一種下壓煙絲設(shè)備的設(shè)計(jì)

（云南昆船電子設(shè)備有限公司 產(chǎn)品研發(fā)部，昆明 650236）

0 引言

中國(guó)是世界第一大煙葉生產(chǎn)國(guó)，煙草產(chǎn)業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)，而煙絲生產(chǎn)過(guò)程中的裝箱、轉(zhuǎn)運(yùn)過(guò)程是卷煙生產(chǎn)過(guò)程中的關(guān)節(jié)環(huán)節(jié)。長(zhǎng)期以來(lái)，我國(guó)煙絲轉(zhuǎn)運(yùn)過(guò)程均是先將煙絲裝入箱中，在進(jìn)行轉(zhuǎn)運(yùn)，且裝箱和轉(zhuǎn)運(yùn)過(guò)程中煙絲都是處在自然蓬松狀態(tài)下，并沒有對(duì)煙絲進(jìn)行壓實(shí)作業(yè)，導(dǎo)致煙絲箱空間利用率低，轉(zhuǎn)運(yùn)過(guò)程中大部分的重量都是箱子的重量，轉(zhuǎn)運(yùn)成本高。且我國(guó)下壓煙絲設(shè)備生產(chǎn)廠家較少，特別是進(jìn)行實(shí)際應(yīng)用的下壓煙絲設(shè)備基本上還處于空白。然而國(guó)內(nèi)也有一些廠家在使用下壓煙絲設(shè)備，但基本上依靠國(guó)外進(jìn)口，成本相對(duì)較高。因此，開發(fā)一種具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)、性能可靠、價(jià)格低廉、適合國(guó)內(nèi)煙草生產(chǎn)條件的可對(duì)煙絲進(jìn)行壓實(shí)作業(yè)的下壓煙絲設(shè)備，對(duì)提高煙絲箱的空間利用率，提高煙絲裝箱壓實(shí)作業(yè)的自動(dòng)化程度，降低運(yùn)輸成本具有十分重要的意義。

1 工作原理

下壓煙絲設(shè)備是在煙絲定量裝箱系統(tǒng)中，對(duì)裝箱后蓬松煙絲壓實(shí)作業(yè)的設(shè)備。其主要工作原理是利用伺服控制系統(tǒng)控制兩臺(tái)伺服電機(jī)同步正反轉(zhuǎn)[1]，通過(guò)齒輪齒條的傳動(dòng)方式實(shí)現(xiàn)下壓裝置的上下運(yùn)動(dòng)[2]，從而將電機(jī)的動(dòng)力轉(zhuǎn)化為設(shè)備對(duì)煙絲的下壓力，實(shí)現(xiàn)對(duì)煙絲的壓實(shí)作業(yè)。另外，下壓煙絲設(shè)備可通過(guò)控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)下壓速度、下壓形成以及下壓力的大小進(jìn)行調(diào)節(jié)[1]，從而可根據(jù)煙絲的實(shí)際情況調(diào)整下壓力、下壓速度和下壓行程，使煙絲的受壓處于最佳狀態(tài)，既最大程度的提高了煙絲箱空間的利用率，也使煙絲不會(huì)因受壓嚴(yán)重而變質(zhì)。

2 設(shè)備組成

下壓煙絲設(shè)備主要使用在煙絲定量裝箱系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)裝箱后蓬松煙絲的壓實(shí)工作。下壓煙絲設(shè)備主要由伺服控制系統(tǒng)、下壓組合、壓頭組合、機(jī)架及相關(guān)附件等組成。下壓煙絲設(shè)備結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 下壓煙絲設(shè)備結(jié)構(gòu)圖

2.1 伺服控制系統(tǒng)

