提高煙片復(fù)烤機(jī)小護(hù)板可靠性的應(yīng)用研究

王林寶WANG Lin-bao；李國章LI Guo-zhang；吳永昆WU Yong-kun；梁逢春LIANG Feng-chun

（①云南昆船煙草設(shè)備有限公司，昆明650236；②云南煙葉復(fù)烤有限責(zé)任公司石林復(fù)烤廠，石林652200）

0 引言

在煙草加工行業(yè)中，煙片復(fù)烤機(jī)是打葉復(fù)烤生產(chǎn)線的關(guān)鍵設(shè)備，處于生產(chǎn)線后段，其運(yùn)行穩(wěn)定性要求較高，一旦出現(xiàn)故障停機(jī)，將導(dǎo)致整條生產(chǎn)線停產(chǎn)，還可能產(chǎn)生近1噸左右的煙葉報(bào)廢，給復(fù)烤企業(yè)帶來損失。因此煙片復(fù)烤設(shè)備的可靠性要求較高。

現(xiàn)有煙片復(fù)烤機(jī)多采用雙側(cè)交替進(jìn)風(fēng)隧道式結(jié)構(gòu)，采用隧道式濕熱空氣強(qiáng)制循環(huán)對流技術(shù)對煙片進(jìn)行復(fù)烤加工，即功能熱風(fēng)需穿透移動(dòng)輸送網(wǎng)帶承載的散狀煙片，對煙片進(jìn)行干燥、冷卻、回潮加濕等工藝處理。散狀的煙片在被功能熱風(fēng)穿透時(shí)會(huì)出現(xiàn)飛揚(yáng)及飄灑情況。在循環(huán)的移動(dòng)輸送網(wǎng)帶兩側(cè)與固定側(cè)板間設(shè)置小護(hù)板。左右小護(hù)板通過螺釘分別安裝在每節(jié)輸送網(wǎng)帶的左右兩側(cè)，并與輸送鏈條連接。輸送鏈條節(jié)距200mm，在主動(dòng)大鏈輪的拖動(dòng)下，在近60m 的煙片復(fù)烤機(jī)隧道內(nèi)沿支撐導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)速度約12m/min。小護(hù)板呈魚鱗狀前后順次搭接，搭接段長度約115mm。小護(hù)板與固定側(cè)板（大護(hù)板）間高度方向有約30mm 的毛氈密封段。固定的毛氈密封段與移動(dòng)的小護(hù)板需緊密貼合，形成垂直密封面，保護(hù)飛揚(yáng)及飄灑的煙片不從側(cè)面漏出輸送網(wǎng)帶。常用的煙片復(fù)烤機(jī)設(shè)置約1000~1200 件小護(hù)板。由于小護(hù)板變形、磨損、安裝緊固、大護(hù)板貼緊程度不同等等多種因素，煙片復(fù)烤機(jī)運(yùn)行時(shí)，在垂直密封面對小護(hù)板的頂緊力作用下，小護(hù)板沿傳動(dòng)大鏈輪在轉(zhuǎn)彎回轉(zhuǎn)時(shí)，個(gè)別小護(hù)板可能出現(xiàn)勾頭、側(cè)倒甚至緊固件松動(dòng)及脫落現(xiàn)象，導(dǎo)致設(shè)備故障停機(jī)。

所以提高煙片復(fù)烤機(jī)小護(hù)板的可靠性，避免由于小護(hù)板導(dǎo)致的故障是非常必要的。本文將結(jié)合小護(hù)板的可靠性設(shè)計(jì)及安全報(bào)警技術(shù)研究及改進(jìn)在實(shí)際應(yīng)用過程中的效果進(jìn)行論述分析。

1 傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)

目前打葉復(fù)烤生產(chǎn)線上使用的煙片復(fù)烤機(jī)的小護(hù)板采用1.5mm 的不銹鋼板加工，連接耳座處采用折直角彎，前后搭接處壓1.5mm 的圓弧下沉面。其結(jié)構(gòu)形式見圖1（傳統(tǒng)小護(hù)板）。

