王光磊,李孝泉,汪 蓉,于治林
(紅云紅河煙草(集團)有限責任有限公司紅河卷煙廠,云南紅河 652399)
醋酸纖維濾棒成型機生產中,導絲舌在輸送與導引絲束時,如果有少量的纖維絲被氣流吹出導絲舌之外,將造成絲束纖維外溢。外溢的纖維絲會粘附在施加搭口膠的成形紙上,阻礙了另一側的成形紙與之粘接。粘有纖維絲的濾條搭口粘接力不夠,在絲束的膨脹下容易使搭口爆開,形成爆口濾棒。濾棒爆口會使濾棒成型機切割和輸送無法正常進行,導致生產中斷,影響成型機設備的生產效率。同時,爆口濾棒會影響卷煙工藝煙支與濾嘴的對接,給卷煙生產帶來障礙。濾棒爆口是漏絲的主要危害,既影響設備運行效率又帶來質量隱患。因此,如何有效避免導絲舌出現漏絲是濾棒質量控制過程中的重要技術要求。因此深入分析導絲舌工作原理及漏絲形成的原因,有利于有針對性的解決濾棒漏絲爆口問題。
導絲舌是濾棒成型機將開松后施加了甘油酯的絲束導入煙槍的主要部件(圖1)。機器系統高壓空氣經調壓閥減壓后進入比例閥,比例閥依據主機車速由電磁線圈的吸力控制閥芯移動,從而打開氣路,向捕絲器及導絲舌輸送壓縮空氣。開松后的絲束通過捕絲器的射流真空,將高壓空氣形成的負壓吸入捕絲器左側腔,然后在高壓空氣作用下吹入導絲舌,由導絲舌導入煙槍,并逐步被布帶和成形紙包裹,在煙舌、煙槍的配合下形成濾條。

圖1 導絲舌工作原理
由于系統提供的壓縮空氣并不完全清潔,再加上輸送管道內壁銹蝕,脫落下來的粉末會混入壓縮空氣中。摻雜著粉塵的壓縮空氣在經過每臺成型機總氣閥時會污染過濾器,影響其通透性。如果污染情況嚴重,壓縮空氣在經過過濾器時,壓力和流量就會出現波動,造成比例閥分配給捕絲器的空壓流量與實際要求存在差距,且忽大忽小,從而引起作用在絲束上的作用力不穩定。如果過大壓力的壓縮空氣作用在絲束上,使其進入導絲舌,就會造成漏絲。
控制捕絲器氣流的比例閥,按照主機車速控制比例分配閥芯開度,從而控制合適大小的氣流供給捕絲器。比例閥閥芯被污染后,動作不靈活,輸出的實際氣流往往低于設定氣流,使絲束輸捕速度降低、局部堆積,阻礙氣流的通過。此時,氣流壓力瞬間增大,將部分絲束纖維吹出導絲舌兩側,從而形成漏絲。
(1)捕絲器氣腔被絲束溶漿污染,造成進入氣腔的環狀氣流分布不均勻、局部壓力增大,絲束未能正常吹入導絲舌。局部壓力增大的氣流可以使部分纖維被吹出導絲舌之外,造成漏絲。
(2)氣流通道橫截面積的大小影響吹出氣流的壓力。由流量公式Q=V×A 可知,相同流量的氣流Q 通過時,如果通道橫截面積A 不同、流速V 不同,其壓力也不同。通道橫截面積的大小由氣腔內的墊片厚度決定。如果墊片厚度減小,在相同流量的氣流通過時,氣流壓力增大。但是如果墊片厚度增加,通流面積A 增大,壓力降低。需要保持壓縮空氣的壓力與流量處于合理范圍,才能保證絲束的正常輸送。
(3)氣腔墊片銹蝕或墊片安裝不良。墊片安裝位置與氣腔中心形成中心對稱,才能使環狀氣流的分布較為理想。墊片安裝不對稱或墊片銹蝕造成局部厚度不同,都會造成氣腔形狀不理想或漏氣,影響作用在絲束上的氣流分布。
(4)捕絲器的安裝角度和橫向位置。捕絲器與導絲舌的對接角度應保證在一條直線上,以減少氣流損耗。另外,兩者中心線應處于煙槍中心線垂直平面內,以保證絲束的輸送方向與氣流方向一致。方向偏差會導致部分纖維受到橫向作用力被吹出,從而形成漏絲。
(1)正常氣流應沿著絲束形成濾棒條的傾斜向前的方向。如果導絲舌后端過高,則會使氣流向下的角度較大,部分絲束受到向下的作用力,從導絲舌尾部下面漏出;如果導絲舌前端過低,則會造成絲束經過時通道過小,部分絲束會被擠壓出導絲舌與布帶形成的空間之外,從而形成漏絲。
