降低卷煙儲(chǔ)存輸送系統(tǒng)中細(xì)支煙橫煙頻次的研究

彭一帆，程生博，2，高晉停，2，吳 淼，2，易 虎，2

（1.湖北中煙工業(yè)有限責(zé)任公司，湖北 武漢 430040；2.湖北中煙工業(yè)有限責(zé)任公司廣水卷煙廠，湖北 隨州 432721）

近年來，我國(guó)細(xì)支卷煙生產(chǎn)快速發(fā)展?，F(xiàn)行的細(xì)支煙（直徑3 ～ 4 mm)的生產(chǎn)包裝設(shè)備主要是在生產(chǎn)常規(guī)煙支（直徑7.3 ～8mm）設(shè)備的基礎(chǔ)上改造而來，常規(guī)卷煙生產(chǎn)設(shè)備中的儲(chǔ)存輸送系統(tǒng)其實(shí)并不適合細(xì)支煙生產(chǎn)。廣水卷煙廠自從改造設(shè)備以來，在細(xì)支煙的生產(chǎn)過程中發(fā)現(xiàn)，由于細(xì)支煙直徑比常規(guī)煙要小，煙支更柔軟且排列更緊密，煙支在儲(chǔ)存與輸送過程的下落和分流時(shí)，容易出現(xiàn)“橫煙”的現(xiàn)象。隨著煙支的輸送，這些“橫煙”受到擠壓、拉扯，變成斷殘煙支，控制系統(tǒng)自動(dòng)制動(dòng)停機(jī)，設(shè)備生產(chǎn)效率下降，原材料損耗增加，生產(chǎn)成本大大增加。通過對(duì)卷煙輸送系統(tǒng)進(jìn)行分析找出造成煙支橫煙的原因，并進(jìn)行技術(shù)改造減少了卷煙輸送系數(shù)橫煙頻次，消除質(zhì)量隱患。

1 煙支儲(chǔ)存輸送系統(tǒng)橫煙的機(jī)理研究

1.1 煙支存儲(chǔ)輸送系統(tǒng)（圖1）

圖1 煙支存儲(chǔ)輸送系統(tǒng)

ZF12B 型卷煙儲(chǔ)存輸送系統(tǒng)位于卷接機(jī)和包裝機(jī)之間，用于將卷接機(jī)組生產(chǎn)的煙支直接送至包裝機(jī)進(jìn)行包裝，并在系統(tǒng)出現(xiàn)不平衡時(shí)，由裝盤機(jī)和卸盤機(jī)進(jìn)行煙支的轉(zhuǎn)移和補(bǔ)償[2]。根據(jù)煙支輸送路徑的距離，煙支儲(chǔ)存系統(tǒng)中一般有三個(gè)煙支分流裝置，這些煙支分流裝置的主要目的是，對(duì)來自卸盤后的煙支下落時(shí)起到緩沖保護(hù)作用，當(dāng)煙支在正常的輸送過程中時(shí)，通過調(diào)節(jié)不同部位的分流器高度及擺動(dòng)頻率會(huì)對(duì)煙支起到勻速分流的作用，如圖2 所示。

圖2 ZF12B 型卷煙儲(chǔ)存輸送系統(tǒng)

煙支分流裝置是煙支儲(chǔ)存系統(tǒng)中將煙支分流的裝置，煙支流量在煙支儲(chǔ)存系統(tǒng)中應(yīng)適當(dāng)，便于為包裝機(jī)提供穩(wěn)定的煙支流。如圖1 所示，煙支從卷煙設(shè)備生產(chǎn)出后，由左向右的方向輸送至包裝機(jī)進(jìn)行成品包裝，依次進(jìn)過三個(gè)高低可調(diào)的煙支分流裝置。當(dāng)卷煙生產(chǎn)速率過快或者包裝機(jī)在停機(jī)排查故障期間時(shí)，卷煙機(jī)生產(chǎn)的煙支會(huì)由裝盤機(jī)進(jìn)行裝盤，并且這些裝盤后的煙支經(jīng)過卸盤機(jī)又回到了煙支儲(chǔ)存系統(tǒng)，這些煙支由煙支分流裝置頂部下落，匯入包裝機(jī)進(jìn)行生產(chǎn)包裝。在卷煙生產(chǎn)行業(yè)中，煙支分流裝置是很重要的部分，煙支流不均勻的供給直接影響生產(chǎn)效率，當(dāng)煙支流供給速度過小時(shí)，滿足不了包裝機(jī)設(shè)備效率需求。當(dāng)煙支流供給速度過大時(shí)，供大于求時(shí)，煙支分流裝置處煙支會(huì)發(fā)生堵塞，影響后面的煙支的繼續(xù)供給，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)產(chǎn)生短殘煙支，產(chǎn)生質(zhì)量事故[1]。特別是現(xiàn)有的ZF12B 型卷煙儲(chǔ)存輸送系統(tǒng)中的煙支分流裝置用于細(xì)支煙時(shí)，煙支分流裝置周圍的煙支歪斜、皺褶、堵塞現(xiàn)象更為頻繁。

