ZJ118卷接機組水松紙除末裝置

[摘" " 要]針對ZJ118卷接機組在生產(chǎn)中存在的煙支水松紙夾末問題，從設(shè)備運行工藝特點入手，研發(fā)設(shè)計了一套在線水松紙除末裝置。該裝置主要由分離鼓輪除末裝置和新型綜合鼓輪等組成，合理運用萬向氣管吹風、風刀裝置、正負離子靜電吹風和懸浮槽等技術(shù)。實際效果表明，該裝置可有效減少煙支在接裝機搓接過程中產(chǎn)生的煙末，達到減少水松紙夾末率的目的，為國產(chǎn)卷接機組解決煙支夾末問題提供了一種思路。

[關(guān)鍵詞]ZJ118卷接機組;水松紙除末;風刀裝置;靜電消除;改進

[中圖分類號]TS43 [文獻標志碼]A

1 引言

ZJ118卷接機組是國產(chǎn)全自主設(shè)計的第一款卷接機型，機組具有生產(chǎn)煙支質(zhì)量好、可靠性強、自動化程度高、性能穩(wěn)定且易于操作和維修等特點，是目前較為先進的卷接設(shè)備。在卷煙生產(chǎn)過程中，由于工藝條件限制，不可避免存在水松紙夾末的煙支（本文特指卷煙濾棒水松紙搭口處夾有煙末雜質(zhì)，煙末總長度≥4mm，屬于C類缺陷，煙末總長度<4mm，屬于D類缺陷）。同時可能引起水松紙泡皺、漏氣等外觀缺陷。經(jīng)統(tǒng)計，目前ZJ118卷接機組成品的水松紙夾末故障缺陷煙支約為每條3支，折合缺陷率約為1.5%，對產(chǎn)品外觀質(zhì)量造成了一定影響。

2 煙支夾末形成原因分析

煙支在各鼓輪的交接、傳遞過程中，煙支沿鼓輪方向做旋轉(zhuǎn)運動。少量的細小煙末受高速運動時的慣性力和離心力作用，從煙支端部飛濺出去，形成拋散的煙末。

以分離鼓輪為例，在8000支/min的額定車速下，鼓輪轉(zhuǎn)速達到333r/min。通過公式v=rω，計算出鼓輪上煙支的線速度可以達到0.77m/s。在此速度下，煙末可以輕易地飛濺到遠處其他鼓輪處。另外，MAX接裝機運行過程中各鼓輪的吸風槽在非工作區(qū)域會有正壓吹風噴射，需清潔吸風槽風眼上的雜物，防止風眼堵塞。這些正壓吹風在設(shè)備運轉(zhuǎn)時相互干擾，形成不穩(wěn)定的氣流，造成高速煙末很容易飛濺到后面的綜合鼓輪及搓接鼓輪工作區(qū)域，在搓接過程中，形成水松紙夾末。且水松紙經(jīng)過上膠輥時，已經(jīng)預先涂膠，細小的煙末一旦粘到涂過膠的水松紙片上，將很難脫落，導致產(chǎn)生水松紙夾末。

3 水松紙除夾末裝置的設(shè)計

為了有效解決設(shè)備內(nèi)部煙末飛濺過多的問題，設(shè)計制作了水松紙除夾末裝置，采用正負壓除末的方法去除煙末。該裝置能有效降低水松紙夾末現(xiàn)象，提高產(chǎn)品外觀質(zhì)量。

3.1 設(shè)計分離輪除末裝置

分離鼓輪區(qū)域除末裝置的主要作用是將設(shè)備運行中在該區(qū)域產(chǎn)生的煙末雜質(zhì)，利用離子發(fā)生器和風刀產(chǎn)生正負離子形成射流將煙末產(chǎn)生的靜電消除，從而消除濾嘴切割、煙支切斷以及煙支分離過程中產(chǎn)生的大量附帶靜電荷的煙末。

3.1.1 萬向氣管吹風組件

由于該區(qū)域?qū)儆诠妮喐咚龠\轉(zhuǎn)工作區(qū)，主要是利用吹風清潔鼓輪上方區(qū)域產(chǎn)生的煙末。要求吹風方向固定且方便調(diào)節(jié)，同時吹氣管道不能接觸鼓輪或煙支運行軌跡，防止出現(xiàn)故障。經(jīng)過比對論證，常用的銅質(zhì)吹風管或者塑料氣管都不理想。因此，采用硬質(zhì)工程塑料萬向氣管及帶靜電消除器的配氣塊組件。萬向氣管具有吹風位置靈活、穩(wěn)定、不易擺動的優(yōu)點。

設(shè)計2組共4個吹風口的萬向氣管吹風組件，消除堆積的煙末。萬向氣管吹風組件主要由配氣塊、電子調(diào)節(jié)閥、萬向骨接吹氣嘴等組成，如圖1所示。通過電磁閥控制吹氣裝置，當機器停機時，對鼓輪上堆積煙末嚴重的地方進行清理，減少設(shè)備啟動時煙末堆中的煙末飛揚造成夾末。

萬向骨接吹氣嘴由若干錐形節(jié)組成。每兩個錐形節(jié)之間可形成25°的夾角，便于整個氣管方向的自由變化。同時吹風口做成20mm×3mm的矩形槽口，便于吹風形成接觸面更大的區(qū)域。由于靈活的轉(zhuǎn)向功能，吹風口可以方便、準確地對準煙末堆區(qū)域。該吹風裝置受電磁閥控制，在得到設(shè)備停機信號時工作40s，將煙末聚集形成的煙末堆吹散落至設(shè)備底部的廢煙桶中，達到清潔設(shè)備，避免煙末進入搓接部位的目的。

