財，劉永強

（甘肅煙草工業有限責任公司天水卷煙廠，甘肅天水 741020）

0 引言

煙支切割系統主要由刀盤機構、磨刀裝置喇叭嘴機構等組成。YJ17 卷煙機刀盤采用虎克式刀盤機構，刀盤除動力輸入端支撐外，在刀盤的另一端增加輔助支撐，為了適應刀盤傾角，在刀盤內設計有一“十字萬向聯軸節”結構，并與固定切刀的刀架相連，向刀架提供在刀盤內擺動的動力。卷煙機運行過程中，煙條在左右喇叭嘴中以特定速度通過，同時，由曲柄帶動刀盤轉動，使刀片從兩喇叭嘴間隙中穿過，進而將煙條切割成雙倍煙支長度。煙支切割系統的主要任務是完成煙支切割。采用雙刀雙切的切割形式，即刀盤旋轉一周切出兩支雙倍長的煙支，進入接裝機后再進行二次分切（圖1）。

圖1 煙支切割系統

為了保證煙支切割質量達到工藝要求，在煙支正常切割時，刀片的水平分速度必須與煙條運行速度及支承煙條的喇叭嘴速度相同。

因此，刀盤必須有一個豎直方向的夾角來保證刀片的水平分速度達到要求。在卷制成形后作直線運動的煙條切割成規定長度的雙倍長煙支，且要達到煙支長度相等、切口平齊光潔、切口與煙支軸線垂直的工藝要求。

刀盤角度根據煙支長度規格變換，通過調整傳動箱和刀盤支承座的位置實現。在實際刀盤角度調整時，如果刀盤傾角調整不正確，則在生產過程中會出現煙支切面與煙支不垂直（煙支切口斜面）、煙支切口毛渣、、在煙支切割時刀片將喇叭嘴損壞或打壞刀片。由于調整工具專業性限制，調整過程不僅繁瑣、且效率不高，再加上調整精度低，尤其是反復調整的情況，不僅加大工作量，同時還浪費材料，影響企業生產效益。基于刀盤傾角校準費時費力的原因，研發快速校準裝置，使得刀盤傾角的校準時間達到30 min 以下。

1 裝置設計需求

維修人員對刀盤傾角進行調整時，需用力旋轉殼體和刀盤。由于沒有專用調整工具，維修人員只能憑感覺進行調整，精度難以把握。具體調節步驟為：

（1）首先使用百分表調行程。

（2）盤車使刀片剛進入喇叭嘴和刀片的后端即將離開喇叭嘴時，觀察刀片與右喇叭嘴的相對位置。松開殼體的緊固螺絲，調整殼體位置。此步驟需反復調整檢驗刀片與喇叭嘴的相對位置。

（3）調整完畢后將所有松開螺絲緊固，并在半球座中放入調整量塊，使半球座與刀盤軸同軸心。2019 年車間YJ17 卷煙機調整刀盤傾角平均耗時達到76 min。

目前車間有3 種規格長度的煙支，兩兩之間互相更換時，會出現調整刀盤傾角的情況。如果能設計出3 個固定角度的裝置，在每次調整傾角時根據不同規格的煙支長度放入各自的裝置，快速完成傾角的調整，則會大大減少工作強度和返工耗時。

刀盤偏轉角α 與煙支長度L 的關系：刀盤上裝有兩把刀片，刀盤每轉一圈切割兩支雙倍長煙支。可得到如下的計算公式：

式中，為刀盤傾角α 與煙支長度L 的關系，Da是一個設計定值，本機刀盤切割點的旋轉直徑Da=360 mm，取L=64 mm代入式（3）。

利用調整角度原理，設計新型機械工裝。并有如下優點：①能實現調整傾角功能；②僅需1 人完成；③利用機械原理，可以做到快速精準調整；④實施過程簡單。

新型機械工裝也有如下的缺點：①需設計機械機構并為委外加工；②需對設備進行風險評估并打孔。

2 裝置設計

為了研制出一種快速調整刀盤傾角的工裝，根據實際情況所要達到的目標進行了全面的需求分析，機械裝置需求匯總分析見表1。

表1 機械裝置需求分析

經過全面的需求分析，得到了各機械部件的具體方案，經過組合就得到整個裝置（圖2）。

圖2 機械裝置各部件的具體方案

刀盤傾角調整裝置調整支架尺寸為：42 mm×42 mm×42 mm，固定支架尺寸42 mm×42 mm×42 mm，支架打孔直徑為8±0.01 mm；支架調整圓心到底邊的長度為21 mm，螺桿尺寸為：M8×68 mm。基準面到固定支架的長度為460 mm；基準面到調整支架的長度為396 mm，測量量塊尺寸，誤差在±0.05 mm 內。機械裝置校準工裝總體如圖3 所示，機械裝置總體實物4 所示。

從圖3 和圖4 可以看出，量塊是校準工裝的核心部分，不同的煙支規格對應不同的量塊。就目前而言，車間有3 種煙支規格，因此就有3 個量塊，為了便于存儲，將3個量塊合三為一，量塊三合一如圖5 所示。

圖3 機械裝置總體樣圖

圖4 機械裝置總體實物

圖5 量塊三合一圖

3 裝置測試

在課題中，為了達到預期的目標——就是只測量一次完成以后的校準。需要作好如下工作：①利用輪保時間將做好的支架安裝在設備殼體和機架上；②利用輪保時間測量得到精準的量塊尺寸；③重復操作，多次測量，取平均值；④得到標準化的量塊尺寸。

經過多次測量，得到了量塊各個部位的尺寸，符合煙支端面垂直煙支，喇叭嘴完好的要求。對整個裝置在2020 年10 月在YJ17 卷煙機上進行測試，經過統計得到所有卷煙機刀盤傾角精準調整的耗時，車間2020 年10 月份調整刀盤傾角耗時統計見表2。

表2 車間2020 年10 月份調整刀盤傾角耗時統計

4 結束語

綜上所述，刀盤傾角校準調整工裝可以對刀盤傾角進行有效調節，避免重復調整，降低工人的勞動強度，將校準時間壓縮在30 min以下。與此同時，刀盤校準調整工具還能夠根據不同長度的煙條，及時、精確地調整與測量生產所需的刀盤傾角，在提高工作效率的同時，為切割截面的質量提供保障。