ZJ112卷煙機(jī)梗絲分離裝置優(yōu)化設(shè)計(jì)

隋顯棟　劉小燕

【摘? 要】目前卷煙行業(yè)對(duì)卷煙內(nèi)在質(zhì)量提出了更高的要求，而以往ZJ112型卷煙機(jī)設(shè)備無法保證梗絲分離裝置的分離效果，因此提出優(yōu)化方案提高分離效率。首先闡述卷煙機(jī)原理及影響分離效果的因素，從而提出優(yōu)化目標(biāo)及總方案，其次分別對(duì)箱體結(jié)構(gòu)、蓋板、正負(fù)壓風(fēng)、左右滑塊、螺紋桿進(jìn)行設(shè)計(jì)。經(jīng)過兩個(gè)月的測試，發(fā)現(xiàn)優(yōu)化后的ZJ112型卷煙機(jī)梗絲分離裝置人工效率且工時(shí)效率明顯提升，同時(shí)還提高維修過程安全、風(fēng)選效果、風(fēng)選穩(wěn)定性、產(chǎn)品品質(zhì)，為企業(yè)的降耗給出了多一項(xiàng)選擇。

【關(guān)鍵詞】ZJ112型卷煙機(jī);梗絲分離裝置;優(yōu)化設(shè)計(jì)

引言

隨著卷煙行業(yè)的發(fā)展，對(duì)卷煙內(nèi)在的質(zhì)量提出了更高的要求，國外目前生產(chǎn)的卷煙成套設(shè)備大都設(shè)計(jì)有去除梗簽等雜質(zhì)的相應(yīng)裝置，而我國目前卷煙廠所用的大部分設(shè)備還比較落后，特別是梗簽剔除工藝中存在梗簽剔不盡而影響卷煙質(zhì)量以及浪費(fèi)煙絲的現(xiàn)象。ZJ112型卷煙機(jī)是卷煙生產(chǎn)廠的主力機(jī)型之一，車速高達(dá)10000支/分鐘，承擔(dān)著卷煙生產(chǎn)的重要任務(wù)，在使用過程中也是由于受煙絲結(jié)構(gòu)、葉組配方、煙絲含水率的影響，原相關(guān)參數(shù)設(shè)置，不能保證梗絲分離裝置的分離效果，致使梗簽剔除物中的煙絲含量超標(biāo)、煙支含梗率波動(dòng)大，造成煙絲浪費(fèi)，同時(shí)會(huì)產(chǎn)生煙支刺破等質(zhì)量缺陷。因此為了提高ZJ112型卷煙機(jī)生產(chǎn)卷煙的效率，需要對(duì)ZJ112型卷煙機(jī)梗絲分離裝置開展針對(duì)性研究，進(jìn)行優(yōu)化裝置結(jié)構(gòu)，提高分離效率。

1卷煙機(jī)梗絲分離裝置工作原理及影響因素

1.1卷煙機(jī)梗絲分離裝置工作原理

ZJ112型卷煙機(jī)梗絲分離裝置采用慣性梗絲分離與風(fēng)選相結(jié)合的兩級(jí)分選方式。一次梗絲分離利用慣性原理將稍重的煙梗、雜質(zhì)等物質(zhì)分離，被分離出的梗簽物中含有部分煙絲進(jìn)入二次風(fēng)分裝置再次分離。二次風(fēng)分裝置提供負(fù)壓吸風(fēng)，利用煙絲、煙梗與雜物在吸風(fēng)通道中懸浮速度不同的原理將其分離。

1.2影響卷煙機(jī)梗絲分離效果的因素

據(jù)統(tǒng)計(jì)ZJ112型卷煙機(jī)平均梗中含絲率為7%左右。超出規(guī)定的3%-5%的設(shè)計(jì)值，浪費(fèi)嚴(yán)重。經(jīng)研究表明造成梗絲分離不徹底的原因有兩點(diǎn)，一是二次分離通道過短，分離不夠充分;二是煙絲中存在梗絲粘連或煙絲成團(tuán)包裹煙梗的現(xiàn)象，梗絲組合體密度大于煙絲，故被當(dāng)成煙梗分離出去。

2ZJ112型卷煙機(jī)梗絲分離裝置優(yōu)化方案

2.1優(yōu)化目標(biāo)

