卷煙制絲生產(chǎn)線皮帶輸送機(jī)分料的技術(shù)研究與應(yīng)用

范本華，夏同行，姚榮坤

（貴州中煙工業(yè)有限責(zé)任公司遵義卷煙廠，貴州 遵義 563000）

1 皮帶輸送機(jī)分料的技術(shù)價(jià)值與發(fā)展

目前，煙草行業(yè)對(duì)振動(dòng)輸送機(jī)上的物料（煙葉）均勻主要靠振動(dòng)輸送機(jī)自身振動(dòng)勻料方式實(shí)現(xiàn)，皮帶輸送機(jī)本身只具有運(yùn)輸物料的能力，不具備勻料功能，物料主要處于皮帶寬度方向的中間，兩側(cè)較少，這是為了減少物料在皮帶輸送兩側(cè)的漏料現(xiàn)象。這就使得經(jīng)皮帶輸送機(jī)送入振動(dòng)輸送機(jī)的物料在寬度方向上中部過多，所以，物料橫截面上的均勻性主要靠下游振動(dòng)輸送機(jī)來完成，如圖1 所示。

圖1 運(yùn)輸過程

煙草行業(yè)首先針對(duì)如何實(shí)現(xiàn)快速勻料主要是通過在振動(dòng)輸送機(jī)上添加導(dǎo)流板的方式來實(shí)現(xiàn)，如圖2 所示，但導(dǎo)流板在導(dǎo)流的過程中存在阻擋物料，物料堵到一定的量后瞬間越過導(dǎo)流板，使物料瞬間流量過大，后續(xù)的少量物料繼續(xù)累積在導(dǎo)流板上，如此循環(huán)往復(fù)，使得物料的流量呈現(xiàn)周期性的變化；其次，是物料本身不具有良好的流動(dòng)性，在導(dǎo)流板的作用下很難分布到需要的位置；三是物料在經(jīng)過導(dǎo)流板后振動(dòng)輸送勻料距離變短，也影響振動(dòng)輸送機(jī)的勻料效果。

由于皮帶輸送機(jī)與下一設(shè)備振動(dòng)輸送機(jī)存在一定的高度差，在皮帶輸送機(jī)出料罩下的料斗中加裝一對(duì)轉(zhuǎn)向相反的分料輥，在分料輥旋轉(zhuǎn)的作用下，一部分物料從兩分料輥中間落下形成中間的一股物料，另外的物料由分料輥兩側(cè)落下，形成另外兩股物料，三股物料均勻的落到振動(dòng)輸送機(jī)上，而且能調(diào)整每股物料的流量，完全替代振動(dòng)輸送機(jī)上的導(dǎo)流板，并且具有不堵料、流量穩(wěn)定不變、橫截面上物料均勻，當(dāng)三股物料落入振動(dòng)輸送機(jī)上時(shí)，通過振動(dòng)能實(shí)現(xiàn)快速勻料的目的。

2 分料裝置

2.1 設(shè)計(jì)分料輥

（1）皮帶輸送機(jī)上物料瞬時(shí)流量：物料工藝流量是5000kg/h，即每秒種的流量：

皮帶輸送機(jī)的輸送速度是0.6m/s，即鋪到該皮帶輸送機(jī)上的每米長(zhǎng)物料重量是：

（2）皮帶輸送機(jī)上物料截面積：通過截取生產(chǎn)過程中多種情況下（物料工藝流量是5000kg/h）皮帶上的鋪料情況如圖3 所示（圖中箭頭指向物流方向，物料寬度約700mm，中間平均厚度約100mm），經(jīng)測(cè)量估算得到物料截面積，見表1。

