YJ17 卷煙機(jī)刀盤(pán)傾角快速調(diào)整裝置的研制

趙長(zhǎng)財(cái)，劉永強(qiáng)

（甘肅煙草工業(yè)有限責(zé)任公司天水卷煙廠，甘肅天水 741020）

0 引言

煙支切割系統(tǒng)主要由刀盤(pán)機(jī)構(gòu)、磨刀裝置喇叭嘴機(jī)構(gòu)等組成。YJ17 卷煙機(jī)刀盤(pán)采用虎克式刀盤(pán)機(jī)構(gòu)，刀盤(pán)除動(dòng)力輸入端支撐外，在刀盤(pán)的另一端增加輔助支撐，為了適應(yīng)刀盤(pán)傾角，在刀盤(pán)內(nèi)設(shè)計(jì)有一“十字萬(wàn)向聯(lián)軸節(jié)”結(jié)構(gòu)，并與固定切刀的刀架相連，向刀架提供在刀盤(pán)內(nèi)擺動(dòng)的動(dòng)力。卷煙機(jī)運(yùn)行過(guò)程中，煙條在左右喇叭嘴中以特定速度通過(guò)，同時(shí)，由曲柄帶動(dòng)刀盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)，使刀片從兩喇叭嘴間隙中穿過(guò)，進(jìn)而將煙條切割成雙倍煙支長(zhǎng)度。煙支切割系統(tǒng)的主要任務(wù)是完成煙支切割。采用雙刀雙切的切割形式，即刀盤(pán)旋轉(zhuǎn)一周切出兩支雙倍長(zhǎng)的煙支，進(jìn)入接裝機(jī)后再進(jìn)行二次分切（圖1）。

圖1 煙支切割系統(tǒng)

為了保證煙支切割質(zhì)量達(dá)到工藝要求，在煙支正常切割時(shí)，刀片的水平分速度必須與煙條運(yùn)行速度及支承煙條的喇叭嘴速度相同。

因此，刀盤(pán)必須有一個(gè)豎直方向的夾角來(lái)保證刀片的水平分速度達(dá)到要求。在卷制成形后作直線運(yùn)動(dòng)的煙條切割成規(guī)定長(zhǎng)度的雙倍長(zhǎng)煙支，且要達(dá)到煙支長(zhǎng)度相等、切口平齊光潔、切口與煙支軸線垂直的工藝要求。

刀盤(pán)角度根據(jù)煙支長(zhǎng)度規(guī)格變換，通過(guò)調(diào)整傳動(dòng)箱和刀盤(pán)支承座的位置實(shí)現(xiàn)。在實(shí)際刀盤(pán)角度調(diào)整時(shí)，如果刀盤(pán)傾角調(diào)整不正確，則在生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)煙支切面與煙支不垂直（煙支切口斜面）、煙支切口毛渣、、在煙支切割時(shí)刀片將喇叭嘴損壞或打壞刀片。由于調(diào)整工具專(zhuān)業(yè)性限制，調(diào)整過(guò)程不僅繁瑣、且效率不高，再加上調(diào)整精度低，尤其是反復(fù)調(diào)整的情況，不僅加大工作量，同時(shí)還浪費(fèi)材料，影響企業(yè)生產(chǎn)效益?；诘侗P(pán)傾角校準(zhǔn)費(fèi)時(shí)費(fèi)力的原因，研發(fā)快速校準(zhǔn)裝置，使得刀盤(pán)傾角的校準(zhǔn)時(shí)間達(dá)到30 min 以下。

1 裝置設(shè)計(jì)需求

維修人員對(duì)刀盤(pán)傾角進(jìn)行調(diào)整時(shí)，需用力旋轉(zhuǎn)殼體和刀盤(pán)。由于沒(méi)有專(zhuān)用調(diào)整工具，維修人員只能憑感覺(jué)進(jìn)行調(diào)整，精度難以把握。具體調(diào)節(jié)步驟為：

（1）首先使用百分表調(diào)行程。

（2）盤(pán)車(chē)使刀片剛進(jìn)入喇叭嘴和刀片的后端即將離開(kāi)喇叭嘴時(shí)，觀察刀片與右喇叭嘴的相對(duì)位置。松開(kāi)殼體的緊固螺絲，調(diào)整殼體位置。此步驟需反復(fù)調(diào)整檢驗(yàn)刀片與喇叭嘴的相對(duì)位置。

（3）調(diào)整完畢后將所有松開(kāi)螺絲緊固，并在半球座中放入調(diào)整量塊，使半球座與刀盤(pán)軸同軸心。2019 年車(chē)間YJ17 卷煙機(jī)調(diào)整刀盤(pán)傾角平均耗時(shí)達(dá)到76 min。

目前車(chē)間有3 種規(guī)格長(zhǎng)度的煙支，兩兩之間互相更換時(shí)，會(huì)出現(xiàn)調(diào)整刀盤(pán)傾角的情況。如果能設(shè)計(jì)出3 個(gè)固定角度的裝置，在每次調(diào)整傾角時(shí)根據(jù)不同規(guī)格的煙支長(zhǎng)度放入各自的裝置，快速完成傾角的調(diào)整，則會(huì)大大減少工作強(qiáng)度和返工耗時(shí)。

