對(duì)KTC80切絲機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的改造

李銳洪，李劍冰，張立志，姚 冬，劉志翎

(1.紅塔煙草（集團(tuán)）有限責(zé)任公司大理卷煙廠，云南 大理 671000；2.昆明煙機(jī)集團(tuán)二機(jī)有限公司，云南 昆明 650216）

一、前言

目前國(guó)內(nèi)使用的切絲機(jī)，其傳動(dòng)方式主要有液壓驅(qū)動(dòng)和電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)兩種。液壓系統(tǒng)維護(hù)困難，維修成本高，并存在滲漏油污染煙絲的隱患。

2008～2010年，紅塔集團(tuán)大理卷煙廠與昆明煙機(jī)集團(tuán)二機(jī)有限公司合作，針對(duì)德國(guó)產(chǎn)KTC80液壓驅(qū)動(dòng)的替代技術(shù)進(jìn)行攻關(guān)。改造后的KTC80在線使用狀況良好，設(shè)備的技術(shù)和控制水平大幅提高，取得了令人滿意的成果。筆者主要針對(duì)KTC80切絲機(jī)的液壓系統(tǒng)改造進(jìn)行介紹。

二、KTC80切絲機(jī)液壓控制系統(tǒng)的使用情況和優(yōu)缺點(diǎn)分析

1.液壓傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)

（1）輸出功率大，力矩慣量比大，結(jié)構(gòu)緊湊，質(zhì)量輕，布局靈活。

（2）速度、扭矩、功率均可無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)；能迅速換向和變速，調(diào)速范圍寬；控制、調(diào)節(jié)較簡(jiǎn)單，操作方便、省力。

（3）元件的自潤(rùn)滑性好，易實(shí)現(xiàn)過(guò)載保護(hù)與穩(wěn)壓，安全可靠。所有采用液壓技術(shù)的設(shè)備安全可靠性都好。

2.液壓傳動(dòng)的缺點(diǎn)

（1）存在泄漏，同時(shí)液壓傳動(dòng)不能得到嚴(yán)格的傳動(dòng)比。

（2）傳動(dòng)效率較低，因而不適宜遠(yuǎn)距離傳動(dòng)。

（3）液壓油溫度的變化對(duì)傳動(dòng)的穩(wěn)定性有一定的影響；液壓油要定期更換，且過(guò)濾器的濾芯也要定期檢查、更換。

（4）液壓元件制造精度要求高，維修保養(yǎng)困難。

（5）發(fā)生故障不易檢查。

（6）系統(tǒng)的拆裝和維修比較麻煩。

3.KTC80切絲機(jī)液壓傳系統(tǒng)的主要功能

KTC80切絲機(jī)液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的主要功能：驅(qū)動(dòng)物料輸送裝置即上、下排鏈的傳動(dòng)和切絲刀輥的轉(zhuǎn)動(dòng)以及對(duì)所輸送物料的壓實(shí)。從圖1中可以看出：一個(gè)可變量調(diào)速泵帶動(dòng)兩個(gè)油馬達(dá)，一個(gè)油馬達(dá)驅(qū)動(dòng)切絲刀輥，另一個(gè)油馬達(dá)通過(guò)無(wú)級(jí)變速器PIV和套筒滾子傳動(dòng)鏈，減速后驅(qū)動(dòng)上、下排鏈。上排鏈壓實(shí)機(jī)構(gòu)也是液壓油缸驅(qū)動(dòng)。

該型切絲機(jī)液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的調(diào)速是通過(guò)調(diào)整電動(dòng)機(jī)M8來(lái)調(diào)節(jié)主油泵的輸出流量，一是調(diào)節(jié)刀輥轉(zhuǎn)速，二是通過(guò)調(diào)整電動(dòng)機(jī)M9改變PIV變速器的輸出轉(zhuǎn)速，來(lái)調(diào)節(jié)排鏈的速度，即改變切絲的厚度。從該型切絲機(jī)液壓管路的實(shí)際安裝情況可以看到，整個(gè)機(jī)身內(nèi)部油管布置雜亂，加上油箱、冷卻器、油泵、閥板、PIV變速器等大量器件，不利于故障查找和維修。

