YJ216型接裝機(jī)搓接鼓輪清潔裝置的設(shè)計與改進(jìn)

章俊杰 葉家勝

（浙江中煙工業(yè)有限責(zé)任公司杭州卷煙廠，浙江杭州 310000）

YJ216型接裝機(jī)搓接鼓輪清潔裝置的設(shè)計與改進(jìn)

章俊杰 葉家勝

（浙江中煙工業(yè)有限責(zé)任公司杭州卷煙廠，浙江杭州 310000）

ZJ116型卷煙機(jī)是新型國產(chǎn)超高速機(jī)，生產(chǎn)能力達(dá)16000支/分鐘。該設(shè)備在運(yùn)行時，搓接鼓輪表面容易產(chǎn)生結(jié)膠現(xiàn)象，導(dǎo)致卷煙漏氣、爆口等質(zhì)量缺陷。本課題擬通過設(shè)計增加一種搓接鼓輪自動清潔裝置，降低由于積膠產(chǎn)生的卷煙搓接漏氣、濾嘴接裝不牢固、掉濾嘴等質(zhì)量缺陷。通過設(shè)計改進(jìn)，在搓接鼓輪上方增加清潔毛刷，動力由切紙輪毛刷驅(qū)動電機(jī)通過齒型帶帶動，從而實現(xiàn)搓接鼓輪的自動清潔，有效解決上述設(shè)備故障和質(zhì)量缺陷，提高設(shè)備效率。

YJ216接裝機(jī) 搓接鼓輪 積膠 毛刷 清潔

ZJ116型卷煙機(jī)是我廠2014年引進(jìn)的新一代的國產(chǎn)超高速卷煙生產(chǎn)設(shè)備，生產(chǎn)能力達(dá)16000支/分鐘。由于設(shè)備長期處于高速運(yùn)行，零部件、原材料以及人為操作等因素都將影響設(shè)備的穩(wěn)定生產(chǎn)，從而造成產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率的異常波動。

1　存在問題及原因分析

1.1當(dāng)前存在的問題

YJ216接裝機(jī)在生產(chǎn)過程中，容易產(chǎn)生卷煙漏氣、掉濾嘴等質(zhì)量缺陷，經(jīng)常需要手動停機(jī)對搓接鼓輪進(jìn)行清潔，使設(shè)備停機(jī)時間大大增加，從而造成設(shè)備效率的下降。通過當(dāng)班卷煙漏氣、掉濾嘴缺陷煙支數(shù)及停機(jī)清潔搓接鼓輪時間進(jìn)行統(tǒng)計，如下圖1-2所示。

設(shè)備正常運(yùn)行時，煙支漏氣支數(shù)應(yīng)控制在30支/班次，而在數(shù)據(jù)采集的一周內(nèi)，煙支漏氣支數(shù)平均為312支/班次，是正常波動的10倍。可見，該質(zhì)量缺陷是一個不容忽視的問題。

1.2缺陷原因分析

經(jīng)觀察，YJ216接裝機(jī)搓接鼓輪積膠是導(dǎo)致水松紙包裹煙支和濾棒的過程不暢，引起煙支漏氣、掉濾嘴缺陷數(shù)量上升的主要原因。針對搓接鼓輪處易積膠的原因進(jìn)行分析：上膠后的水松紙經(jīng)搓接鼓輪將煙支和濾棒進(jìn)行包裹黏合，形成濾嘴煙支，在搓接過程中，膠水經(jīng)搓接鼓輪擠壓后從水松紙邊緣溢出，粘在搓接鼓輪輪齒表面，冷卻后形成膠塊，導(dǎo)致后續(xù)生產(chǎn)時水松紙包裹不暢，煙支和濾棒銜接處存在縫隙，引起煙支漏氣、掉濾嘴的質(zhì)量缺陷產(chǎn)生。

2　改進(jìn)方案的選擇

2.1調(diào)節(jié)水松紙上膠量

減少水松紙膠水上膠量，每一種膠量的測試時間為1個班次，統(tǒng)計煙支漏氣、掉濾嘴缺陷數(shù)量變化情況。該試驗重復(fù)3次（即3個班次，一個工作日），取平均值進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，以選擇最佳的膠水用量。如表1所示。

通過統(tǒng)計：上膠量為100%和90%時，漏氣、爆口的煙支數(shù)分別為375支/班次、680支/班次，差異不顯著，可見當(dāng)上膠量為90%，搓接鼓輪表面同樣容易結(jié)膠；當(dāng)上膠量為80%和70%時，漏氣、爆口的煙支數(shù)分別為1236支/班次、1748支/班次，數(shù)量比上膠量為100%時有所增加，原因在于雖然搓接鼓輪表面結(jié)膠受到一定的控制，但是由于水松紙上膠量下降，導(dǎo)致水松紙粘性下降，反而增加了煙支缺陷數(shù)量。故調(diào)節(jié)水松紙上膠量對減少搓接鼓輪表面結(jié)膠效果并不明顯，此方案不可取。

2.2水松紙接裝膠的選擇

YJ216型接裝機(jī)目前使用預(yù)打孔專用膠水，比普通中速卷煙機(jī)使用的膠水要稀薄，適合超高速卷接設(shè)備使用，故不考慮更換水松紙接裝膠。

2.3加裝搓接鼓輪清潔裝置

YJ216接裝機(jī)在運(yùn)行過程中，水松紙由BOB紙庫裝置引出由壓紙輥牽引后進(jìn)入上膠裝置，上膠后的水松紙傳送到水松紙切割裝置進(jìn)行切割，切割后的水松紙片在綜合輪處與濾棒及短支煙進(jìn)行匯合后在搓接鼓輪及搓板的共同作用下形成濾嘴煙支。通過觀察，切紙輪清潔毛刷由一電機(jī)獨(dú)立驅(qū)動來實現(xiàn)對切紙輪的自動清潔，清潔效果較好。通過分析，擬采用同樣方法對搓接鼓輪表面的結(jié)膠進(jìn)行自動清潔，以減少設(shè)備運(yùn)行過程中產(chǎn)生煙支漏氣及掉濾嘴的質(zhì)量缺陷，從而減少停機(jī)清潔搓接鼓輪的頻率。