下壓煙絲設(shè)備的下壓過(guò)程由雙伺服電機(jī)加雙齒輪齒條結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)。伺服控制系統(tǒng)采用力矩控制的方式對(duì)兩伺服電機(jī)進(jìn)行控制，伺服控制系統(tǒng)分為主伺服和從伺服，主伺服控制器通過(guò)發(fā)送矢能、速度、起停加速度、目標(biāo)位置、力矩等指令控制主伺服電機(jī)，從伺服控制器通過(guò)伺服系統(tǒng)內(nèi)部總線實(shí)時(shí)讀取主伺服電機(jī)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)信息控制從伺服電機(jī)，實(shí)現(xiàn)從伺服電機(jī)與主伺服電機(jī)同時(shí)、同步、同方向轉(zhuǎn)動(dòng)[1]。其控制原理如圖2所示。

圖2 控制原理圖

2.2 下壓組合

下壓煙絲設(shè)備的下壓組合主要由下壓框架、齒條、直線導(dǎo)軌、上防撞頭、下防撞頭和下壓框固定板組成。其主要作用是連接機(jī)架、壓頭組合和驅(qū)動(dòng)裝置，并且在驅(qū)動(dòng)裝置的作用下，下壓組合能夠?qū)崿F(xiàn)升降運(yùn)動(dòng)，從而帶動(dòng)壓頭組合實(shí)現(xiàn)上升和對(duì)煙絲的下壓作業(yè)。下壓煙絲設(shè)備下壓組合的三大特點(diǎn)：

1）兩齒條和兩直線導(dǎo)軌左右對(duì)稱布置的設(shè)計(jì)、安裝，保證了下壓組合的穩(wěn)定，防止了其向某一側(cè)傾覆，同時(shí)能更好的保證其對(duì)下壓組合的壓力豎直向下[3]，下壓煙絲設(shè)備在工作時(shí)減少功率損耗。

2）在下壓工作時(shí)，下壓過(guò)程中壓力大、速度快，傳動(dòng)效率高，其最大下壓力可達(dá)15000N，下壓速度最大可達(dá)2m/s。

3）使用高精度直線導(dǎo)軌，保證在下壓過(guò)程中運(yùn)行平穩(wěn)，無(wú)卡滯現(xiàn)象。

下壓組合結(jié)構(gòu)如圖3所示。

圖3 下壓組合結(jié)構(gòu)圖

2.3 壓頭組合

壓頭組合主要由壓頭，折彎擋板，壓頭包板等組成。壓頭組合是整個(gè)設(shè)備的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，是與煙絲直接接觸的部分，因此壓頭的好壞直接會(huì)影響到煙絲壓實(shí)的質(zhì)量以及煙絲箱空間的利用率，另外，折彎擋板的好壞決定著壓頭組合在下壓過(guò)程中煙絲在壓頭組合上的殘余量，影響整個(gè)煙絲壓實(shí)質(zhì)量。

壓頭組合結(jié)構(gòu)如圖4所示。

圖4 壓頭組合結(jié)構(gòu)圖

2.4 機(jī)架

下壓煙絲設(shè)備的機(jī)架主要由單側(cè)框架、斜撐、橫撐及防護(hù)網(wǎng)等組成，機(jī)架其主要作用是支撐整個(gè)設(shè)備，連接設(shè)備的各個(gè)組成部分，另外機(jī)架內(nèi)部還需要滿足容放煙絲箱，且能順利通過(guò)煙絲箱，因?yàn)樵诠ぷ鬟^(guò)程中煙絲箱首先從機(jī)架前方進(jìn)入機(jī)架內(nèi)部，在機(jī)架中央下部壓實(shí)完成后，再?gòu)臋C(jī)架后部輸送出去。機(jī)架結(jié)構(gòu)如圖5所示。

圖5 機(jī)架結(jié)構(gòu)圖

3 結(jié)論

下壓煙絲設(shè)備的設(shè)計(jì)，提高了我國(guó)煙絲生產(chǎn)轉(zhuǎn)運(yùn)過(guò)程中煙絲箱的空間利用率，增大了煙絲箱的裝煙量，降低運(yùn)輸成本、填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)下壓煙絲設(shè)備的空白，對(duì)我國(guó)推進(jìn)煙絲自動(dòng)化定量裝箱作業(yè)具有十分重要的意義。