圖1 傳統(tǒng)小護(hù)板

由于輸送隧道較長，小護(hù)板安裝在3.5m 寬的輸送網(wǎng)帶左右兩側(cè)，其運(yùn)行過程無法保證直線運(yùn)行。在實(shí)際使用過程中，由于小護(hù)板直角邊強(qiáng)度差，經(jīng)常出現(xiàn)與大護(hù)板間隙大，導(dǎo)致漏料。為減小間隙及漏料，安裝調(diào)試時(shí)，經(jīng)常會(huì)不斷增加對大護(hù)板的頂緊力，使固定的密封段與移動(dòng)的小護(hù)板貼合更緊密，導(dǎo)致小護(hù)板受到的側(cè)向力較大，產(chǎn)生較大變形。長時(shí)間使用，在反復(fù)交變力作用下，小護(hù)板強(qiáng)度降低，出現(xiàn)塑性變形。小護(hù)板在沿傳動(dòng)大鏈輪轉(zhuǎn)彎回轉(zhuǎn)時(shí)，個(gè)別小護(hù)板出現(xiàn)勾頭、側(cè)倒或脫落。由于缺乏檢測手段，需依賴人工對小護(hù)板工況進(jìn)行定時(shí)定期檢查，小護(hù)板出現(xiàn)問題往往都屬于突發(fā)情況，人工不能有效預(yù)判，并且出現(xiàn)問題時(shí)人員難于及時(shí)發(fā)現(xiàn)。生產(chǎn)過程出現(xiàn)問題時(shí)如果不及時(shí)處理，后續(xù)的小護(hù)板失去搭接基礎(chǔ)，在下一個(gè)轉(zhuǎn)彎回轉(zhuǎn)處會(huì)導(dǎo)致接連順序犁倒問題。犁倒的小護(hù)板見圖2（犁倒的小護(hù)板）。小護(hù)板梨倒后就失去密封作用，造成大量煙片撒落出輸送網(wǎng)帶，遺留在煙片復(fù)烤機(jī)內(nèi)部，導(dǎo)致設(shè)備故障停機(jī)。犁倒的小護(hù)板矯形修復(fù)難度大，變形嚴(yán)重的只能報(bào)廢。另一方面，由于小護(hù)板數(shù)量較多，拆裝技術(shù)難度大、要求高，拆裝、矯形耗時(shí)費(fèi)力。一旦小護(hù)板出現(xiàn)順序梨倒，會(huì)導(dǎo)致生產(chǎn)線停產(chǎn)36 小時(shí)以上，打亂復(fù)烤企業(yè)的生產(chǎn)組織，同時(shí)還產(chǎn)生近1 噸左右的煙葉報(bào)廢，給復(fù)烤企業(yè)帶來經(jīng)濟(jì)損失。

圖2 犁倒的小護(hù)板

2 改進(jìn)研究

針對小護(hù)板犁倒這一困擾煙葉復(fù)烤企業(yè)多年的問題，相關(guān)技術(shù)團(tuán)隊(duì)進(jìn)行了技術(shù)研究及改進(jìn)設(shè)計(jì)，并且進(jìn)行多種方式的技術(shù)改進(jìn)嘗試，逐步優(yōu)化結(jié)構(gòu)，徹底解決了此問題。

2.1 提高小護(hù)板直角邊強(qiáng)度

小護(hù)板結(jié)構(gòu)改進(jìn)設(shè)計(jì)。小護(hù)板連接耳座折直角彎處增加沖壓加強(qiáng)筋，加強(qiáng)筋呈底邊長15mm 高度40mm 的梯形，沖壓深度3mm，采用沖壓模具一次沖壓成型，提高小護(hù)板與連接耳座的強(qiáng)度以及直角保持能力。（見圖3）。為保證與原小護(hù)板的互換通用性，結(jié)構(gòu)改進(jìn)設(shè)計(jì)時(shí)連接尺寸和外形尺寸不變。小護(hù)板增加沖壓加強(qiáng)筋，在原沖壓模具上進(jìn)行功能增補(bǔ)，同時(shí)增加了一個(gè)沖壓工序，沒有增加材料成本。結(jié)構(gòu)改進(jìn)后的小護(hù)板加工成本增加約5%；沖壓模具功能增補(bǔ)的費(fèi)用約2000 元，由于小護(hù)板在我公司為標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品，并且每年用于產(chǎn)品和備件的銷售數(shù)量較大，基本可以忽略分?jǐn)偟絾渭夏＞哔M(fèi)用。