（3）分料輥基準(zhǔn)長(zhǎng)度的選定：皮帶輸送機(jī)出料罩下料口為1000mm×550mm，觀察物料在皮帶輸送機(jī)主輥筒下有皮帶清掃裝置（刷輥），該區(qū)域物料極少，物料在皮帶輸送機(jī)上的厚度小于擋邊板的高度180mm，物料從皮帶機(jī)主動(dòng)輥下落并分散開來，再結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)綜合尺寸，選取分料輥的有效長(zhǎng)度為380mm（其余部分在刷輥區(qū)域），對(duì)出料方向預(yù)留約30mm，便于分料輥調(diào)整時(shí)端板與出料罩下料口的間隙，同時(shí)，保障衛(wèi)生的清掃。

圖2 導(dǎo)流板

圖3 皮帶上的鋪料情況圖

表1 皮帶輸送機(jī)上瞬時(shí)物料截面積

由于分料輥是兩個(gè)轉(zhuǎn)向相反的，為了減少機(jī)械的復(fù)雜程度，選用兩個(gè)減速電機(jī)驅(qū)動(dòng)，由電控實(shí)現(xiàn)對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)向。

（4）分料輥有效直徑的選定：皮帶輸送機(jī)寬度方向上物料呈中間高兩邊低，兩個(gè)分料輥的軸線與皮帶輸送機(jī)同向，位于皮帶輸送機(jī)出料罩下料口1000mm 寬度內(nèi)，考慮將物料分布在設(shè)備寬度的左、中、右，結(jié)合流量狀態(tài)，選擇分料輥有效直徑200mm，當(dāng)分料輥間有效落料寬度200mm 時(shí)，分料輥向兩側(cè)的有效落料寬度也是200mm，此時(shí)，左中右三個(gè)落料區(qū)域的分料輥段面積為380×200=76000mm2；充分保障了落料區(qū)域足夠大，以能保障有效均勻分料。如圖4 所示分料輥位置設(shè)計(jì)圖。

圖4 分料輥位置設(shè)計(jì)圖

（5）分料輥的結(jié)構(gòu)選擇：可以選擇釘輥、齒板輥、板輥等，考慮板輥對(duì)物料的造碎影響較小而選擇采用四塊分料板（不帶齒）均布，分料板與端板、軸焊接，如圖5 所示。

圖5 分料輥設(shè)計(jì)圖

2.2 設(shè)計(jì)分料輥的安裝定位

（1）水平定位。分料輥尺寸確定后，分料將來料分成均勻的三股，并落到下一設(shè)備指定位置上。對(duì)來料流量進(jìn)行分配，兩分料輥分別順時(shí)針、逆時(shí)針運(yùn)轉(zhuǎn)，來料落到兩分料輥中間，一部分物料直接從輥間落料區(qū)落到下面的振動(dòng)輸送機(jī)上形成中間的一股物料，其余來料分別在左右分料輥轉(zhuǎn)動(dòng)下帶到兩側(cè)面形成另外兩股物料。如圖6 所示，分料輥間距最小狀態(tài)（70mm），最大狀態(tài)（280mm）。

由于兩分料輥的距離可調(diào)，實(shí)現(xiàn)三股物料的流量大小分配；兩分料輥可同時(shí)向一側(cè)調(diào)整，使得三股物料向一側(cè)移動(dòng)，最大側(cè)移距離45mm，用以滿足設(shè)備寬度方向上物料均勻。如圖7 所示分料輥間距最小、最大狀態(tài)下側(cè)向移動(dòng)調(diào)節(jié)狀態(tài)。

（2）高度定位。根據(jù)設(shè)備實(shí)際狀態(tài)，將皮帶輸送機(jī)原有的出料口高度370mm 進(jìn)行下調(diào)為340mm，正常物料在振動(dòng)輸送機(jī)的厚度是小于振動(dòng)輸送機(jī)槽體的深度（180mm），不影響出料的空間高度，出料口不堵料。

2.3 設(shè)計(jì)分料輥的調(diào)節(jié)與固定

分料輥軸承所處位置空間狹小，對(duì)于分料輥的調(diào)節(jié)設(shè)置到料斗邊緣上，同時(shí)，軸承與調(diào)節(jié)座連接緊固后可隨調(diào)節(jié)絲桿方向移動(dòng)分料輥。

