濾棒彎道輸送裝置設計

袁群超

（許昌煙草機械有限責任公司，河南 許昌 461000）

為響應卷煙工業(yè)企業(yè)的設備需求，由許昌煙機公司和荷蘭ITM公司聯(lián)合研發(fā)ZL45型多元復合濾棒成型機。該機組以ZL26C濾棒成型機為平臺，集成高級小棒模塊、轉(zhuǎn)運模塊與在線檢測系統(tǒng)，額定生產(chǎn)速度為500m/min。ZL45機組濾棒傳輸采用凸輪小棒處理技術(shù)與無吸風小棒復合技術(shù)，同時從多個料倉輸出，進入三轉(zhuǎn)盤系統(tǒng)進行線性復合，可實現(xiàn)兩元或三元濾棒復合功能。機組配置自動上料供應系統(tǒng)，下游可搭配裝盤機，將濾棒自動裝入盤中，以便儲存濾棒，實現(xiàn)整線自動化生產(chǎn)。

ZL45多元復合濾棒成型機是一種能生產(chǎn)多種類型特種濾棒的新型煙機設備，上游供料系統(tǒng)主要提供三種規(guī)格的濾棒，主要工作流程如圖1所示。由YB19卸盤機將煙盤的濾棒傾倒，然后由提升機把濾棒提升到高位，再經(jīng)過輸送通道，最后流入ZL45，ZL45對濾棒進一步加工處理，可生成中空、爆珠等特種濾棒。每種規(guī)格濾棒輸送都需要一臺卸盤機、提升機、輸送通道對接，需要多臺供料設備。因此整個機組需要占用大量的生產(chǎn)空間?，F(xiàn)輸送通道有兩種方案：一種是直道輸送，輸送通道如果完全使用直道輸送，那么設備只有單一布局，占用大量的空間，而煙廠生產(chǎn)車間的空間有限并且供料系統(tǒng)的設備較多，存在干涉，因此直道輸送并不適用；另一種是彎道輸送，使濾棒的進給方向發(fā)生90°轉(zhuǎn)變，那么相應設備布局有更大靈活性，節(jié)約空間，整個供料輸送更加合理和科學；因此，結(jié)合設計需求考慮，煙支輸送通道采用彎道輸送，整個機組布局有更多可能性，以便優(yōu)化設備布局，對生產(chǎn)車間的空間利用率可達最大。

圖1 ZL45機組工作流程

1 設計要求

彎道輸送裝置是濾棒重要的輸送載體，其結(jié)構(gòu)設計質(zhì)量直接影響濾棒轉(zhuǎn)載過程的運動特性，運行平穩(wěn)，安全可靠，結(jié)構(gòu)簡單，成本低的輸送裝置對整個ZL45機組運行起至關重要的作用。濾棒在彎道輸送有較高要求，綜合考慮，設計時需要注意以下問題：1）由于濾棒在彎道運動過程中存在慣性，也會受到離心力的作用，因此出現(xiàn)排列雜亂無序以及煙支脫落現(xiàn)象，需要剔除和收集無序濾棒；2）濾棒屬于較高的等級食品，需要在較為封閉的空間，避免粉塵及其他雜物影響，防止受到污染，因此，輸送裝置必須是封閉的空間；3）濾棒主要是柔性絲束，易受損傷，不能與通道有過多的接觸摩擦與擠壓，避免濾棒變形。然后，在濾棒的輸送過程中，如果設備運行出現(xiàn)不穩(wěn)定的情況，大量濾棒會出現(xiàn)錯亂無序的情況，導致通道堵塞，因此必須便于觀察通道內(nèi)濾棒輸送狀況；4）煙廠要求濾棒輸送裝置需要吊裝在屋頂，必須考慮裝置的安全性，裝置的質(zhì)量盡量要輕，結(jié)構(gòu)應簡單，整個結(jié)構(gòu)須采用輕質(zhì)材料，盡量使用型材和薄板。

2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

濾棒彎道輸送裝置如圖2所示，主要由上架體、觀察窗、輸送通道、整理器、落料裝置等部件組成。該輸送裝置通過上架體的拉桿吊裝到車間頂層，通道一側(cè)連接ZL45多元復合成型機上，另一側(cè)連接YF17A的提升機，濾棒由提升機進入輸送通道，其中輸送通道由1/4圓弧型材和其上的鏈板組成，通過鏈板圍繞型材移動，帶動濾棒的輸送。在濾棒輸送過程中，由于離心力和慣性的作用，有些濾棒會出現(xiàn)傾斜，排列雜亂無序，這時兩側(cè)的整理棍轉(zhuǎn)動可以清理無序濾棒，這些濾棒會從通道掉落到落料裝置；落料裝置有一排抽屜，可以接收脫落的濾棒，以便回收利用。通道兩側(cè)有無色透明觀察窗，其與通道相隔適當距離，一方面也可以阻擋濾棒脫落到地面，另一方面也便于觀察濾棒輸送狀態(tài)。

