YJ29接裝機最后切刀部位研究

摘 要：針對YJ29接裝機使用水溶性加膠濾棒，煙支濾嘴切口出現(xiàn)拉絲、丙纖融化現(xiàn)象進行分析，得出產(chǎn)生該現(xiàn)象的主要原因是最后切刀切割水溶性加膠濾棒時切割區(qū)域溫升過高，降低切削速度可以減少切削熱，從而降低切割區(qū)域溫升。采取改進措施給最后切刀電機加裝變頻器，通過實驗確定了變頻器合適工作頻率，減少了切削熱，降低了切割區(qū)域溫升，減少了煙支濾嘴切口拉絲、丙纖融化現(xiàn)象。

關(guān)鍵詞：水溶性加膠濾棒； YJ29接裝機最后切刀；切口；切削速度；變頻器

中圖分類號：TS43 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-8937（2015）33-0110-02

水溶性加膠濾棒具有綠色環(huán)保的特點，它內(nèi)部的吸附材料纖維表面改善了載體丙纖絲束的截濾煙氣的性能，明顯提高使用丙纖濾棒的濾嘴卷煙感官質(zhì)量，在卷煙生產(chǎn)中已經(jīng)廣泛使用。

1 問題的提出

在YJ29接裝機上使用水溶性加膠濾棒，煙支濾嘴切口部位出現(xiàn)了拉絲、丙纖融化現(xiàn)象，嚴(yán)重影響了濾嘴煙支外觀質(zhì)量和卷煙的感官質(zhì)量，迫切需要解決這一問題以滿足卷煙工藝質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。

2 原因分析

聚丙烯纖維（丙纖）具有較粗硬、機械強度較高、彈性較大、熱融點低等特點，最后切刀切割過程中切割刃與水溶性濾棒內(nèi)聚丙烯纖維絲束相互作用產(chǎn)生切削熱使切割區(qū)域溫度升高，當(dāng)切割區(qū)域溫度高于水溶性加膠濾棒融點時會出現(xiàn)濾嘴煙支切口拉絲、丙纖融化現(xiàn)象。

①切割區(qū)域溫度升高（溫升）與切割時產(chǎn)生的切削熱以及散熱情況密切相關(guān)，產(chǎn)生的切削熱越多、散熱越差溫升越高。根據(jù)切削原理一般認(rèn)為濾嘴煙支進行切割時，產(chǎn)生的切削熱與切削力和切削速度的大小存在線性關(guān)系，切削力越大、切削速度越高產(chǎn)生的切削熱越多。切割區(qū)域溫升同時還和單位時間內(nèi)切割濾嘴煙支的數(shù)量有關(guān)，單位時間切割的濾嘴煙支越多切割區(qū)域溫升越高。

②最后切刀切割水溶性加膠濾嘴（濾棒）時的切削力與相互作用面粗糙程度（摩擦系數(shù)）、側(cè)壓力（法向壓力）、水溶性加膠濾嘴（濾棒）硬度和機械強度相關(guān)，硬度和機械強度可當(dāng)作常量。切刀切割刃表面上粘附切削產(chǎn)生的粉末太多時相互作用面粗糙程度（摩擦系數(shù)）會增大，正常時保持不變。側(cè)壓力（法向壓力）與切削刃的角度有關(guān)，切割時正壓力保持不變，切削刃的角度靠磨刀砂輪磨削形成大小基本不變也就是說法側(cè)壓力（法向壓力）分析時可作為常量。

③最后切刀切割水溶性加膠濾棒時切削速度為切割點煙支線速度和切削刃線速度矢量差。以雙倍長濾嘴煙支從進入切割區(qū)域時為例對切割點的瞬時速度進行分析，如圖1所示，將最后切刀與雙倍長濾嘴煙支在切割點的線速度分解為水平和垂直兩個方向上的分速度，水平方向上切削速度計算式：

