KDF2濾棒成型機(jī)導(dǎo)軌改進(jìn)設(shè)計(jì)與應(yīng)用

朱其強(qiáng) 馬宇飛 韋樂 黃耀

第一作者簡(jiǎn)介：朱其強(qiáng)（1987-），男，助理工程師。研究方向?yàn)樵O(shè)備攻關(guān)改造。

*通信作者：馬宇飛（2000-），男，助理工程師。研究方向?yàn)闊煵菰O(shè)備攻關(guān)改造。

DOI：10.19981/j.CN23-1581/G3.2024.12.030

摘? 要：KDF2濾棒成型機(jī)的濾棒條導(dǎo)軌毛刷在剔除濾棒時(shí)，會(huì)因彎曲和摩擦導(dǎo)致變形和嚴(yán)重磨損，使得毛刷約束導(dǎo)向能力下降，可能會(huì)造成濾棒在進(jìn)入分煙輪時(shí)產(chǎn)生皺頭、跑條等問題，會(huì)嚴(yán)重影響濾棒的品質(zhì)和生產(chǎn)效率。為解決上述問題，該文設(shè)計(jì)一種新型KDF2濾棒成型機(jī)導(dǎo)軌。設(shè)計(jì)負(fù)壓裝置與所設(shè)計(jì)導(dǎo)軌相連接，通過導(dǎo)軌上設(shè)置的負(fù)壓孔的吸附作用代替原有毛刷的縱向?qū)蚬δ?，并由?fù)壓控制裝置對(duì)負(fù)壓裝置進(jìn)行調(diào)控。另外，所設(shè)計(jì)導(dǎo)軌設(shè)置剔除氣孔，保證橫向剔除功能正常運(yùn)行。實(shí)例結(jié)果表明，所設(shè)計(jì)導(dǎo)軌符合設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行要求的同時(shí)克服在濾棒生產(chǎn)過程中頻繁出現(xiàn)的濾棒觸頭、卡棒、濾棒跑條問題和調(diào)整精確度難以控制的缺陷，提升設(shè)備有效作業(yè)率，并且降低濾棒廢品率。

關(guān)鍵詞：KDF2濾棒成型機(jī)；導(dǎo)軌；濾棒；負(fù)壓裝置；負(fù)壓孔

中圖分類號(hào)：TS43? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ? ? ? 文章編號(hào)：2095-2945（2024）12-0132-04

Abstract： When removing the filter rod， the filter rod guide brush of KDF2 filter rod making machine will cause deformation and serious wear due to bending and friction， which will reduce the restraint and guidance ability of the brush， which may cause problems such as wrinkled head and running strip when the filter rod enters the smoke separating wheel， which will seriously affect the quality and production efficiency of the filter rod. In order to solve the above problems， a new guide rail of KDF2 filter rod making machine is designed in this paper. The negative pressure device is connected with the designed guide rail， and the longitudinal guiding function of the original brush is replaced by the adsorption of the negative pressure hole on the guide rail， and the negative pressure control device regulates the negative pressure device. In addition， the designed guide rail is provided with ejector holes to ensure the normal operation of the horizontal ejector function. The results of the example show that the designed guide rail meets the requirements of stable operation of the equipment， overcomes the problems of filter rod contact， stick， filter rod running， and the defects of adjustment accuracy that are difficult to control frequently in the process of filter rod production， improves the effective operation rate of the equipment， and reduces the rejection rate of filter rod.

Keywords： KDF2 filter rod making machine; guide rail; filter stick; negative pressure device; negative pressure

隨著煙草行業(yè)的發(fā)展，對(duì)濾棒質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和生產(chǎn)效率的要求越來越高，原出廠的煙機(jī)設(shè)備不得不進(jìn)行相應(yīng)的技術(shù)改造，才能適應(yīng)不斷變化的生產(chǎn)需求[1]。KDF2濾棒成型機(jī)是生產(chǎn)濾棒的主流設(shè)備，其導(dǎo)軌裝置負(fù)責(zé)將切分后的合格濾棒平穩(wěn)輸送至加速輪中，并剔除不合格濾棒。但是，由于剔除不合格濾棒的過程會(huì)造成毛刷彎曲，加上正常運(yùn)行時(shí)毛刷與濾棒的頻繁摩擦，毛刷容易產(chǎn)生變形和嚴(yán)重磨損。磨損的毛刷約束導(dǎo)向能力下降，會(huì)導(dǎo)致濾棒出現(xiàn)皺頭、跑條等問題，會(huì)嚴(yán)重影響濾棒的品質(zhì)。為了滿足正常生產(chǎn)需求，需經(jīng)常性進(jìn)行調(diào)整，以及頻繁更換毛刷，不僅影響生產(chǎn)效率，還增加了生產(chǎn)成本[2]。目前針對(duì)解決濾棒觸頭及跑條的煙機(jī)設(shè)備改進(jìn)涉及分煙輪、加速輪等，對(duì)濾棒導(dǎo)軌的改進(jìn)則鮮有研究[3-4]。基于此，為了減少濾棒觸頭及跑條的頻率，提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率，本文利用負(fù)壓的吸附特性對(duì)KDF2濾棒成型機(jī)導(dǎo)軌進(jìn)行了改進(jìn)。