圖3 提高小護(hù)板直角邊強(qiáng)度

通過對比測試，增加沖壓加強(qiáng)筋的小護(hù)板產(chǎn)生2°側(cè)向變形時(shí)，其承受側(cè)向力是改進(jìn)前的1.5 倍，并且零件垂直度合格率由改進(jìn)前的96.5%提高到100%。改進(jìn)后的小護(hù)板結(jié)構(gòu)對提高小護(hù)板直角邊強(qiáng)度起到非常明顯的效果，并且費(fèi)用增加不多。

2.2 改進(jìn)大護(hù)板頂緊及調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)

大護(hù)板頂緊機(jī)構(gòu)改進(jìn)設(shè)計(jì)。烤片機(jī)干燥區(qū)是由多個(gè)箱體組合而成，每個(gè)箱體是相對獨(dú)立的，大護(hù)板上端掛裝在每個(gè)箱體的框架上，下端每間隔1m 左右設(shè)置活動(dòng)支撐，通過彈簧頂支在箱體框架上，依靠彈簧伸縮補(bǔ)償箱體大護(hù)板下段與移動(dòng)小護(hù)板的間隙（見圖4）。通過改進(jìn)設(shè)計(jì)，在每個(gè)箱體左右兩側(cè)的大護(hù)板頂緊彈簧的導(dǎo)向桿處設(shè)置調(diào)節(jié)螺栓并減小頂緊彈簧彈性系數(shù)（見圖5）。彈簧彈性系數(shù)由改進(jìn)前的7N/mm 改為4N/mm，調(diào)節(jié)螺栓調(diào)節(jié)量為20mm，同時(shí)在雙側(cè)交替進(jìn)風(fēng)復(fù)烤隧道兩側(cè)預(yù)留大護(hù)板頂緊彈簧調(diào)節(jié)操作口，便于大護(hù)板頂緊力的精細(xì)調(diào)節(jié)。安裝調(diào)試以及生產(chǎn)過程可通過對大護(hù)板頂緊度的精細(xì)化調(diào)節(jié)，保證大護(hù)板下段基本呈直線，并且具備基本相同的頂緊力，保證小護(hù)板在運(yùn)動(dòng)過程中的不同位置與大護(hù)板的側(cè)向力基本相同，避免忽大忽小的問題。同時(shí)也有效保證了每節(jié)輸送網(wǎng)帶的左右兩側(cè)的側(cè)向力基本相同，避免左右受力不均勻的問題。

圖4 改進(jìn)設(shè)計(jì)前大護(hù)板頂緊機(jī)構(gòu)

圖5 改進(jìn)設(shè)計(jì)的大護(hù)板頂緊機(jī)構(gòu)

大護(hù)板頂緊及調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)改進(jìn)后，毛氈密封段與移動(dòng)的小護(hù)板的貼合更均勻，更緊密，飛揚(yáng)及飄灑的煙片從側(cè)面漏出輸送網(wǎng)帶的現(xiàn)象得到非常明顯的解決，每個(gè)班次漏料量由10kg 降到3kg，并且漏出的物料多為碎末，基本沒有成品煙片漏出。同時(shí)有效降低的小護(hù)板與密封毛氈的磨損量，密封毛氈備件由1 年一換變?yōu)? 年一換，小護(hù)板備件由3 年一換變?yōu)? 年一換。在有效降低成品加工損失的同時(shí)降低小護(hù)板和密封毛氈備件的訂購費(fèi)用以及更換人工費(fèi)用，有效為復(fù)烤企業(yè)提高成品產(chǎn)出率并節(jié)約生產(chǎn)成本。