從計算式可以知道切削速度V切削的大小由切刀線速度V刀和煙支線速度V的大小以及V刀和V之間的夾角來決定， V刀變小V切削也隨之變小，V刀和V之間的夾角（θ+α）由最后切刀、切割鼓輪尺寸和相對位置來決定的，對于YJ29接裝機來說夾角（θ+α）一般不變，也就是說要想通過降低切削速度V切削來減少濾嘴煙支切割過程中產(chǎn)生的切削熱就要降低最后切刀線速度。

④最后切刀切割水溶性加膠濾棒過程中與切割區(qū)域散熱不良，容易造成切割區(qū)域溫升過高造成切口拉絲、丙纖融化，可以采取措施將切割產(chǎn)生的切削熱帶走來降低切割區(qū)域的溫升。

3 確定解決方案

①將切割時產(chǎn)生切削熱帶走可以對切割區(qū)域進行強制風(fēng)冷，但是冷卻風(fēng)不容易到達(dá)該區(qū)域，只能對切刀刀片進行冷卻和清潔，通過熱傳遞間接減少切割區(qū)域的溫升。安裝負(fù)壓吸風(fēng)管能刀片上的切割粉末及時吸走，保證切割摩擦系數(shù)不會因切割刃粘附的粉末太多而惡化，也不能直接減少切削熱的產(chǎn)生。需要指出的是，冷卻和負(fù)壓吸風(fēng)在問題出現(xiàn)之前已經(jīng)安裝。

②降低單位時間切割濾嘴煙支的數(shù)量可以通過降低機器運行速度來實現(xiàn)，為保證生產(chǎn)效率在實際生產(chǎn)中是不允許的。

③降低最后切刀的線速度有幾種方法可供選擇：更換額定轉(zhuǎn)速較低的電機、增加電機至切刀的傳動比、利用變頻器降速、更換小直徑切刀刀片等。

④由于對切割時產(chǎn)生切削熱的多少只能定性分析，想找到切刀轉(zhuǎn)速（線速度）降低到某個具體數(shù)值才能使減少切削熱使切割區(qū)域溫升降低達(dá)到濾棒切口拉絲、丙纖融化消失是比較困難的，加裝變頻器能通過切刀在不同的轉(zhuǎn)速（線速度）條件下實驗，便于確定合適的最后切刀電機轉(zhuǎn)速（線速度），因此決定通過最后切刀電機加裝一臺變頻器來降低最后切刀轉(zhuǎn)速（線速度）。

4 改進措施

最后切刀電機的銘牌上標(biāo)注電機額定功率為0.25 kW，從適應(yīng)性、經(jīng)濟性、可靠性等方面考慮，選取一臺容量為1.5 KVA的變頻器，連接到最后切刀電機電源線路中。

4.1 運行頻率設(shè)定

為保證最后切刀電機啟動停止控制方式不變，將變頻器設(shè)置成直接啟動，現(xiàn)場通過試驗發(fā)現(xiàn)變頻器運行頻率為35 Hz時效果最佳。

4.2 效果驗證

通過一月的現(xiàn)場跟蹤調(diào)查統(tǒng)計切口拉絲、丙纖融化濾嘴煙支沒有出現(xiàn)反彈。

加裝變頻器降低了最后切刀線速度，降低了最后切刀切割濾嘴時的切削速度，從而減少了切割時產(chǎn)生的切削熱，降低了切割區(qū)域溫升，減少了濾嘴切口拉絲、丙纖融化煙支的產(chǎn)生，改善了在YJ29接裝機上使用水溶性加膠濾棒時煙支濾嘴切口的質(zhì)量。

5 結(jié) 語

通過加裝變頻器，減少了煙支濾嘴切口拉絲、丙纖融化現(xiàn)象，YJ29接裝機上更換水溶性加膠濾棒的工作順利完成，保證了正常生產(chǎn)。同時使用水溶性加膠濾棒降低了卷煙成本，改善了丙纖濾嘴卷煙的吸食品質(zhì)，提高了卷煙的檔次，進一步提高了吸煙安全性，也滿足了國家對卷煙降焦減害的要求，產(chǎn)生了一定的社會效益。

參考文獻：

[1] 陳炳基，《YJ19/YJ29卷接機組》編寫組.YJ19-YJ29卷接機組培訓(xùn)教材 [M].北京：北京出版社，2000.

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