1? 問題分析

1.1? KDF2導(dǎo)軌組成

原有的KDF2濾棒成型機(jī)導(dǎo)軌如圖1所示，其包括V形導(dǎo)軌和毛刷。KDF2濾棒成型機(jī)卷制成型的濾棒條經(jīng)分切裝置切成一定長(zhǎng)度的濾棒后，先經(jīng)過V形導(dǎo)軌，然后通過加速輪裝置送到分煙輪，最后通過濾棒輸送系統(tǒng)送至裝盤機(jī)。

注：1.V形導(dǎo)軌；2.毛刷；3.濾棒。

圖1? 原有KDF2濾棒成型機(jī)導(dǎo)軌裝置

1.2? 存在問題

KDF2濾棒成型機(jī)的V形導(dǎo)軌位于刀頭與分煙輪之間，是開機(jī)、跑條時(shí)壞煙的剔除點(diǎn)。正常運(yùn)行時(shí)為了防止濾棒在V形導(dǎo)軌上跳動(dòng)以及確保成品濾棒的縱向?qū)蚝蜋M向剔除功能，在V形導(dǎo)軌本體上方通常裝設(shè)有毛刷，使得濾棒在V形導(dǎo)軌上平穩(wěn)運(yùn)行，順利輸送到分煙輪。在KDF2濾棒成型機(jī)正常運(yùn)行時(shí)，V形導(dǎo)軌與毛刷共同構(gòu)成起著縱向?qū)蜃饔玫臑V棒通道，而在需要剔除不合格濾棒時(shí)則作為濾棒的剔除口。當(dāng)需要進(jìn)行濾棒剔除時(shí)，只有推開毛刷，迫使毛刷彎曲到一定程度后，才能進(jìn)行橫向剔除，但在正常生產(chǎn)運(yùn)行中，為確保毛刷的縱向?qū)蚬δ?，毛刷與濾棒之間通常具有一定摩擦作用力。長(zhǎng)此以往，毛刷必定會(huì)因彎曲和摩擦導(dǎo)致變形和嚴(yán)重磨損，進(jìn)而使得毛刷的約束導(dǎo)向能力下降，且在日常生產(chǎn)時(shí)濾棒會(huì)快速與毛刷摩擦，導(dǎo)致毛刷磨損較快需經(jīng)常性進(jìn)行調(diào)整，更換頻率也較高。毛刷磨損則會(huì)導(dǎo)致濾棒在進(jìn)入分煙輪時(shí)產(chǎn)生皺頭、跑掉等問題，進(jìn)而影響濾棒的品質(zhì)和生產(chǎn)效率。

2? 改進(jìn)方案

2.1? 改進(jìn)思路

導(dǎo)軌改進(jìn)原則是保證導(dǎo)軌具備對(duì)濾棒的縱向約束導(dǎo)向能力和橫向剔除能力，盡量避免濾棒摩擦，保證濾棒質(zhì)量，減少故障和配件更換次數(shù)以提高生產(chǎn)效率。經(jīng)分析研究發(fā)現(xiàn)，可在導(dǎo)軌中引入負(fù)壓裝置，利用負(fù)壓的吸附特性，可代替毛刷將濾棒吸附在導(dǎo)軌上[5]。

2.2? 新型導(dǎo)軌裝置設(shè)計(jì)

KDF2濾棒成型機(jī)新型導(dǎo)軌設(shè)計(jì)如圖2所示，包括導(dǎo)軌、負(fù)壓裝置。

其中導(dǎo)軌開設(shè)有負(fù)壓孔和剔除氣孔，用于吸附濾棒或剔除不合格濾棒；負(fù)壓裝置與導(dǎo)軌上的負(fù)壓孔相連接，以提供負(fù)壓。

