ZF12B大流量輸送裝置的改進應用

（許昌煙草機械有限責任公司，河南 許昌 461000）

ZF12B大流量輸送裝置的改進應用

岳明陽

（許昌煙草機械有限責任公司，河南 許昌 461000）

為解決ZF12B卷煙儲存輸送裝置在煙支輸送過程中存在的煙支下墜、皺紋煙支等問題，將轉(zhuǎn)角提升器的固定導軌改為了擺臂式柔性裝置，垂直提升與轉(zhuǎn)角提升分段控制，出口轉(zhuǎn)彎采用了彈性輸送裝置。應用效果表明，實現(xiàn)了對煙支流量的精確控制和柔性輸送，煙支下墜現(xiàn)象消失，皺紋煙支比例由2%降低到0．02%，有效提高了卷煙產(chǎn)品的外觀品質(zhì)。

輸送系統(tǒng)；柔性輸送裝置；浮動擺臂；流量匹配

ZF12B卷煙儲存輸送系統(tǒng)是卷接機組與包裝機組之間的柔性聯(lián)結設備，用于卷煙的儲存與輸送。它具有可靠性高、富余性強、柔性大及布置靈活等特點，主要由YJ35D型裝盤機、YB17B型卸盤機及YF12B型卷煙輸送裝置三部分組成，三者之間由可編程序控制器PLC進行調(diào)節(jié)和控制。但在實際的應用過程中，大流量輸送裝置存在著煙支下墜、皺紋煙支等問題，特別是在超高速卷接包設備中，無法滿足對煙支外觀品質(zhì)的要求。針對上述問題，王玉芬分析了YF17煙支輸送通道對煙支外觀品質(zhì)的影響，并對設備的控制系統(tǒng)進行了改進，有效減少了皺紋煙支比例。胡偉等將提升通道的弧形導向板改為柔性不銹鋼絲網(wǎng)帶，增加帆布整理皮帶，使提升通道頂部的硬聯(lián)接改為軟聯(lián)接，有效減少了皺紋煙支數(shù)量。王俊等在轉(zhuǎn)角提升處采用浮動小皮帶改變轉(zhuǎn)彎處通道寬度，形成緩沖區(qū)域，減少垂直通道頂部料位的抖動，從而提高了煙支品質(zhì)。將提升通道的弧形導向板改為柔性不銹鋼絲網(wǎng)帶的方式，實現(xiàn)了提升器出口的柔性輸送，但是沒有涉及轉(zhuǎn)角提升處產(chǎn)生皺煙的情況；轉(zhuǎn)角提升處采用浮動小皮帶的方式，在針對濾棒的輸送時使用情況良好，但在輸送煙支時，由于采用窄帶輸送，與煙支的接觸面積較小，煙支在擠壓時反而又產(chǎn)生了皺紋煙支。針對上述情況，通過支品質(zhì)的不同要求，對垂直提升段電機速度進行調(diào)整，實現(xiàn)垂直提升段電機對轉(zhuǎn)角段電機速度的精確跟蹤，從而達到兩者流量匹配。

圖1 擺臂式柔性輸送裝置結構示意圖

圖2 改進后煙支過彎道煙支相對運動示意圖

2.2 轉(zhuǎn)角提升采用擺臂式柔性輸送裝置

圖3 出口轉(zhuǎn)彎結構示意圖

轉(zhuǎn)角提升采用擺臂式柔性對大流量輸送通道中煙支流量匹配分析和相對運動分析，在轉(zhuǎn)角提升處采用擺臂式柔性輸送裝置，在垂直提升段進行獨立控制，在出口轉(zhuǎn)彎段采用彈性輸送裝置，以實現(xiàn)對煙支流量的精確控制和柔性輸送，避免煙支在輸送過程中受損。

1 存在問題

ZF12B大流量輸送裝置轉(zhuǎn)角提升采用同角速度大轉(zhuǎn)彎半徑方式，出口轉(zhuǎn)彎段的煙支通道采用內(nèi)側小轉(zhuǎn)彎半徑、外側固定圓弧導向板的設計方式。在煙支輸送過程中，由于上游輸送煙支量存在變化，煙支在通過轉(zhuǎn)角提升裝置的轉(zhuǎn)彎通道時就要進行必要的堆壘和整齊，使煙支充滿轉(zhuǎn)彎處后才能提升，這樣就存在煙支的相互錯動擠壓，影響煙支質(zhì)量；在垂直提升時，由于轉(zhuǎn)角提升和垂直提升利用同一電機驅(qū)動，提升高度過高時，輸送鏈板會產(chǎn)生抖動爬行，導致煙支下墜；在出口轉(zhuǎn)彎時，煙支在弧形導向板處受力后轉(zhuǎn)向，由于提升段出現(xiàn)煙支下墜，煙支不均勻輸送，煙支受力后出現(xiàn)偏轉(zhuǎn)，從而導致皺煙和亂煙，影響下游包裝機的生產(chǎn)。