1.2 煙支存儲(chǔ)輸送系統(tǒng)煙支橫煙原因分析

當(dāng)卷煙機(jī)與包裝機(jī)的生產(chǎn)速度相配時(shí)，煙支供應(yīng)速度等于需求的速度，此時(shí)煙支不會(huì)進(jìn)入裝盤機(jī)，當(dāng)煙支供應(yīng)速度大于需求速度時(shí)，此時(shí)煙支會(huì)由卸盤機(jī)進(jìn)入煙支儲(chǔ)存輸送，當(dāng)卸盤機(jī)翻轉(zhuǎn)后，這些煙支都集聚壓在煙支分流裝置頂部，由于煙支隨著煙盤的翻轉(zhuǎn)方向與煙支總體的輸送方向是垂直的，當(dāng)煙支翻轉(zhuǎn)后，煙支在輸送通道前后會(huì)發(fā)生或多或少的徑向位移，此時(shí)由煙支儲(chǔ)存輸送系統(tǒng)的兩個(gè)后玻璃擋板對(duì)偏離輸送通道的煙支不斷地進(jìn)行拍合來調(diào)整煙支前后位置，使得煙支處于正常的輸送通道中[3]。在此過程中，為保證煙支外觀不變形，單次的拍合力度和角度不應(yīng)過大，拍合的速度不應(yīng)過快，應(yīng)緩慢多次間歇性拍合。

原因分析：將輸送帶的輸送速度設(shè)置合理并固定，此時(shí)隨著煙支輸送的方向進(jìn)行分析，由于煙支分流裝置底部擋板為直角，當(dāng)煙支長(zhǎng)期處于煙支分流裝置底部擋板處，加上輸送帶和周圍煙支給此處煙支的摩擦力，煙支與底部擋板接觸面積變化時(shí)會(huì)導(dǎo)致煙支受力發(fā)現(xiàn)變化，從而發(fā)生橫煙，得到受力分析圖如圖3 所示。

圖3 煙支受力分析圖

煙支經(jīng)過卸盤機(jī)后變向180°，由于慣性作用，在卸盤機(jī)和煙支輸送通道的交接處也容易產(chǎn)生橫煙。

連續(xù)10 d 每天2 h，在同一時(shí)間段對(duì)同一機(jī)臺(tái)進(jìn)行采樣統(tǒng)計(jì)，得到煙支存儲(chǔ)系統(tǒng)橫煙次數(shù)統(tǒng)計(jì)表（表1）。從表1 可以看出，在煙支存儲(chǔ)系統(tǒng)的所有橫煙統(tǒng)計(jì)中，分流裝置處的橫煙占76%，統(tǒng)計(jì)結(jié)果與理論分析完全一致，證明煙支分流裝置是引起煙支存儲(chǔ)系統(tǒng)橫煙最主要的原因。

表1 煙支存儲(chǔ)系統(tǒng)橫煙次數(shù)統(tǒng)計(jì)表

2 儲(chǔ)存輸送系統(tǒng)中細(xì)支煙橫煙頻次優(yōu)化改進(jìn)與效果

由于ZF12B 型卷煙儲(chǔ)存輸送系統(tǒng)中的煙支分流裝置比較適用于常規(guī)卷煙的生產(chǎn)，通過對(duì)比常規(guī)煙及細(xì)支煙的結(jié)構(gòu)，我們可以通過對(duì)分裝裝置進(jìn)行細(xì)微調(diào)整，使其適于細(xì)支煙的生產(chǎn)。以煙支分流裝置為研究對(duì)象，依據(jù)前文的研究結(jié)果，對(duì)煙支分流裝置進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)和設(shè)備改善，并統(tǒng)計(jì)改進(jìn)后的橫煙數(shù)據(jù)，用于驗(yàn)證改善效果。

2.1 分離裝置底部擋板的優(yōu)化設(shè)計(jì)