(2)導絲舌沿著成型腔的縱向位置不合適,使絲束未能較好地被導入成型腔。如果導絲舌縱向位置靠后,開松的絲束導入深度則不夠,不能夠有效地被布帶和盤紙卷入包裹起來,從而造成漏絲現象。而如果導絲舌縱向位置超前,導絲舌本身在卷曲的布帶內占據的空間大,使絲束進入的空間狹小,導入不通暢,從而造成漏絲現象。
(3)導絲舌橫向位置偏差大,不在布帶中間。導絲舌與布帶兩側的間隙不均勻,間隙大的一側密封性不好,導致有纖維溢出,從而形成漏絲。
(4)導絲舌與煙舌對接不正。如果導絲舌與煙舌安裝不正,結合面形成錯位,纖維通過時會被掛斷。斷裂的纖維在壓縮空氣的作用下吹出,從而形成漏絲。
濾棒條的形成是導絲舌、煙舌配合成形紙,與布帶逐漸包裹而成的。絲束進入煙槍后,如果不能及時被包裹起來,就必然會漏出來。布帶輥與煙槍入口導紙輥的高度直接決定布帶與盤紙的卷曲速度。如果其位置過低,包裹速度滯后于從煙舌捕來的絲束,就會造成漏絲。
導絲舌終端的工作壓力和流量,與所生產的濾棒規格以及絲束輔料相關。過高的壓力對絲束的沖擊力過大,會使斷絲飛出導絲舌之外,從而形成漏絲爆口;過低的流量無法輸送絲束,就會造成濾棒縮頭。所以應該以導絲舌兩側無飛花、濾棒不縮頭、吸阻和重量等質量指標穩定為指向,合理調定工作壓力和流量。
操作或修理人員應定期對調壓閥內的過濾器進行清潔,可采取超聲波清潔方式進行清潔。如果過濾器污染嚴重,應更換新的過濾器,以保證送往開松系統高壓空氣清潔,從而保持壓力、流量的穩定。壓縮空氣的清潔能夠減少比例閥的污染,使其性能相對穩定可靠。進入比例閥內壓縮空氣的流量與壓力穩定,能減少其對比例閥閥芯的非正常沖擊,使其分配的氣流更好地滿足要求。
目前,濾棒成型機高壓空氣的過濾精度普遍采用8 μm 的過濾精度。可以將其改進為兩級過濾,在8 μm過濾的基礎上再增加一級5 μm 過濾器,提高過濾精度,以便更有效地保護流量比例閥等電氣元件,保持高壓空氣流量控制的可靠性,減少漏絲現象的發生。
操作人員應當定期對空氣捕絲器進行清潔,避免絲束溶漿固化后對氣流造成干擾。修理人員對出現銹蝕的墊片也應及時更換,并涂抹潤滑脂,增強其密封性。規范組裝捕絲器,保持氣腔氣隙的均衡,使捕絲器達到最佳的工作狀態。捕絲器墊片厚度的選取應該與調定的最高流量相匹配。
一般流量閥的閥芯開度在成型機高速運行時處于中間位置(50%左右)較為可靠。如果流量閥的閥芯開度處于最大極限位置才能達到捕絲器的壓力和流量需求,則容易出現壓力和流量的波動。因此,需要將流量閥的進氣壓力調到捕絲器最高需求壓力的2 倍,這樣才能使流量閥在工作時閥芯處于中間位置,保證其工作穩定可靠。
煙槍入口布帶輥的輥面高度與煙槍槽的底面等高,如果輥面高于煙槍槽底面,就會使布帶與煙槍槽底面不平行,處于傾斜狀態。而后續導絲舌的調整是以布帶為基準的,所以也與煙槍槽不平行,使絲束輸送阻力會增大。布帶輥面低于煙槍槽底面,會使布帶對絲束的包裹滯后,容易形成漏絲。
導絲舌兩側與布帶間隙均勻,以4 層成形紙剛好通過為宜。若間隙過大,則會導致密封性下降,氣流外泄造成漏絲。而且,導絲舌應與煙槍槽平行、中心對稱,使導絲舌內的絲束受力均勻,減少橫向壓力偏差造成的漏絲。導絲舌與煙舌的對接面應無凸起現象,以保證絲束通過時流暢、不卡澀、不掛斷纖維。
綜上所述,解決成型機導絲舌漏絲爆口問題,首先應從工作介質,即高壓空氣的過濾精度、壓力和流量的大小與穩定性方面入手,結合導絲舌、捕絲器、煙槍入口布帶輥等安裝調整技術要求等方面檢查分析,從而實現快速精準的維修,保證濾棒產品質量和設備效率。