ZJ114機(jī)組卷制超細(xì)煙支時(shí)煙槍的設(shè)計(jì)與研究

閆俊科 郭 紅

（鄭州大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院，河南 鄭州 450000）

前言

在國(guó)內(nèi)外多種類型的卷煙機(jī)上，煙槍都是煙條成型系統(tǒng)中重要的部件，而在超細(xì)煙支機(jī)型的研制中，煙槍部件的重新設(shè)計(jì)成功與否對(duì)煙支的質(zhì)量及機(jī)組的成敗都顯得尤為重要。

通常意義上正常煙支的直徑為7.8mm，而超細(xì)煙是指煙支直徑在5.4mm左右的煙支。在研制能夠卷制超細(xì)煙支的卷接機(jī)組過(guò)程中，煙槍的設(shè)計(jì)是卷煙機(jī)部分的一個(gè)重點(diǎn)。

1 煙槍的組成

煙槍是卷煙機(jī)煙條成型系統(tǒng)的關(guān)鍵部件，它是一個(gè)由基礎(chǔ)件和成型件共同構(gòu)成的固定的成型通道，由底座、煙舌、前邊板、小壓板、大壓板等組成，如圖1所示。

圖1 煙槍組件示意圖

2 工作原理分析

煙條成型過(guò)程主要是舌頭（1）、小壓板（3）和大壓板（6）配合煙槍底板（5）對(duì)煙絲束進(jìn)行三次壓縮，并伴之兩次膨脹，由卷煙紙將其緊密包裹的過(guò)程，其中壓縮是影響煙支質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)。

2.1 底座（4）連接在機(jī)身上面，左右兩端各有一套可調(diào)位置的布帶輥，以保證布帶順利通過(guò)煙條成型器。

2.2 底板：煙條成型的關(guān)鍵，構(gòu)成煙條通道的下部表面。底板（5）安裝在底座（4）上，有一條光滑的園弧槽，槽底開(kāi)設(shè)有若干氣孔，高壓空氣系統(tǒng)提供高壓空氣通過(guò)氣孔在槽中形成氣墊，支承布帶運(yùn)行，減少布帶磨擦，同時(shí)冷卻布帶，延長(zhǎng)布帶的使用壽命，弧形槽起到煙條成型的作用。

2.3 煙舌頭：煙舌頭（1）安裝在位置可調(diào)的翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)上，它是使煙條初步成形壓縮非常快的零件。它的前端與風(fēng)室的負(fù)壓罩及鏟絲刀相接觸，后部與小壓板交錯(cuò)，其園弧槽形狀為前端大后端小，形成園錐凹道，使煙絲合攏、收縮。

2.4 小壓板（3）工作表面分為兩段，進(jìn)口段為由大到小的均勻過(guò)渡的錐形凹道，利于從煙舌頭出來(lái)后膨脹的煙絲束進(jìn)入小壓板，并由卷煙紙一邊逐漸包緊；出口段為半園槽，壓縮煙絲至此直徑略小于標(biāo)準(zhǔn)煙支直徑。卷煙紙的另一邊不被小壓板所限制，而是沿?fù)醢遑Q直伸出成型凹道，以供上膠。

2.5 大壓板（6）安裝在位置可調(diào)的翻轉(zhuǎn)架上，進(jìn)口處形狀使上膠后的卷煙紙邊卷曲，并與另一已卷曲的紙邊粘合。其工作面是一個(gè)園形的半園槽，與煙槍底板園弧相對(duì)，剛好合成園柱形的通道，可使煙條直徑滿足質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求。

3 卷制超細(xì)煙支時(shí)煙槍部件的設(shè)計(jì)

由分析可知，當(dāng)煙支直徑由7.8mm變?yōu)?.4mm時(shí)，煙舌、煙槍底板、邊板、小壓板和大壓板均需進(jìn)行重新設(shè)計(jì)才能滿足機(jī)組生產(chǎn)超細(xì)煙支的要求。

圖2 煙舌示意圖

3.1 煙舌方案的確定

應(yīng)用原方案試驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)機(jī)器高速運(yùn)行時(shí)煙舌處堵煙，經(jīng)分析、驗(yàn)證，原因是煙舌圓弧半徑設(shè)計(jì)太小，兩段圓弧高度設(shè)計(jì)不合適。

3.1.1 煙舌頭入口外尺寸D的確定

煙舌入口處與鏟絲刀相接觸，為保證煙絲平滑進(jìn)入，舌頭入口外尺寸應(yīng)比鏟絲刀外尺寸小0.1mm

鏟絲刀外尺寸為：6.52+0.4+0.4=7.32mm

則舌頭入口外尺寸定為D=7.2mm

3.1.2 參數(shù)E的確定

φ7.8的煙支E=4.25mm，按與直徑同比例計(jì)算4.25/7.8=E/5.4

則E=2.95mm

3.1.3 參數(shù)F的確定

按舌頭壓縮錐面最高母線的斜度不變，φ7.8的參數(shù)B1.38變?yōu)?.78后，減少了0.6，則F也相應(yīng)減少0.6

F=3.7-0.6=3.1mm

3.1.4 φ5.4舌頭截面與φ7.8舌頭截面與煙支截面壓縮比的比較φ7.8舌頭入口截面與煙支截面的壓縮比：1.29

φ5.4舌頭入口截面與煙支截面的壓縮比：1.57

φ7.8舌頭出口截面與煙支截面的壓縮比：0.72

φ5.4舌頭出口截面與煙支截面的壓縮比：0.65

3.2 煙槍底板方案的確定

增加尺寸D的變化用以減小煙槍底板及邊板與煙舌頭，鏟絲刀外側(cè)的間隙，保證不飛煙末，更改后邊板與舌頭及鏟刀最小間隙0.8mm，最大間隙1.2mm。

小結(jié)

按新方案設(shè)計(jì)的煙槍部件（見(jiàn)圖4）投產(chǎn)后,安裝到機(jī)組上，經(jīng)過(guò)調(diào)試，很好的實(shí)現(xiàn)的預(yù)想的效果，煙槍部件沒(méi)有煙末飛出，卷制的超細(xì)煙支圓周度也符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。

圖4 新設(shè)計(jì)的煙槍部件實(shí)物圖

[1] 國(guó)家煙草專賣局.卷煙工藝規(guī)范[M].北京：中央文獻(xiàn)出版社，2003.

[2] 卷煙機(jī)械.卷煙機(jī)械編寫(xiě)組.北京出版社，1989.

[3] 范黎.GB5606-2005卷煙系列國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)宣貫教材[S].中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社.2005.