2.3 增加小護(hù)板清刷裝置

功能改進(jìn)設(shè)計(jì)?；爻奔訚穸蔚母缓?xì)微水顆粒的高溫高濕氣流在運(yùn)動(dòng)過程中遇到溫度偏低的物體就會(huì)形成結(jié)露。小護(hù)板在通過煙片復(fù)烤機(jī)的回潮區(qū)時(shí)，表面會(huì)形成結(jié)露，導(dǎo)致小護(hù)板表面粘附煙片、粉塵、煙油以及雜質(zhì)。長期不清理，導(dǎo)致小護(hù)板搭接縫間殘存雜物引起縫隙加大以及受力不均等問題。

在回程段的出料口下方增加小護(hù)板清刷裝置，生產(chǎn)過程清刷小護(hù)板。當(dāng)小護(hù)板在運(yùn)動(dòng)過程中途經(jīng)清掃裝置時(shí)，冠狀毛刷通過驅(qū)動(dòng)裝置使毛刷繞刷軸的軸心轉(zhuǎn)動(dòng)，旋轉(zhuǎn)的冠狀毛刷與小護(hù)板接觸，從而實(shí)時(shí)掃除粘帶在小護(hù)板上的煙片、粉塵、煙油以及雜質(zhì)，避免小護(hù)板在生產(chǎn)過程不斷粘黏雜物，導(dǎo)致小護(hù)板搭接縫間殘存雜物引起縫隙加大并發(fā)生變形。實(shí)際應(yīng)用證明，小護(hù)板清刷裝置能及時(shí)清理小護(hù)板粘附和夾帶的煙片及煙垢，減少小護(hù)板搭接縫間殘存雜物導(dǎo)致縫隙加大以及受力不均等問題。（見圖6）。

圖6 小護(hù)板清刷裝置

增加小護(hù)板清刷裝置后，小護(hù)板粘接煙垢及雜質(zhì)的問題得到解決，確實(shí)降低了成品片煙霉變風(fēng)險(xiǎn)，成品煙包霉變反饋數(shù)量由5 箱降低為2 箱，得到煙草工業(yè)客戶的好評。

2.4 增加小護(hù)板位置監(jiān)測及安全保護(hù)裝置

增加安全保護(hù)裝置，實(shí)時(shí)監(jiān)測記錄小護(hù)板位置。小護(hù)板檢測裝置有效實(shí)時(shí)檢測小護(hù)板的位置，便于操作人員預(yù)測小護(hù)板可能出現(xiàn)的變形問題，并根據(jù)情況對小護(hù)板進(jìn)行提前維護(hù)處理，避免較多數(shù)量的小護(hù)板變形或傾倒給校形或更換帶來繁雜的工作量，影響正常生產(chǎn)。

