卷接機(jī)組并行鼓輪新型截風(fēng)擋塊的設(shè)計(jì)

金禹名

摘 要：在卷接機(jī)組并行鼓輪中存在濾嘴棒頻繁掉落情況，導(dǎo)致搓板位置出現(xiàn)堵塞情況，造成設(shè)備停機(jī)，因此，需要對并行鼓輪結(jié)構(gòu)原理加以充分分析，對引發(fā)原因進(jìn)行全面分析，確保濾嘴棒平移到位，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)效率提升，并減少不必要的資金損耗。

關(guān)鍵詞：卷接機(jī)組;并行鼓輪截風(fēng)擋塊

引言

本文以卷接機(jī)組并行鼓輪新型截風(fēng)擋塊設(shè)計(jì)為核心展開討論，首先分析導(dǎo)致濾嘴棒發(fā)生頻繁掉落的故障原因進(jìn)行分析，然后針對具體誘發(fā)因素采用仿真模擬和氣流分析方式設(shè)計(jì)新型截風(fēng)擋塊，并結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)驗(yàn)證設(shè)計(jì)效果。

1問題分析

1.1工作流程

卷接機(jī)組的主要工作流程為：首先接收器進(jìn)行濾棒段的接收，并暫且將濾棒段保存在料庫中，然后由輸入裝置把濾棒段傳輸至輪槽內(nèi)，進(jìn)行濾棒段的切割工作，經(jīng)過切割的濾棒段分為三段或者兩段輸送至相應(yīng)的輪槽。，鼓輪中線兩側(cè)濾嘴棒回送并進(jìn)行中間位移，濾棒段以三列或者兩列的形式排列，之后濾棒段傳輸至加速鼓輪，通過傳遞運(yùn)輸至承煙槽中間位置，兩側(cè)為煙支，通過匯合鼓輪，將煙支和濾棒段貼合，為煙支的完整生產(chǎn)奠定基礎(chǔ)，之后通過鼓輪處接裝紙片搓接為長煙支組。

1.2存在問題

通過頻閃儀觀察濾棒段輸送過程，并應(yīng)用高速攝像機(jī)拍攝慢放分析，觀察發(fā)現(xiàn)并行鼓輪輪槽濾棒段存在平移異常問題，導(dǎo)致濾棒段在輸送至加速鼓輪時(shí)存在掉落情況，從縱向角度進(jìn)行觀察，當(dāng)濾棒段移動到指定位置后，濾棒段和并行鼓輪保持并行。但在卷接機(jī)組中加速鼓輪的結(jié)構(gòu)不同于其他鼓輪，如果濾棒段切割長度或者擺放位置大于承接槽的長度，則將導(dǎo)致濾棒段中部存在懸空情況，承煙槽兩側(cè)的吸風(fēng)孔吸附在濾棒段端頭位置。在濾棒段有并行鼓輪傳輸?shù)郊铀俟妮喌倪^程中，當(dāng)中線位置出現(xiàn)偏差情況。一端偏離風(fēng)孔或懸空，濾棒段因?yàn)橹匦氖Ш舛l(fā)生掉落情況，但是如果在實(shí)際的生產(chǎn)過程中偏離比較小，濾棒段雖然可準(zhǔn)確的輸送至匯合鼓輪，也會存在因?yàn)榕鲎驳綗熤Ф袈?，如果濾棒段存在頻繁掉落或者擠煙情況，則將導(dǎo)致搓板位置出現(xiàn)堵塞情況，最終設(shè)備發(fā)生停機(jī)故障。卷接機(jī)組負(fù)壓吸風(fēng)工藝的應(yīng)用通過鼓輪風(fēng)閥作用，為濾棒段提供足夠的平移動力，在以往的卷接機(jī)組設(shè)計(jì)中，在并行鼓輪上方設(shè)置蓋板、塑料板，間隙比較小，把吸風(fēng)孔徑向氣流遮在輪槽中[1]。另外，輪槽截風(fēng)擋板發(fā)揮著分隔和截?cái)辔L(fēng)區(qū)域作用，止擋濾棒段平移，所以，塑料板、蓋板和卷接機(jī)組截風(fēng)擋板能確保并行鼓輪輪槽中形成密封區(qū)域，徑向氣流通過轉(zhuǎn)變?yōu)闄M向吸風(fēng)，濾棒段受到外力的作用移動至止擋位置。因此，在對卷接機(jī)組的負(fù)壓值、塑料板到鼓輪距離，蓋板到鼓輪距離進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的合理性都將對橫向吸風(fēng)產(chǎn)生影響，在實(shí)際的生產(chǎn)中為確保濾棒段精準(zhǔn)平移，需要對損壞塑料板進(jìn)行及時(shí)的更換，并對塑料板和蓋板間的間隙進(jìn)行著重檢查，對負(fù)壓值進(jìn)行調(diào)整，控制在允許范圍最低值，提升吸風(fēng)，但在實(shí)際應(yīng)用中仍然無法有效解決濾棒段掉落問題。