圖2 濾棒輸送裝置

2.1 整理器

整理器整體采用圓柱式結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)如圖3所示，主要由焊接叉架、圓形玻璃管、軸承、六角螺母以及芯軸組成。焊接叉架通過螺釘固定在上架體上，芯軸上端銑有軸肩和螺紋，焊接叉架在六角螺母和軸肩夾持下固定連接，芯軸銑有扁身，便于工具夾持軸，擰緊六角螺母，芯軸安裝的軸承由擋圈和壓板固定，軸承與圓形玻璃管配合使整理器轉(zhuǎn)動。

圖3 整理器

其優(yōu)點包括質(zhì)量輕、體積小、穩(wěn)定可靠以及與濾棒接觸面積小。整理器不能自主轉(zhuǎn)動，其運動主要通過輸送的濾棒帶動玻璃管。正常情況下，整理器與濾棒之間有一定距離，只有伸出通道的濾棒才會與整理器接觸，同時整理器會將濾棒調(diào)整整齊。由于焊接可能出現(xiàn)導致整體出現(xiàn)變形和誤差，所以整理器的位置在后期安裝時需要調(diào)節(jié)位置，因此焊接叉架上的孔為長條孔，以便于調(diào)節(jié)螺釘?shù)墓潭ㄎ恢谩?/p>

2.2 輸送通道

輸送通道是整個裝置的核心部件，它決定了整個裝置的輸送性能。目前主流的輸送形式有帶式輸送、鏈板輸送、輥子輸送。對輸送形式的選擇主要考慮以下幾點，首先卷煙企業(yè)對卷煙輸送要求越來越高，同等時間下，輸送量大且能長距離輸送的輸送形式受到歡迎。鏈板輸送能力大，最大輸送能力可高達1000t/h，牽引構(gòu)件強度高，可以較長距離輸送，最大距離可達到1000m以上。其次，濾棒較細且表面光滑，在帶式和輥子輸送容易出現(xiàn)打滑以及濾棒脫落。最后，鏈板輸送機線路布置靈活，能夠?qū)崿F(xiàn)較大的轉(zhuǎn)彎角度以及較小的彎曲半徑輸送物料。綜上考慮鏈板輸送在濾棒輸送相較另外兩種有更多優(yōu)點，因此輸送通道使用鏈板輸送。

輸送通道主要由導軌和鏈板組成。導軌選用工業(yè)鋁型材，其優(yōu)點是質(zhì)量輕、強度高，直段型材經(jīng)過折彎成90°而成導軌。濾棒輸送主要通過鏈板帶動，而輸送通道與提升機使用同一條鏈板，提升機的控制系統(tǒng)可驅(qū)動鏈板的運動，即濾棒在通道的輸送主要靠提升機提供輸送動力。

2.3 上架體

上架體由圓弧板、吊架、焊接螺母、螺柱、吊桿等組成，見圖4，上架體相當于輸送通道的骨架，對其他結(jié)構(gòu)起支撐和依附作用。設計采用品字結(jié)構(gòu)，圓弧板由2mm厚的薄板折彎90°，再焊接而成，下部較窄，保證安裝的觀察窗不凸出架體，提升整體的美觀性和緊湊性。由于上架體比較薄，不便于螺釘和螺母固定連接，因此，在上架體內(nèi)部裝有焊接螺母。由于煙廠要求濾棒輸送裝置需要吊裝在屋頂上，因此上架體內(nèi)部有吊架和吊桿，裝置在煙廠車間可吊裝到屋頂。

2.4 落料裝置

落料裝置由支撐桿、螺柱、滑塊、分隔板、抽屜、側(cè)板等組成，見圖5。下架體通過支撐桿與上架體連接，導軌內(nèi)部安裝滑塊，落料裝置與通道連接主要通過螺柱擰緊到導軌內(nèi)滑塊，落料裝置內(nèi)部放置多個分割板，分隔板兩側(cè)伸出側(cè)板，兩個分隔板之間放置抽屜，其主要作用是收集通道掉落的煙支，側(cè)板由2mm薄板折彎而成。

圖5 落料裝置

3 控制系統(tǒng)

濾棒在彎道輸送裝置的輸送主要通過運動的鏈板帶動，因此控制系統(tǒng)主要控制鏈板的運動。在輸送裝置的結(jié)構(gòu)上，提升機使用同一條鏈板，因此，提升機的控制系統(tǒng)能夠控制輸送裝置運行，這樣省去了輸送裝置的控制系統(tǒng)再設計步驟，節(jié)約了設計成本。提升機的控制系統(tǒng)穩(wěn)定，抗干擾能力強，能夠?qū)崟r調(diào)節(jié)鏈板的運行速度。

4 結(jié)論

彎道輸送裝置可以使整個ZL45機組平穩(wěn)運行，并在紅河卷煙廠投入生產(chǎn)使用，實現(xiàn)了煙廠自動化、機械化生產(chǎn)，提高了生產(chǎn)效率；濾棒在彎道平穩(wěn)有序輸送，沒有出現(xiàn)輸送通道堵塞和濾棒錯亂現(xiàn)象，能夠更為科學地配送濾棒；整個機組在煙廠車間布局合理，能夠節(jié)約空間；整個裝置使用輕質(zhì)材料，質(zhì)量輕、安全性高、轉(zhuǎn)載效率高、制造成本低，后期維護方便。

1-圓弧板；2-吊架；3-焊接螺母；4-螺柱；5-吊桿