調(diào)節(jié)絲桿（如圖8 所示）對(duì)分料輥軸承采用左右旋螺紋，當(dāng)調(diào)節(jié)絲桿面對(duì)正六方（對(duì)邊13）處向右旋轉(zhuǎn)（或左旋轉(zhuǎn)）時(shí)，分料輥就實(shí)現(xiàn)了張開（或合攏）。如圖9 所示。

圖6 分料輥間距最小、最大狀態(tài)

圖7 分料輥間距最小、最大的側(cè)向移動(dòng)調(diào)節(jié)狀態(tài)

在調(diào)節(jié)絲桿一端設(shè)置一段螺紋（M16），用于兩顆螺母對(duì)夾定位塊來鎖止調(diào)節(jié)絲桿推拉與旋轉(zhuǎn)。調(diào)節(jié)絲桿調(diào)節(jié)推拉，實(shí)現(xiàn)分料輥可向一側(cè)調(diào)整。如圖10 所示。

圖8 調(diào)節(jié)絲桿設(shè)計(jì)圖

圖9、10 是調(diào)節(jié)絲桿與軸承連接板相對(duì)關(guān)系的四種極限狀況。

圖9 分料輥的調(diào)節(jié)與固定

圖10 分料輥的調(diào)節(jié)與固定

2.4 選擇分料輥的驅(qū)動(dòng)減速電機(jī)

由于皮帶輸送機(jī)的輸送速度是0.6 米/秒，分料輥的最大圓面的線速度是必須大于皮帶輸送速度，由于本研究是在生產(chǎn)線上進(jìn)行，本生產(chǎn)段麻絲剔除輥?zhàn)畲笾睆?05mm，麻絲剔除輥是麻絲剔除和勻料等功能，自重和長(zhǎng)度均大于本研究的分料輥，考慮到設(shè)備零配件的統(tǒng)一管理，為此借用麻絲剔除輥的減速器（WA20/DR63M4/0.18kw/129rpm/11Nm），這樣的分料輥的最大線速度達(dá)到1.35 米/秒，滿足本研究需求。

2.5 對(duì)分料輥進(jìn)行控制

在該皮帶輸送機(jī)的子站箱中加裝兩個(gè)電機(jī)啟動(dòng)器，兩個(gè)電機(jī)啟動(dòng)器接入該子站箱的PLC，并進(jìn)行重新組態(tài)，修改控制程序，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)狀態(tài)下兩個(gè)分料輥分別啟動(dòng)后再啟動(dòng)皮帶輸送機(jī)，同時(shí)，具有手動(dòng)狀態(tài)單機(jī)啟停功能。

3 分料裝置在皮帶輸送機(jī)上的應(yīng)用

在皮帶輸送機(jī)出口處安裝了該分料裝置（以物料向前輸送來左側(cè)、右側(cè)），物料情況分布見表2。

表2 分料裝置分料情況

皮帶輸送機(jī)下游振動(dòng)輸送機(jī)寬1300mm，長(zhǎng)3800mm，在皮帶輸送機(jī)出口安裝分料裝置前、后，安裝分料裝置后并將分料輥向來料偏左方向調(diào)整了20mm，下游振動(dòng)輸送機(jī)厚度情況，見表3。

表3 振動(dòng)輸送機(jī)上物料厚度變化情況

4 結(jié)語

通過對(duì)皮帶輸送機(jī)出口處進(jìn)行改造，在出料罩下端加裝一套分料勻料裝置，將原來的一股物料均勻分成三股，并均勻落到振動(dòng)輸送機(jī)上的三個(gè)指定位置，在振動(dòng)輸送機(jī)的抖動(dòng)下，每股物料在往前輸送過程中，同時(shí)，向兩側(cè)抖散開來，最后在進(jìn)入主機(jī)時(shí)物料在橫截面上均勻分布，物料流量能保持原有流量狀態(tài)，保持了流量的穩(wěn)定性。