3.1.2 風刀組件除末裝置

由于普通的吹氣嘴只能提供一個散射區(qū)域的吹風，工作區(qū)域過窄且風力分散，除塵效果不明顯且會有吹風作用在煙支表面。因此，項目組考慮使用風刀進行風幕吹風。在分離輪上部安裝吸風罩和防護罩，在吸風罩上方安裝風刀組件（圖2）。通過側(cè)面防護罩加裝離子靜電消除器將煙末等雜物隔離，阻止其進入搓接部位。阻擋的煙末等雜物利用底部吸風罩負壓回收。

采用長度240mm的風刀，在分離鼓輪上方沿水平方向吹出同等寬度、厚度僅為0.05mm的氣流薄片形成的風幕。該風刀主要吹除分離鼓輪區(qū)域飛濺的煙末，同時通過等離子風將煙末中的靜電荷去除，減少煙末被吸附的概率。

3.1.3 正負離子靜電吹風除塵

由于煙支在接裝過程中和鼓輪接觸摩擦并做高速運動，導致產(chǎn)生靜電荷。煙末在飛濺過程中，表面也附帶相應靜電荷。由于電荷存在同性相斥、異性相吸的相互作用，帶靜電荷的煙末往往受此作用影響而產(chǎn)生不規(guī)律運動。同時更大概率是被帶異性電荷的水松紙片或煙柱所吸引，導致水松紙粘末、夾末的概率更大。通過在氣動系統(tǒng)中的配氣塊上安裝靜電消除器，使得所有吹風都離子化，消除煙末上靜電，有效減少煙支夾末的概率。

靜電消除器由高壓電源產(chǎn)生器和放電極（一般做成離子針）組成。工作時，通過高壓電源發(fā)生器產(chǎn)生一定值的高壓施加于放電針上，由于尖端放電效應，電離放電針周圍的空氣并產(chǎn)生等量的正負離子，通過氣流使等量的正負離子送到需要消除靜電的空間或物體，其中正離子與負靜電中和，負離子與正靜電中和，從而達到消除靜電和防范靜電產(chǎn)生的目的。

3.2 采用新型綜合鼓輪

綜合鼓輪的作用是將煙支—濾嘴—煙支的組合體排列整齊，并將上游傳遞過來的水松紙粘結(jié)在煙支組合體上。綜合鼓輪上的針條對水松紙起支撐及扶持作用，不讓水松紙直接粘結(jié)在輪體上。但在使用過程中，針條和輪體外圓會粘膠，由于水松紙片的粘膠面是面向針條和輪體外圓的，所以極易粘住煙絲煙末。鼓輪在運轉(zhuǎn)時由于離心力的作用使煙沫飛濺，在水松紙上出現(xiàn)夾末現(xiàn)象。

針對上述問題，采用新型懸浮式綜合鼓輪及組件，如圖3所示。該綜合鼓輪對閥芯氣路進行重新設(shè)計，增加吸塵裝置，可極大地改善煙支夾末現(xiàn)象。并且取消針條，采用新型懸浮槽，可避免出現(xiàn)針條上的針尖扎破水松紙現(xiàn)象和水松紙起皺等問題。水松紙片懸浮在新型懸浮槽中，不與輪體接觸，不易粘膠，保持輪體清潔。煙支靠攏過程長，因而靠攏時對煙支及端部無損傷，有效保持煙支端部緊頭形狀。在浮圈內(nèi)加裝軸承，運行過程中無振動現(xiàn)象，有效解決了原靠攏鼓橡膠浮圈易變形、壽命短的問題。

3.3 電氣和空氣控制系統(tǒng)

本裝置中所使用的吹氣系統(tǒng)由PLC編程的電磁閥進行控制。開機時，氣源打開，系統(tǒng)工作;停機時，進行吹掃清潔后氣源關(guān)閉，從而達到節(jié)約能源的目的?？諝庀到y(tǒng)經(jīng)過配氣塊進入各系統(tǒng)，在配氣塊上安裝靜電消除器，使得吹風離子化，消除煙末靜電。

電氣控制方面，主電箱內(nèi)一路220V交流電路為離子發(fā)生器供電，另一路24V直流電路通過PLC控制萬向氣管吹風組件。整個系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，不易產(chǎn)生故障。

4 改進效果

項目實施完成后，小組對煙支搭口夾末（代碼1QJ04）缺陷檢測數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計，共計測量64次，發(fā)現(xiàn)夾末缺陷煙支數(shù)量83支，水松紙夾末率大約為0.39%，且水松紙翹邊、泡皺等缺陷數(shù)未有顯著增加，達到了預定改進目標。

5 結(jié)束語

本裝置通過正負壓的作用，對煙末進行物理去除，從而減少水松紙內(nèi)的煙末。使用效果表明，煙支水松紙內(nèi)及搭口夾末現(xiàn)象明顯改觀，同時確保煙包內(nèi)煙支濾嘴端面無煙沫。改進后，煙支水松紙夾末率實際降低到0.4%左右，達到預期目標，且對煙支外觀、物理指標無不良影響。

參考文獻

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作者簡介

胡風華（1968—），男，安徽宣城人，大專，高級技師，主要從事煙機設(shè)備維修工作。