三、改造的方案

該型切絲機(jī)的工作原理是利用物料輸送裝置即上、下排鏈對(duì)物料進(jìn)行輸送的同時(shí)對(duì)其壓實(shí)，將被壓實(shí)的物料輸送到刀門，旋轉(zhuǎn)刀輥上的裝有切絲刀片，按照設(shè)定的速比對(duì)從刀門出來(lái)的物料進(jìn)行切削。

改造該型切絲機(jī)的基本原則是不改變切絲機(jī)工作原理和框架的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，結(jié)合新的驅(qū)動(dòng)技術(shù)全面升級(jí)傳動(dòng)系統(tǒng)。用一個(gè)電機(jī)減速器來(lái)驅(qū)動(dòng)上、下排鏈的輸送運(yùn)動(dòng)；另外用一個(gè)電動(dòng)機(jī)通過(guò)齒形帶傳動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)刀輥體的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；采用氣動(dòng)系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)物料的壓實(shí)。

1.傳動(dòng)系統(tǒng)的改造

拆除液壓系統(tǒng)，使用雙伺服電動(dòng)機(jī)分別驅(qū)動(dòng)排鏈和刀輥，實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確、有效地控制。設(shè)計(jì)方案保持主要件的結(jié)構(gòu)不變，僅對(duì)刀輥傳動(dòng)及進(jìn)料排鏈傳動(dòng)進(jìn)行重新配置和設(shè)計(jì)。為充分保證改進(jìn)后的切絲機(jī)的通用性和互換性，切葉、切梗機(jī)可選取同種規(guī)格（相同標(biāo)高）不同等級(jí)的驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)和減速機(jī)。

（1）重新設(shè)計(jì)的排鏈輸送裝置機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)。電機(jī)減速器安裝在原來(lái)PIV的位置，輸出端增加一個(gè)手動(dòng)離合器，通過(guò)傳動(dòng)鏈條直接帶動(dòng)排鏈輸送裝置，可靠性高，維修方便。

（2）切削刀輥的驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)安裝在機(jī)頭架上，采用同步齒形帶傳動(dòng)。

2.氣動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

采用氣動(dòng)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)物料壓實(shí)和刀門高度的調(diào)整，通過(guò)設(shè)置合理的增壓機(jī)構(gòu)，增設(shè)比例減壓閥的控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)左右汽缸調(diào)整同步，可保證達(dá)到或超過(guò)液壓系統(tǒng)的性能。

由于原來(lái)機(jī)體空間狹小，無(wú)法在設(shè)備內(nèi)部安裝合適的汽缸，經(jīng)過(guò)計(jì)算，把汽缸設(shè)計(jì)在機(jī)身上，并加設(shè)增壓臂，就能達(dá)到原有的物料壓實(shí)的效果，不影響切絲質(zhì)量。圖2為改造后KTC80切絲機(jī)的氣動(dòng)原理圖。

四、改造后切絲機(jī)的性能參數(shù)

生產(chǎn)能力：切梗絲（0.15mm時(shí)）1 000～3 000kg/h；切絲寬度：切梗絲0.1～0.25mm;刀門高度：100～160mm；刀輥轉(zhuǎn)速：150～660r/min；壓縮空氣：壓力0.5～0.8MPa，流量〉0.5m3/min。

五、切絲質(zhì)量檢查

圖2 改造后的KTC80切絲機(jī)的氣動(dòng)原理圖

大理卷煙廠有兩臺(tái)KTC80RE(3#、4#)用于加工梗絲，在3#實(shí)施驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)改造后，用兩臺(tái)設(shè)備對(duì)同一批梗條進(jìn)行了對(duì)比測(cè)試，煙絲結(jié)構(gòu)對(duì)比數(shù)據(jù)如表1所示。

表1 切梗絲機(jī)的對(duì)比數(shù)據(jù)

六、結(jié)論

改造后的KTC80切絲機(jī)外觀協(xié)調(diào)美觀，傳動(dòng)簡(jiǎn)單，操作和維修方便，性能參數(shù)與原機(jī)保持一致，產(chǎn)品質(zhì)量無(wú)明顯變化。綜合來(lái)說(shuō)，該項(xiàng)改造順應(yīng)了設(shè)備技術(shù)發(fā)展的方向和趨勢(shì)，對(duì)延長(zhǎng)在用設(shè)備的壽命周期、改善關(guān)鍵設(shè)備的性能和使用效果有積極的作用。

[1]吳博.液壓與氣壓傳動(dòng)原理及應(yīng)用[M].中國(guó)電力出版社，2008.