新型導(dǎo)軌裝置設(shè)計(jì)的導(dǎo)軌包括多個(gè)負(fù)壓孔、剔除氣孔以及具有導(dǎo)向作用的凹槽。其中負(fù)壓孔開設(shè)在所述凹槽的底部，開設(shè)多個(gè)數(shù)量負(fù)壓孔能夠保證導(dǎo)軌內(nèi)每根濾棒都能被吸附在導(dǎo)軌凹槽。剔除氣孔開設(shè)在所述導(dǎo)軌的內(nèi)側(cè)部，以便在需要時(shí)發(fā)揮橫向剔除作用。

所述負(fù)壓裝置包括負(fù)壓腔體、負(fù)壓管路以及負(fù)壓接頭，其中負(fù)壓腔體與導(dǎo)軌密封連接，負(fù)壓管路通過負(fù)壓接頭與負(fù)壓腔體密封連接，為導(dǎo)軌提供負(fù)壓作用。負(fù)壓氣源通過負(fù)壓管路與整個(gè)負(fù)壓裝置相連接。

注：1.導(dǎo)軌；2.濾棒；3.凹槽；4.負(fù)壓裝置；5.負(fù)壓接頭；6.負(fù)壓管路；7.負(fù)壓腔體；8.負(fù)壓孔；9.剔除氣孔。

圖2? KDF2濾棒成型機(jī)新型導(dǎo)軌

3? 應(yīng)用實(shí)例

參照?qǐng)D2具體描述KDF2濾棒成型機(jī)導(dǎo)軌的上述組件的具體結(jié)構(gòu)以及上述組件的連接關(guān)系，分別制造各組件并安裝至KDF2濾棒成型機(jī)上。在實(shí)例中，導(dǎo)軌用于供濾棒通過，導(dǎo)軌內(nèi)形成具有導(dǎo)向作用的凹槽，濾棒位于凹槽內(nèi)并由負(fù)壓孔對(duì)其進(jìn)行負(fù)壓吸附，避免其發(fā)生跳動(dòng)。導(dǎo)軌的底部焊接有負(fù)壓裝置，負(fù)壓裝置連通于負(fù)壓孔，為負(fù)壓孔提供負(fù)壓。

3.1? 各組件工裝

所設(shè)計(jì)導(dǎo)軌實(shí)際圖如圖3所示，導(dǎo)軌是由相互垂直的兩個(gè)矩形金屬板一體成型而成，兩個(gè)矩形金屬板相連接形成L形，并在其內(nèi)側(cè)的銜接處形成有弧形的凹槽供濾棒放置其中?；⌒蔚陌疾劭梢栽谝欢ǔ潭壬戏乐箞A柱形的濾棒在導(dǎo)軌內(nèi)因滾動(dòng)而脫離導(dǎo)軌，使得導(dǎo)軌與濾棒更貼合。優(yōu)選的L形導(dǎo)軌位于底部的矩形金屬板的厚度為5 mm。

其中負(fù)壓孔的數(shù)量為多個(gè)并設(shè)置在導(dǎo)軌凹槽的底部，可以設(shè)為如圖1所示的4個(gè)負(fù)壓孔，4個(gè)負(fù)壓孔均布于凹槽內(nèi)中線位置。負(fù)壓孔的孔徑為4 mm，每?jī)蓚€(gè)負(fù)壓孔之間的間距為55 mm。由于每?jī)蓚€(gè)負(fù)壓孔之間的間距小于單段濾棒的長(zhǎng)度，因此得以保證每段濾棒至少同時(shí)受到一個(gè)負(fù)壓孔的負(fù)壓影響。需要注意的是，上述的實(shí)例僅為負(fù)壓孔的一種設(shè)置情況，負(fù)壓孔的數(shù)量以及位置可以根據(jù)實(shí)際情況而適應(yīng)性地調(diào)整，例如增加或減少負(fù)壓孔的數(shù)量，只要能夠?qū)崿F(xiàn)其吸附濾棒的功能即可。

圖3? 實(shí)例導(dǎo)軌

導(dǎo)軌還開設(shè)有剔除氣孔，可以是如圖1所示的凹槽的側(cè)部開設(shè)有剔除氣孔，通過剔除氣孔可以對(duì)濾棒進(jìn)行吹氣，向?yàn)V棒施加一個(gè)朝向?qū)к壍拈_口側(cè)的作用力，濾棒將受到作用力的影響而脫離凹槽，以此將不合格的濾棒剔除。剔除氣孔由外部氣壓管與正壓氣源連通，以使得剔除氣孔能夠進(jìn)行吹氣。

