一種新型PROTOS70卷煙機第一分離鼓限位裝置的研發(fā)

何琦多 段堯 張勇剛

摘要：隨著客戶需求的多樣性變化，產(chǎn)品品牌的規(guī)格也發(fā)生了變化。我廠PROTOS70型卷煙機需要生產(chǎn)59+25mm和59+30mm兩種煙支規(guī)格的煙支，在煙支規(guī)格發(fā)生改變時因為需要更換分離鼓凸輪，拆卸安裝極為不便，為了解決以上問題，設(shè)計了一個有針對性的導(dǎo)向限位裝置，極大簡化了PROTOS70 卷煙機組分離輪在煙支規(guī)格轉(zhuǎn)換過程中拆卸與安裝，并且實現(xiàn)只需要一套凸輪便可生產(chǎn)兩種煙支規(guī)格，減少了配件消耗，極大的縮短了維修更換時間，具有極其較高的實用價值。

關(guān)鍵詞：PROTOS70卷煙機 ?更換煙支規(guī)格 ?MAX第一分離鼓 ? ?限位裝置

1前言

PROTOS70 卷煙機組是由德國HAUNI公司生產(chǎn)的、一種集喂料、成型、接裝機組。其卷煙機煙支分離輪采用凸輪機構(gòu)，由圓柱體雙槽凸輪和兩組軸承從動推桿組成，其中兩組軸承與分離滑塊連成一體組成從動桿組件，凸輪位于鼓輪中間，被分離滑塊夾持，并與負(fù)壓相通，實際使用過程中軸承在凸輪上滾動，從而實現(xiàn)雙倍煙支分離，以實現(xiàn)在分離的煙支中插入濾棒，最后經(jīng)過搓接工序包裹成煙支。

隨著市場個性化需求的發(fā)展，需要不同規(guī)格的煙支，其濾棒長度也不同，但白煙長度是相同的。在實際生產(chǎn)中，為了滿足生產(chǎn)要求，并充分利用設(shè)備，需要用同一臺設(shè)備生產(chǎn)不同規(guī)格的煙支。

原來，在煙支規(guī)格轉(zhuǎn)換過程中需要更換不同的凸輪，以改變煙支分離距離。當(dāng)PROTOS70卷煙機MAX 部分分離輪煙支規(guī)格轉(zhuǎn)換時，更換凸輪費時費力，拆卸安裝極為不便，相關(guān)文獻(xiàn)中《PROTOS2-2卷接機組煙條分離輪的改進(jìn)設(shè)計》[1]對分離鼓進(jìn)行了重新設(shè)計，采用無凸輪結(jié)構(gòu)，通過直接改變分離塊行程的方法來實現(xiàn)不同濾嘴規(guī)格煙支的換牌，改造成本高，部件損耗大。本文通過對該部分的零件結(jié)構(gòu)外形進(jìn)行分析和研究，設(shè)計了一個凸輪限位裝置，在煙支規(guī)格發(fā)生改變時只需在外部安裝或拆卸下該限位裝置。

2技術(shù)方案內(nèi)容

2.1問題分析

MAX第一分離鼓更換時，1、安裝位置靠近MAX和SE的夾角，空間狹小，難以操作;2、分離鼓本身笨重（20kg），吊裝設(shè)備沒有操作空間，3、拆卸安裝時，設(shè)備自帶照明燈提供的照明被遮擋，加大了更換難度。最重要的是每次跟換煙支規(guī)格都需要更換一次分離鼓，每次更換耗時大約2h左右，極大地制約著設(shè)備效率的提升，增加了修理人員的工作強度。

2.2改進(jìn)思路確定

目前有兩種濾嘴規(guī)格香煙要生產(chǎn)，一種是濾嘴長度為25mm，另一種是濾嘴長度為30mm。根據(jù)觀察，在第一分離鼓機構(gòu)運動時，生產(chǎn)25mm濾嘴卷煙的凸輪和生產(chǎn)30mm濾嘴卷煙的凸輪輪廓線是相似的，只要在內(nèi)外分離塊上的煙支分離至剛好可放入25mm濾嘴時，限制住煙支的運動軌跡，就可以用30mm濾嘴卷煙的凸輪生產(chǎn)25mm濾嘴香煙。