在回程段的出料口下方增加光電測距傳感器，時(shí)時(shí)檢測左右小護(hù)板的位置信息，并輸出反饋到電控系統(tǒng)（見圖7）。結(jié)合實(shí)際小護(hù)板變形量設(shè)置為±8mm、±15mm 和＞±15mm 三檔。當(dāng)檢測反饋的小護(hù)板左右位置在±8mm 范圍內(nèi)變化時(shí)，控制系統(tǒng)認(rèn)為小護(hù)板處于正常工況；當(dāng)檢測反饋的小護(hù)板左右位置出現(xiàn)在±8 至±15mm 范圍內(nèi)變化時(shí)，控制系統(tǒng)認(rèn)為小護(hù)板運(yùn)行處于非正常工況，則發(fā)出聲光報(bào)警，需要人工現(xiàn)場觀察確認(rèn)小護(hù)板是否能滿足繼續(xù)生產(chǎn)的要求，如果能滿足繼續(xù)生產(chǎn)的要求，可在設(shè)備停機(jī)后進(jìn)行處理，則由人工確認(rèn)故障，設(shè)備繼續(xù)生產(chǎn)，但系統(tǒng)記錄提示維修人員需停機(jī)后對小護(hù)板進(jìn)行檢修，檢修完成后進(jìn)行故障確認(rèn)；當(dāng)檢測反饋的小護(hù)板左右位置出現(xiàn)＞±15mm時(shí)，控制系統(tǒng)認(rèn)為小護(hù)板運(yùn)行處于非正常工況，已經(jīng)不能滿足繼續(xù)生產(chǎn)的要求，前端設(shè)備需停止進(jìn)料，同時(shí)發(fā)出聲光報(bào)警，需要人工及時(shí)現(xiàn)場觀察確認(rèn)小護(hù)板是否能滿足運(yùn)行回程半周的要求，如果能滿足，可在設(shè)備回程半周運(yùn)行后停機(jī)，把已經(jīng)進(jìn)入設(shè)備內(nèi)的物料輸出設(shè)備后再對變形的小護(hù)板進(jìn)行處理，同時(shí)由人工確認(rèn)故障，設(shè)備可持續(xù)運(yùn)行，當(dāng)小護(hù)板沿回程半周進(jìn)入到進(jìn)料口處時(shí)停止運(yùn)行，人工及時(shí)處理變形的小護(hù)板，排出故障。如果不能滿足繼續(xù)生產(chǎn)的要求，或小護(hù)板左右位置持續(xù)出現(xiàn)＞±15mm，或超過60秒未進(jìn)行人工確認(rèn)故障，控制系統(tǒng)認(rèn)為小護(hù)板運(yùn)行處于危險(xiǎn)運(yùn)行工況，需及時(shí)停機(jī)排除故障，前端設(shè)備停止進(jìn)料，同時(shí)持續(xù)發(fā)出聲光報(bào)警。

圖7 小護(hù)板位置監(jiān)測裝置

增加小護(hù)板位置監(jiān)測及安全保護(hù)裝置，更好的保障了小護(hù)板的運(yùn)行安全。正常工作過程，小護(hù)板巡檢間隔時(shí)間由4 小時(shí)/次延長至7 天/次。近5 年統(tǒng)計(jì)結(jié)果，小護(hù)板意外變形導(dǎo)致的備件更換數(shù)量由300 件/年降低為20 件/年。

3 應(yīng)用效果

結(jié)合石林復(fù)烤廠提高煙片復(fù)烤機(jī)小護(hù)板可靠性的應(yīng)用研究項(xiàng)目，經(jīng)過多年的使用驗(yàn)證及統(tǒng)計(jì)結(jié)果，項(xiàng)目取得非常明顯的效果。近5 年統(tǒng)計(jì)計(jì)算結(jié)果：①由于班次漏料量的減少，每個(gè)烤季減少21 萬元的漏料損失；②由于成品煙包霉變風(fēng)險(xiǎn)和數(shù)量的降低，煙草工業(yè)客戶對石林復(fù)烤廠的綜合評分提升了1.5 分；③小護(hù)板和密封毛氈備件訂購及更換維修費(fèi)用支出平均降低5.5 萬元/烤季；④小護(hù)板巡檢巡查工作量由10 人.天/烤季降低到0.5 人.天/烤季。

4 結(jié)束語

提高煙片復(fù)烤機(jī)小護(hù)板可靠性應(yīng)用研究在石林復(fù)烤廠的應(yīng)用取得明顯成果，之后的近5 又在多臺雙側(cè)交替進(jìn)風(fēng)煙片復(fù)烤設(shè)備中應(yīng)用。我公司針對此技術(shù)的應(yīng)用成果進(jìn)行了專項(xiàng)技術(shù)跟蹤及用戶回訪，小護(hù)板可靠性應(yīng)用研究成果確實(shí)解決了煙片復(fù)烤及小護(hù)板勾頭、側(cè)倒或脫落導(dǎo)致的接連順序犁倒問題，取得的效果與石林復(fù)烤廠基本一致。在設(shè)備管理、使用、操作及維護(hù)等方面都起到的積極推進(jìn)作用，得到用戶的一致好評，確實(shí)提高了昆船煙草設(shè)備有限公司雙側(cè)交替煙片復(fù)烤機(jī)的市場競爭力。