2系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1新型截風(fēng)擋板設(shè)計(jì)

在改進(jìn)之前，風(fēng)孔正對截風(fēng)擋板長孔，長孔屬于吸風(fēng)孔徑的延伸，將吸風(fēng)口對準(zhǔn)塑料板、蓋板和鼓輪間隙，風(fēng)孔距離間隙越近，吸入氣流越大，負(fù)壓的散失速率越大，當(dāng)濾棒段平移至密封區(qū)域，徑向氣流在孔口周圍產(chǎn)生負(fù)壓，之后產(chǎn)生橫向吸風(fēng)，促使濾棒段位移到止擋位置，但因?yàn)殚g隙中引進(jìn)氣流導(dǎo)致橫向吸風(fēng)下降，繼而造成方向發(fā)散紊亂。為提升濾棒段吸力，重新設(shè)計(jì)擋塊，保留止擋和截風(fēng)功能同時(shí)，提升導(dǎo)向和氣流封閉功能。通過改進(jìn)設(shè)計(jì)，把徑向氣流截停與擋塊內(nèi)，通過封閉的流道將徑向氣流轉(zhuǎn)換為橫向氣流，確保氣流的方向和輪槽保持平行，提升吸風(fēng)穩(wěn)定性和強(qiáng)度，濾棒段位移到擋塊位置，遮蓋濾棒端面的吸風(fēng)口，確保濾棒停留在止擋塊位置。通過設(shè)計(jì)新型的截風(fēng)擋塊，雖然濾棒位移至輪槽時(shí)，

吸風(fēng)雖然被風(fēng)閥阻斷，但是負(fù)壓并沒有完全消失，仍然會對濾棒段存在吸附作用。避免因?yàn)樗芰习宕嬖谀p變形情況而出現(xiàn)濾棒段回退情況[2]。新型截風(fēng)擋板設(shè)計(jì)如下圖所示：

2.2吸風(fēng)方向與強(qiáng)度對比

借助仿真軟件和Fluent流體分析軟件對改進(jìn)前和改進(jìn)后的截風(fēng)擋塊、鼓輪輪槽氣流運(yùn)行情況進(jìn)行分析。假設(shè)模型的進(jìn)口壓力是0，出口的壓力是-10000Pa，對間隙泄露因素不加以考慮，對比不同擋塊和并行鼓輪的輪槽氣流速度和流線情況。通過實(shí)驗(yàn)得出，在改進(jìn)之后，截風(fēng)擋塊具有良好的集束性和方向性，氣流的流動較為通暢，改進(jìn)前和改進(jìn)后質(zhì)量流量為0.002445kg/s和0.002585kg/s，提升了0.000140kg/s。濾棒段的平移動力主要來源于遠(yuǎn)端和近端壓力差，在改進(jìn)前壓力差是3815.5Pa，改進(jìn)后壓力差是4206.9Pa，提升391.4Pa，表明新型的截風(fēng)擋塊能夠有效提升濾棒段的平移能力。

3應(yīng)用效果分析

為對改進(jìn)設(shè)計(jì)實(shí)際應(yīng)用效果加以明確，卷煙廠對改進(jìn)后的生產(chǎn)情況進(jìn)行觀察記錄，通過改進(jìn)設(shè)計(jì)，在實(shí)際的生產(chǎn)過程中有效減少塑料板損耗數(shù)量，堵塞次數(shù)也大幅度減少，相比于改造前降低169次，濾棒掉落情況減少32次。減少停機(jī)故障，實(shí)現(xiàn)機(jī)組運(yùn)行的高效性、穩(wěn)定性。在改進(jìn)之后塑料板的使用壽命大幅度提升的主要原因在于降低了徑向氣流對塑料板內(nèi)表面所產(chǎn)生的作用力，避免塑料料負(fù)壓緊貼鼓輪而出現(xiàn)磨損和割裂情況。

總結(jié)

綜上，通過對卷接機(jī)組的截風(fēng)擋塊進(jìn)行重新的設(shè)計(jì)，并應(yīng)用仿真模型、流體分式設(shè)計(jì)新型截風(fēng)擋塊，有效提升了濾棒的定位性能，確保精準(zhǔn)到位，實(shí)現(xiàn)卷接機(jī)組生產(chǎn)質(zhì)量以及生產(chǎn)效率的提升。本文對某卷煙廠設(shè)備改造情況進(jìn)行分析，通過設(shè)計(jì)新型截風(fēng)擋塊，確保濾棒段平移到位，減少掉落次數(shù)和堵塞次數(shù)，實(shí)現(xiàn)高效生產(chǎn)。

參考文獻(xiàn)：

[1]栗勇偉，喬建軍，馬少軍，等.卷接機(jī)組煙支搓接質(zhì)量的研究及改進(jìn)[J].煙草科技，2016（11）：94-97.

[2]潘恒樂.ZJ116型卷接機(jī)組循環(huán)風(fēng)機(jī)的改進(jìn)設(shè)計(jì)[J].湖南煙草，2019（03）：61.