刀盤(pán)偏轉(zhuǎn)角α 與煙支長(zhǎng)度L 的關(guān)系：刀盤(pán)上裝有兩把刀片，刀盤(pán)每轉(zhuǎn)一圈切割兩支雙倍長(zhǎng)煙支?？傻玫饺缦碌挠?jì)算公式：

式中，為刀盤(pán)傾角α 與煙支長(zhǎng)度L 的關(guān)系，Da是一個(gè)設(shè)計(jì)定值，本機(jī)刀盤(pán)切割點(diǎn)的旋轉(zhuǎn)直徑Da=360 mm，取L=64 mm代入式（3）。

利用調(diào)整角度原理，設(shè)計(jì)新型機(jī)械工裝。并有如下優(yōu)點(diǎn)：①能實(shí)現(xiàn)調(diào)整傾角功能；②僅需1 人完成；③利用機(jī)械原理，可以做到快速精準(zhǔn)調(diào)整；④實(shí)施過(guò)程簡(jiǎn)單。

新型機(jī)械工裝也有如下的缺點(diǎn)：①需設(shè)計(jì)機(jī)械機(jī)構(gòu)并為委外加工；②需對(duì)設(shè)備進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估并打孔。

2 裝置設(shè)計(jì)

為了研制出一種快速調(diào)整刀盤(pán)傾角的工裝，根據(jù)實(shí)際情況所要達(dá)到的目標(biāo)進(jìn)行了全面的需求分析，機(jī)械裝置需求匯總分析見(jiàn)表1。

表1 機(jī)械裝置需求分析

經(jīng)過(guò)全面的需求分析，得到了各機(jī)械部件的具體方案，經(jīng)過(guò)組合就得到整個(gè)裝置（圖2）。

圖2 機(jī)械裝置各部件的具體方案

刀盤(pán)傾角調(diào)整裝置調(diào)整支架尺寸為：42 mm×42 mm×42 mm，固定支架尺寸42 mm×42 mm×42 mm，支架打孔直徑為8±0.01 mm；支架調(diào)整圓心到底邊的長(zhǎng)度為21 mm，螺桿尺寸為：M8×68 mm?；鶞?zhǔn)面到固定支架的長(zhǎng)度為460 mm；基準(zhǔn)面到調(diào)整支架的長(zhǎng)度為396 mm，測(cè)量量塊尺寸，誤差在±0.05 mm 內(nèi)。機(jī)械裝置校準(zhǔn)工裝總體如圖3 所示，機(jī)械裝置總體實(shí)物4 所示。

從圖3 和圖4 可以看出，量塊是校準(zhǔn)工裝的核心部分，不同的煙支規(guī)格對(duì)應(yīng)不同的量塊。就目前而言，車(chē)間有3 種煙支規(guī)格，因此就有3 個(gè)量塊，為了便于存儲(chǔ)，將3個(gè)量塊合三為一，量塊三合一如圖5 所示。

圖3 機(jī)械裝置總體樣圖

圖4 機(jī)械裝置總體實(shí)物

圖5 量塊三合一圖

3 裝置測(cè)試

在課題中，為了達(dá)到預(yù)期的目標(biāo)——就是只測(cè)量一次完成以后的校準(zhǔn)。需要作好如下工作：①利用輪保時(shí)間將做好的支架安裝在設(shè)備殼體和機(jī)架上；②利用輪保時(shí)間測(cè)量得到精準(zhǔn)的量塊尺寸；③重復(fù)操作，多次測(cè)量，取平均值；④得到標(biāo)準(zhǔn)化的量塊尺寸。

經(jīng)過(guò)多次測(cè)量，得到了量塊各個(gè)部位的尺寸，符合煙支端面垂直煙支，喇叭嘴完好的要求。對(duì)整個(gè)裝置在2020 年10 月在YJ17 卷煙機(jī)上進(jìn)行測(cè)試，經(jīng)過(guò)統(tǒng)計(jì)得到所有卷煙機(jī)刀盤(pán)傾角精準(zhǔn)調(diào)整的耗時(shí)，車(chē)間2020 年10 月份調(diào)整刀盤(pán)傾角耗時(shí)統(tǒng)計(jì)見(jiàn)表2。

表2 車(chē)間2020 年10 月份調(diào)整刀盤(pán)傾角耗時(shí)統(tǒng)計(jì)

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，刀盤(pán)傾角校準(zhǔn)調(diào)整工裝可以對(duì)刀盤(pán)傾角進(jìn)行有效調(diào)節(jié)，避免重復(fù)調(diào)整，降低工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，將校準(zhǔn)時(shí)間壓縮在30 min以下。與此同時(shí)，刀盤(pán)校準(zhǔn)調(diào)整工具還能夠根據(jù)不同長(zhǎng)度的煙條，及時(shí)、精確地調(diào)整與測(cè)量生產(chǎn)所需的刀盤(pán)傾角，在提高工作效率的同時(shí)，為切割截面的質(zhì)量提供保障。