3　改進(jìn)過程

在搓接鼓輪上方安裝毛刷驅(qū)動電機(jī)，通過齒型帶帶動毛刷轉(zhuǎn)動，從而實現(xiàn)搓接鼓輪的自動清潔。觀察后發(fā)現(xiàn)，搓接鼓輪上方位置較小，驅(qū)動電機(jī)無法安裝。通過項目組成員的共同討論后，決定采用切紙輪驅(qū)動電機(jī)為動力源，設(shè)計一個雙聯(lián)齒型帶輪，一端通過齒型帶帶動切紙輪毛刷，另一端通過齒型帶帶動搓接鼓輪毛刷轉(zhuǎn)動，從而實現(xiàn)搓接鼓輪自動清潔。

表1　不同上膠量缺陷煙支數(shù)統(tǒng)計表

3.1搓接鼓輪毛刷轉(zhuǎn)速確定

為了確定最佳的毛刷轉(zhuǎn)速，實驗初期采用外置一組伺服電機(jī)來帶動長柄毛刷的轉(zhuǎn)動，通過調(diào)節(jié)伺服電機(jī)功率來控制毛刷轉(zhuǎn)速。單位時間內(nèi)煙支漏氣、掉濾嘴缺陷數(shù)量最少時所對應(yīng)的毛刷轉(zhuǎn)速即為最佳轉(zhuǎn)速，表明該轉(zhuǎn)速下毛刷對搓接鼓輪表面積膠清潔效果最明顯。通過試驗，毛刷轉(zhuǎn)速與缺陷煙支數(shù)的對應(yīng)關(guān)系，如圖3所示。

毛刷轉(zhuǎn)速分別在200r/min、300r/min、400r/min、500r/min時對應(yīng)的煙支漏氣、掉濾嘴缺陷數(shù)量較少，鑒于過高的轉(zhuǎn)速會造成毛刷磨損過大，過低則清潔效果不理想，所以轉(zhuǎn)速控制在200 r/min為最佳。此轉(zhuǎn)速與切紙輪毛刷轉(zhuǎn)數(shù)一致，故雙聯(lián)齒型帶輪齒數(shù)一致，齒數(shù)都為Z=22，參考設(shè)備機(jī)身空間條件允許范圍，選擇搓接鼓輪同步齒型帶型號為192XL。

3.2主要零件設(shè)計

3.2.1安裝支架設(shè)計

在搓接鼓輪上方設(shè)計安裝支架，支架一端安裝長柄毛刷，一端連接切紙輪驅(qū)動電機(jī)，安裝支架如圖4所示。

3.2.2毛刷傳動軸設(shè)計

傳動軸根據(jù)實際安裝位置進(jìn)行設(shè)計，如圖5所示。

3.2.3齒型帶張緊輪設(shè)計

設(shè)計一個偏心輪裝置作為壓帶輪安裝在支架上，以便于調(diào)節(jié)齒型帶的松緊，偏心輪裝置的一端安裝兩個滾珠軸承與齒型帶接觸，防止齒型帶磨損。如圖6所示。

4　改進(jìn)前后效果對比

4.1自動清潔裝置毛刷安裝前后對比

如圖7所示。

············

4.2改進(jìn)前后YJ216設(shè)備煙支漏氣、掉濾嘴缺陷數(shù)量進(jìn)行對比

如圖8所示。

從圖中可以看出，改進(jìn)后單位時間內(nèi)的漏氣、爆口缺陷煙支數(shù)量顯著下降，且穩(wěn)定可控，改善效果顯著。此外，該項目的應(yīng)用，能夠有效減少設(shè)備操作人員對設(shè)備搓接鼓輪的清潔次數(shù)，提高設(shè)備效率。

5　結(jié)語

通過在YJ216型接裝機(jī)上安裝搓接鼓輪清潔裝置，使運(yùn)行過程中搓接鼓輪上的積膠情況得到明顯改善，基本杜絕了因搓接鼓輪積膠引起的產(chǎn)品質(zhì)量缺陷，使設(shè)備效率得到了較大提升。

［1］徐灝.機(jī)械設(shè)計手冊.第二版第四卷［M］北京：.機(jī)械工業(yè)出版社，2000.6.

［2］胡家秀.簡明機(jī)械零件設(shè)計手冊［M］.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1999.

［3］常德煙草機(jī)械有限責(zé)任公司.《ZJ116卷接機(jī)組操作說明書》，2014.

［4］常德煙草機(jī)械有限責(zé)任公司.《ZJ116卷接機(jī)組維修說明書》，2014.

［5］常德煙草機(jī)械有限責(zé)任公司.《ZJ116卷接機(jī)組電氣圖冊》，2014.

章俊杰（1982—），男，浙江淳安人，本科，畢業(yè)于大連理工大學(xué)，現(xiàn)就職于浙江中煙工業(yè)有限責(zé)任公司杭州卷煙廠，維修技師，研究方向：煙機(jī)設(shè)備的管理及維護(hù)。葉家勝（1972—），男，江西上饒人，現(xiàn)就職于浙江中煙工業(yè)有限責(zé)任公司杭州卷煙廠，卷煙維修高級工，研究方向：卷接設(shè)備維修。