正產(chǎn)生產(chǎn)過程中，卸盤機(jī)和傳送帶之間的下落通道上設(shè)有三個(gè)細(xì)支煙分流裝置，從卸盤機(jī)下落的煙支經(jīng)過分流裝置分流后落到傳送帶上。如圖4 所示，卸盤機(jī)1 和傳送帶2 之間的下落通道上設(shè)有多個(gè)細(xì)支煙分流裝置3，從卸盤機(jī)1 下落的煙支4 經(jīng)過分流裝置3 分流后落到傳送帶2 上。

圖4 優(yōu)化后的煙支存儲(chǔ)輸送系統(tǒng)

如圖5、圖6 和圖7 所示，細(xì)支煙分流裝置3 包括位于頂部的兩個(gè)分流斜板30，分流斜板30 對(duì)煙支起到緩沖的作用，使煙支之間變得疏松，有利于煙支順利向兩側(cè)分流[4，5]。兩個(gè)分流斜板30 可以是一體的。為了防止分流斜板30 變形，兩個(gè)分流斜板30 連接位置設(shè)有第一支撐件31。

圖5 細(xì)支煙分流裝置結(jié)構(gòu)示意圖

圖6 A-A 方向剖視圖

分流斜板30 下方設(shè)有固定在卸盤機(jī)1 安裝板上的第二支撐件32，一導(dǎo)桿33 穿過第二支撐件31 后與分流斜板30 和／或其上的第二支撐件32 連接，導(dǎo)桿33 端部設(shè)有防止其從第二支撐件32 脫出的限位件。導(dǎo)桿33 可采用螺栓，所述限位件即為該螺栓的頭部。導(dǎo)桿33 上設(shè)有彈簧34，彈簧34 兩端分別頂在第一支撐件31 和第二支撐架32 上。

分流斜板30 下方設(shè)有將分流后的煙支引流到傳送帶2 上的導(dǎo)向板35，導(dǎo)向板35 固定在連接板36上，連接板36 通過偏心件37 固定在卸盤機(jī)1 安裝板上。通過調(diào)節(jié)偏心件37 上的螺母，能夠上下調(diào)節(jié)導(dǎo)向板35 與傳送帶2 之間的距離，實(shí)現(xiàn)對(duì)煙支流量的控制，進(jìn)而為包裝機(jī)組提供穩(wěn)定的煙支流[6]。

此外，導(dǎo)向板35 一個(gè)側(cè)部和底部之間的部分為弧形結(jié)構(gòu)，該弧形結(jié)構(gòu)的弧度可為π/2，半徑可為3 cm，根據(jù)煙支流動(dòng)方向，僅將底部擋板左側(cè)進(jìn)行改造即可。相比于傳統(tǒng)直角結(jié)構(gòu)，煙支在該弧形結(jié)構(gòu)處受力更加均勻，根據(jù)煙支輸送方向，通過倒角改為圓弧角后，與煙支的圓柱形表面相接觸，減小摩擦力后可以減少煙支在此處的停留時(shí)間?？杀苊饧?xì)支煙在從導(dǎo)向板35 側(cè)部進(jìn)入到底部下方的傳送帶2 過程中出現(xiàn)皺褶、彎折、混亂的現(xiàn)象。

2.2 改進(jìn)效果驗(yàn)證

在對(duì)這一方案的改善效果進(jìn)行驗(yàn)證，連續(xù)10 d每天2 h，在同一時(shí)間段對(duì)同一機(jī)臺(tái)統(tǒng)計(jì)細(xì)支煙橫煙的頻次，對(duì)比分析結(jié)果見表2。

表2 改進(jìn)后的橫煙次數(shù)統(tǒng)計(jì)表

從表2 可看出，將分流裝置底部擋板改為圓弧狀后，分流裝置處的橫煙頻次從2.25 次/h 下降為1.05次/h，改善效果較為明顯，實(shí)際使用效果如圖7 所示。

圖7 實(shí)際使用效果圖

3 結(jié)束語(yǔ)

將ZF12B 型卷煙儲(chǔ)存輸送系統(tǒng)中的煙支分流裝置底部擋板的形狀進(jìn)行改造，由90°的直角改變?yōu)?0°的圓弧角，可以減少底部擋板與煙支的接觸面積，使煙支在分流裝置處所受的力更加均勻，不會(huì)造成細(xì)支煙在煙支分流裝置處因受力不均而產(chǎn)生的歪斜、橫煙，更適合細(xì)支煙卷煙生產(chǎn)，也不會(huì)造成因煙支歪斜、橫煙導(dǎo)致堵塞煙支輸送通道，能夠使細(xì)支煙在輸送過程中更加平穩(wěn)，為包裝設(shè)備提高源源不斷的均勻的符合質(zhì)量的煙支流。