3.關(guān)鍵部組件的設(shè)計

3.1擋塊外形設(shè)計

根據(jù)上述討論，要使得在不更換凸輪和輪體的前題下，煙支在分開至25mm時，對其限位，使其不再分開至30mm，可以考慮在輪體增加限位擋塊以限制其移動?，F(xiàn)有兩種設(shè)計方案，一、只在對應(yīng)凸輪行程超過25mm的位置加裝半環(huán)擋塊，共兩片;二、在繞分離鼓一周的地方加入環(huán)形擋塊。對比分析：第一種方法耗材少，對應(yīng)加工安裝精度較高，但是會對鼓體動平衡有影響，第二種方法耗材多，對安裝無特別要求，整個部件受力均勻，加工簡單，所以選擇第二種方法。

3.2安裝徑向位置確認(rèn)

在實際生產(chǎn)中，煙支在輪槽上的徑向位置有一定波動范圍，經(jīng)測量，對于25mm嘴棒煙支，雙倍煙支分開的平均距離為62mm，對于30mm嘴棒，煙支分開的距離為72mm。我們將此導(dǎo)向限位裝置兩圓環(huán)面間的距離設(shè)置為180mm（其長度為雙倍煙支長度118mm+62mm）。

3.3擋塊結(jié)構(gòu)設(shè)計

在確認(rèn)結(jié)構(gòu)前我們首先確認(rèn)選擇的材料，材料選擇方面主要有201不銹鋼、鋁合金、45鋼，考慮到201不銹鋼價格高，鋁合金材料容易變形，最終選定45鋼。選擇45鋼后就是確定擋塊的結(jié)構(gòu)形狀。現(xiàn)有兩種設(shè)計方案，一種是長方形（橫截面為20mm*10mm）、另外一種是L型（橫截面最大長度22mm，最大高度10mm，L型肢寬6mm），分析發(fā)現(xiàn)第一種方法打孔深度大，難度大，第二種方法打孔深度小，易于加工。另一方面，限位煙支力很小，用第二種方法，采用橫截面為L型的擋塊時，也滿足強度要求。

根據(jù)上述討論，與輪體的實際尺寸要求：最后我們設(shè)計出擋圈的尺寸：外圈外徑 =Φ248±0.5mm ;內(nèi)圈外徑 =Φ240±0.5mm，內(nèi)徑 =Φ228±0.5mm，厚度 =22 ±0.5mm。改造所需CAD圖紙如圖1所

改造后，在改變煙支規(guī)格長度時不需要拆卸鼓輪更換凸輪，只需要安拆在鼓輪外部安裝或拆卸下凸輪運動限位裝置，第一分離鼓限位器制作完成后，對換牌不同規(guī)格嘴棒煙支進(jìn)行時間統(tǒng)計，經(jīng)統(tǒng)計分析，短規(guī)格嘴棒（25mm）切換長規(guī)格嘴棒（30mm）和長規(guī)格嘴棒（30mm）切換短規(guī)格嘴棒（25mm）耗時平均值為540s左右，遠(yuǎn)低于改造前的2h。改造后，有效解決了不同規(guī)格濾嘴煙支換牌過程中卷煙機拆卸分離鼓繁瑣的問題，降低了備件費用，極大提高了工作效率，縮短了換牌時間。

參考文獻(xiàn)

[1]杜坤艷，康瑛，孫斌，程衛(wèi)民，張穎靚.PROTOS2-2卷接機組煙條分離輪的改進(jìn)設(shè)計[J].煙草科技，2019，52（05）：100-104

[2]賈會志.《ZJ17卷接機組培訓(xùn)教材——機械維修》[M].鄭州：河南人民出版社，2010.3