因?yàn)閆J112型卷煙機(jī)內(nèi)部無法改動(dòng)，所以本次優(yōu)化只能在原梗絲分離裝置之外再附加一套梗絲分離裝置。利用鏈條維修方式將ZJ112型卷煙機(jī)梗絲分離裝置的梗中含絲率降低到4%，從而提高梗絲分離效率。

2.2優(yōu)化方案選擇

本次研究提出兩種優(yōu)化方案均，分別是在設(shè)備的內(nèi)部和外部安裝鏈條，其中方案一的優(yōu)點(diǎn)在于安裝設(shè)備內(nèi)部可提高空間利用率，不占用外部空間，方案二的優(yōu)點(diǎn)在于清潔保養(yǎng)方便。

方案一因?yàn)槔脩T性讓慣性小的煙絲被吹走，提高分離效率高但是含絲率高，而方案二在豎直向上的方向上施加吹風(fēng)，因?yàn)閼腋∷俣炔煌?，較輕的煙絲會(huì)被向上吹走，相比于方案一的可靠性更高，因此選擇方案二。

3ZJ112型卷煙機(jī)梗絲分離裝置優(yōu)化設(shè)計(jì)

3.1箱體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

由于本次優(yōu)化方案中所需梗絲流輸送風(fēng)為風(fēng)速V1，煙絲重力，煙絲分離需要的分離速度V2，計(jì)算出煙絲向下運(yùn)動(dòng)時(shí)速度降為0時(shí)煙絲移動(dòng) 的距離，確定出擋板的長度為95mm，并根據(jù)煙梗的運(yùn)動(dòng)軌跡，確定出各擋板的尺寸。隨后又根據(jù)煙絲與煙梗的運(yùn)動(dòng)軌跡以及ZJ112卷煙機(jī)內(nèi)可用空間的尺寸，設(shè)計(jì)出箱體的尺寸：高410mm，寬205mm，厚100mm。制作箱體常用的材料有不銹鋼、45#鋼、黃銅、工程塑料，其中優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)用鋼，硬度適宜，易切削加工，因此選擇45#鋼進(jìn)行制作。另外為了防止45#鋼被腐蝕，需要時(shí)刻涂潤滑油進(jìn)行保養(yǎng)。

3.2蓋板設(shè)計(jì)

根據(jù)之前設(shè)計(jì)出的箱體尺寸，確定箱體內(nèi)部蓋板尺寸：長為410mm，寬為200mm?；瞎潭〒醢宓母叨热℃湽?jié)高度為18mm，寬度寬度為20mm，所以可拆擋板取固定擋板尺寸，即長100mm，寬20mm，高18mm。開孔的位置取長度的中心和高度的中心，直徑為8mm。為方便觀察箱體內(nèi)部的運(yùn)行情況，最后決定用有機(jī)玻璃進(jìn)行制作。

3.3正負(fù)壓風(fēng)設(shè)計(jì)

針對(duì)正壓風(fēng)設(shè)計(jì)共提出兩種優(yōu)化方案，其中兩風(fēng)分開式便于分別設(shè)計(jì)風(fēng)力大小，但是會(huì)與吸取煙梗的負(fù)壓風(fēng)相互干擾，降低分離效;兩風(fēng)合一式節(jié)省空間，提高分離效果，但是操作起來相對(duì)復(fù)雜。本次優(yōu)化目標(biāo)是希望含絲率降低到4%，因此為了提高分離效果，最終選擇兩風(fēng)合一式設(shè)計(jì)方案。

針對(duì)負(fù)壓風(fēng)設(shè)計(jì)共提出三種優(yōu)化方案：方案一，在煙絲輸送管道上安裝獨(dú)立通風(fēng)機(jī)，實(shí)現(xiàn)吸取分離后的煙絲并沿管道輸送至設(shè)備儲(chǔ)料區(qū);方案二，從設(shè)備原有的負(fù)壓風(fēng)管道內(nèi)分流出一支，實(shí)現(xiàn)分離后煙絲的吸取和輸送;方案三，利用設(shè)備正壓風(fēng)，根據(jù)氣體引射原理，實(shí)現(xiàn)正負(fù)壓轉(zhuǎn)換，完成分離后煙絲的吸取和輸送。其中，方案三利用設(shè)備正壓風(fēng)實(shí)現(xiàn)正負(fù)壓轉(zhuǎn)換，結(jié)構(gòu)簡單，改造成本低，選擇該方案進(jìn)行設(shè)計(jì)。

3.4左右滑塊設(shè)計(jì)