在實(shí)例中，負(fù)壓裝置包括負(fù)壓腔體以及負(fù)壓管路，如圖4所示。負(fù)壓腔體為正四棱臺(tái)形，其形成為較大的四邊形的棱臺(tái)底面與導(dǎo)軌的底面密封連接，其形成為較小的四邊形的棱臺(tái)頂面則與負(fù)壓管路相連接，負(fù)壓管路安裝于棱臺(tái)頂面的正中央，而負(fù)壓腔體與導(dǎo)軌的底面相連接的面的面積可以與導(dǎo)軌的底面積相同。

負(fù)壓腔體采用不銹鋼材質(zhì)制成，負(fù)壓腔體的壁厚為2 mm，其內(nèi)表面的粗糙度為3.5 μm，負(fù)壓腔體與導(dǎo)軌的底面相連接的面的面積為190 mm×18 mm，而負(fù)壓腔體與負(fù)壓管路相連接的面的面積為15 mm×15 mm，負(fù)壓腔體與導(dǎo)軌的底面通過密封劑進(jìn)行密封。負(fù)壓管路則采用內(nèi)徑10 mm、外徑14 mm的負(fù)壓管。

另外負(fù)壓裝置還包括負(fù)壓接頭，負(fù)壓接頭用于連接負(fù)壓管路與負(fù)壓腔體。負(fù)壓接頭為10 mm的不銹鋼管接頭。

3.2? 應(yīng)用效果

實(shí)例所實(shí)施對(duì)象為具備如圖1所示導(dǎo)軌的KDF2濾棒成型機(jī)。具體使用時(shí)，所設(shè)計(jì)新型KDF2濾棒成型機(jī)導(dǎo)軌可以安裝在原有的KDF2濾棒成型機(jī)導(dǎo)軌的位置替代原有的KDF2濾棒成型機(jī)導(dǎo)軌，并可以實(shí)現(xiàn)原有的KDF2濾棒成型機(jī)導(dǎo)軌功能，如圖5所示。

圖4? 負(fù)壓裝置

圖5? 新型KDF2濾棒成型機(jī)導(dǎo)軌應(yīng)用實(shí)例

實(shí)例運(yùn)行結(jié)果表明，所設(shè)計(jì)新型KDF2濾棒成型機(jī)導(dǎo)軌在不破壞原機(jī)體結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，利用負(fù)壓的吸附作用原理，通過負(fù)壓控制裝置控制負(fù)壓裝置的負(fù)壓氣壓，并通過與負(fù)壓裝置相連通的導(dǎo)軌內(nèi)側(cè)負(fù)壓孔將負(fù)壓作用在濾棒上，并配合剔除氣孔保證了KDF2濾棒成型機(jī)導(dǎo)軌的縱向?qū)蚬δ芎蜋M向剔除功能。在性能上，符合設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行要求的同時(shí)克服了在濾棒生產(chǎn)過程中頻繁出現(xiàn)的濾棒觸頭、卡棒、濾棒跑條問題和調(diào)整精確度難以控制的缺陷，設(shè)備有效作業(yè)率提升了6%，而濾棒廢品率降低了2%。

4? 結(jié)論

針對(duì)原有KDF2濾棒成型機(jī)導(dǎo)軌在設(shè)備運(yùn)行過程因毛刷磨損造成濾棒質(zhì)量不穩(wěn)定、影響生產(chǎn)效率的問題，結(jié)合設(shè)備特性和生產(chǎn)需要，引入負(fù)壓裝置設(shè)計(jì)了新型KDF2濾棒成型機(jī)導(dǎo)軌。實(shí)例應(yīng)用結(jié)果表明，所設(shè)計(jì)新型KDF2濾棒成型機(jī)導(dǎo)軌，通過負(fù)壓裝置代替原有的毛刷起到的功能，有效解決了濾棒觸頭、卡棒、濾棒跑條問題和調(diào)整精確度難以控制的缺陷，提高了生產(chǎn)效率。而且，所設(shè)計(jì)的新型KDF2濾棒成型機(jī)導(dǎo)軌可適用于其他相關(guān)的煙機(jī)設(shè)備，為煙草行業(yè)提升生產(chǎn)效率提供支持。

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