2 改進方法

2.1 轉(zhuǎn)角提升段與垂直提升段分段控制

為實現(xiàn)轉(zhuǎn)角提升段與垂直提升段分段控制，在轉(zhuǎn)角提升段與垂直提升段配置獨立驅(qū)動電機，并根據(jù)煙支直徑和煙輸送裝置替代原固定式輸送通道，其由一組浮動的鏈板與內(nèi)圈軌道一起組成柔性輸送通道。如圖1所示，鏈板（2）掛在主動鏈輪組（1）的鏈輪和擺臂支撐輪（4）上，擺臂（3）以支撐輪（4）為中心擺動，壓在鏈板上，鏈板以擺臂為軌道，這樣就使鏈板時刻處于張緊狀態(tài)。改進后的轉(zhuǎn)角提升段，煙支在經(jīng)過彎道時，其水平段速度V水平與內(nèi)圈速度V內(nèi)相等，外圈鏈板速度V外＞V水平。如圖2所示，煙支1以V水平被輸送到轉(zhuǎn)彎段入口處時，由于鏈板速度V外＞V水平，煙支1加速，在重力作用下，煙支2落到煙支1與下一煙支因速度差所造成的空隙中。推廣在整個通道中，當煙支流從水平段輸送到轉(zhuǎn)彎段時，煙支流的料位會降低，這樣就避免了煙支擠壓現(xiàn)象的出現(xiàn)；另一方面，在水平輸送段的煙支高度發(fā)生變化時，煙支的輸入流量與輸出流量產(chǎn)生了不匹配，但由于鏈板是浮動的，且在擺臂作用下時刻處于張緊狀態(tài)，自動改變轉(zhuǎn)角通道的寬度來補償煙支輸入和輸出流量不匹配導致的間隙，使煙支在柔性輸送通道中處處被均勻壓緊，避免了垂直通道內(nèi)煙支下墜及錯動現(xiàn)象的出現(xiàn)。轉(zhuǎn)角通道的寬度不僅跟煙支流量有關，而且還與煙支自身的重量和浮動擺臂的重量有關。根據(jù)我們在實際的運用中的情況，為適應不同的煙支規(guī)格，通過調(diào)整浮動擺臂上的配重機構和浮動鏈板的數(shù)量，防止煙支之間、煙支和鏈板之間因為壓力過大而導致的皺煙現(xiàn)象。

2.3 出口轉(zhuǎn)彎段采用彈性輸送裝置

如圖3所示，在出口轉(zhuǎn)彎段采用彈性輸送裝置。在外轉(zhuǎn)彎導板（2）上增加彈性壓緊裝置（1），利用彈簧片（3）壓緊導板。在煙支輸送過程中，垂直輸入流量與橫向輸出流量不匹配時，通過調(diào)整彈簧片的預緊力，外轉(zhuǎn)彎導板上下做微量的運動來改變輸出通道的寬度，使煙支在經(jīng)過彎道時張緊適度、輸送平穩(wěn)；另外，當煙支到達高位輸送段后，還可對煙支流進行整理，避免出現(xiàn)亂煙和掉煙等現(xiàn)象。

2.4 電氣控制的改進

改進后的ZF12B大流量輸送裝置采用了倍福（Beckhoff）嵌入式工業(yè)PC作為核心控制單元，配置視頻輸出接口模塊連接觸摸屏人機交互界面，運用EtherCAT總線技術與檢測元器件、執(zhí)行元器件、HMI人機界面、伺服驅(qū)動裝置等進行通訊，使整個控制系統(tǒng)精度提高一個等級。

3 改進效果

改進后ZF12B大流量輸送裝置，實現(xiàn)了對煙支流量的精確控制。實際應用效果表明，煙支輸送穩(wěn)定可靠，解決了煙支在垂直輸送時的下墜現(xiàn)象，皺紋煙支數(shù)量顯著減少，皺紋煙支由原來的2%降低到0.02%，有效提高了卷煙產(chǎn)品的外觀品質(zhì)。

[1]許昌煙草機械有限責任公司．ZF12B卷煙儲存輸送系統(tǒng)安裝調(diào)試手冊（機械）．

[2]楊春霞．COMFLEX-1卷煙貯存輸送系統(tǒng)的技術升級[J]．煙草科技，2007（08）：23-25．

[3]王玉芬．卷煙存儲輸送裝置YF17鏈板穩(wěn)定系統(tǒng)[J]．自動化應用,2010（05）：35-36．

[4]胡偉，王江華．YF17型卷煙儲存輸送裝置提升通道弧形板的改進[J]．煙 草科技，2012（09）：22-23．

[5]王俊，彭鑄．卷煙、濾棒儲存輸送系統(tǒng)中提升通道的改進設計[J]．湖南文理學院學報（自然科學版），2009（01）．

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TQ32 < class="emphasis_bold"> 文獻標識碼：B

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