左滑塊設(shè)計(jì)根據(jù)參考鏈節(jié)尺寸，鏈節(jié)內(nèi)部卡槽寬度為18mm，所以滑塊凸齒寬度應(yīng)小于18mm，所以滑塊凸齒尺寸可定為，長18mm，寬10mm，厚8mm。基座高10mm，寬20mm，長45mm，連接體高25mm，寬20mm，長20mm，為方便使用內(nèi)六角扳手進(jìn)行操作，故將螺紋孔位置上抬至距基座上平面10mm處，直徑為8mm。

右滑塊設(shè)計(jì)參考左滑塊尺寸 右滑塊凸齒尺寸可定為，長18mm，寬10mm，厚8mm?；?0mm，寬20mm，長45mm，連接體高25mm，寬20mm，長20mm，螺紋孔位置距基座上平面10mm處，直徑為8mm。

3.5螺紋桿設(shè)計(jì)

根據(jù)以上設(shè)計(jì)要求，安裝時(shí)選擇三種螺紋桿進(jìn)行連接，其尺寸如下：

拆卸裝置螺紋桿：螺紋型號(hào)M6x0.8，長度為62mm，內(nèi)六角型號(hào)為8;

可拆擋板固定螺紋桿：螺紋型號(hào)M8x1.25，長度為23mm，內(nèi)六角型號(hào)為8;

安裝裝置螺紋桿：螺紋型號(hào)M8x1.25，長度為60mm，內(nèi)六角型號(hào)為8。

4效果對(duì)比

4.1提高維修過程安全

避免了免拆鏈條時(shí)的敲、沖、撬等粗暴操作，避免了對(duì)鏈條的損傷，提高維修過程的安全性。

4.2提高風(fēng)選效果

為減少煙支含梗簽量，生產(chǎn)工藝要求剔除梗簽中含煙絲量控制在6-10，而改造后的梗絲分離器的懸浮室氣流通道為噴射型通道，在每級(jí)折彎角形成小循環(huán)氣流，使煙絲混合物產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)撞擊，風(fēng)選效果好，剔除梗簽中含煙絲量可控制在2，不但能降低煙葉消耗，而且改造后的梗絲分離器能風(fēng)選較人的膨脹梗簽。

4.3提高風(fēng)選穩(wěn)定性

原有風(fēng)選器是利用風(fēng)室體的負(fù)壓進(jìn)行風(fēng)選，易受設(shè)備和外界因素的影響，穩(wěn)定性較差;而改造后的梗絲分離器靠自帶的空氣放人器產(chǎn)生的氣流進(jìn)行風(fēng)選，不受設(shè)備和外界因素的影響，穩(wěn)定性較好。

4.4提高產(chǎn)品品質(zhì)

改進(jìn)前二次風(fēng)選器容積小，制約了一次分離后的梗絲混合物量，使進(jìn)入拋絲輥的煙絲純凈度不高;改進(jìn)后，增強(qiáng)風(fēng)選器的風(fēng)選能力，可增人一次分離后的梗絲混合物量，提高進(jìn)入拋絲輥的煙絲純凈度，減少煙支燃燒時(shí)熄火現(xiàn)象;新型風(fēng)選器能風(fēng)選較人的膨脹梗簽，減少抽吸時(shí)爆燃現(xiàn)象;煙支表而刺破缺陷從。

5結(jié)論

通過借鑒新型卷接設(shè)備梗絲分離裝置的工作原理，針對(duì)ZJ112型卷煙機(jī)梗絲分離裝置風(fēng)選能力和風(fēng)選效果不能滿足現(xiàn)有工藝要求，導(dǎo)致卷制出的煙支含梗簽量較多、煙支重量標(biāo)準(zhǔn)偏差人、刺破煙及熄火等質(zhì)量缺陷問題。通過增加并改進(jìn)了分離裝置結(jié)構(gòu)，解決了立庫傳動(dòng)鏈條維修耗時(shí)長，效率低等問題，同時(shí)還提高了維修過程安全性，提高了產(chǎn)品的質(zhì)量，為企業(yè)的降耗給出了多一項(xiàng)選擇。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉程. PROTOS70卷煙機(jī)新型梗絲分選裝置的設(shè)計(jì)[J]. 裝備制造技術(shù)，2013（4）：80-81.

[2]周雪軍. 優(yōu)化ZJ17卷煙機(jī)供絲系統(tǒng)參數(shù)提升梗絲分離效率[J]. 工程技術(shù)（引文版），2016，000（002）：00295-00297.