李蓮喜，陳國財(cái)

(常德煙草機(jī)械有限責(zé)任公司，湖南 常德 415000)

0 引 言

水松紙用于包裹香煙過濾嘴與煙支，煙支的直徑?jīng)Q定水松紙的長度，因此，在卷煙生產(chǎn)中需將水松紙等長切斷。剪切式切紙技術(shù)是HAUNI公司20世紀(jì)90年代初開發(fā)的一種用于超高速卷接機(jī)組上的分切水松紙的技術(shù)，常德煙草機(jī)械有限責(zé)任公司已經(jīng)從HAUNI公司獲得了剪切式切紙的技術(shù)[1-2]，水松紙切割裝置是卷煙機(jī)中重要部件，水松紙的切斷由切紙輪與刀輥上刀片協(xié)調(diào)動作完成，切紙輪與刀輥之間由兩個(gè)嚙合齒輪傳遞動力，齒輪傳動嚙合間隙會影響傳動精度，切紙刀的擠壓量、切紙輥的圓跳動、切紙刀的圓跳動對切紙效果和刀片壽命產(chǎn)生影響。王鑫[3]對剪切式切紙機(jī)構(gòu)進(jìn)行了結(jié)構(gòu)分析與優(yōu)化，但未對優(yōu)化后的結(jié)構(gòu)進(jìn)行深入的驗(yàn)證。徐國慶等[4]通過改變切紙輪局部結(jié)構(gòu)，改變風(fēng)孔使得清潔工作效率提高，同時(shí)減少刀片磨損，但用該方法減少刀片磨損具有一定的局限性。卷接機(jī)組在調(diào)試或工作中有時(shí)會出現(xiàn)刀片與切紙輪干涉的情況，輕則刀片加速磨損鈍化，重則刀片斷裂，嚴(yán)重降低卷接機(jī)組的產(chǎn)品質(zhì)量。為此，筆者結(jié)合水松紙切割裝置本身結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，分析其裝配要求，測定切紙刀合適的擠壓量，從而提高該裝置的運(yùn)行穩(wěn)定性。

1 工作原理

切紙裝置結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示。

圖1 切紙裝示意圖1.圓柱刀輥 2.錐形刀輥 3.刀片

切紙裝置是卷接機(jī)組的關(guān)鍵部套，用于將涂有膠水的水松紙等長切斷，并輸送到混合輪處與濾嘴和煙支粘黏。該裝置由兩刀輥組成,其中一刀輥為圓柱形，圓柱形刀輥上裝有12塊鑲塊，另一刀輥為圓錐形,錐形刀輥上安裝有12把切紙刀,當(dāng)兩刀輥以相同的角速度相向運(yùn)動時(shí),兩刀輥的刀刃嚙合點(diǎn)從里向外做點(diǎn)接觸運(yùn)動,將水松紙逐漸剪斷[5-7]。

兩刀輥以相同的角速度相向運(yùn)動由切紙裝置內(nèi)部兩嚙合齒輪實(shí)現(xiàn)，其中一個(gè)齒輪與主傳動中齒輪嚙合，實(shí)現(xiàn)動力傳遞。

2 原因解析

切紙裝置通過刀片與鑲塊刃口之間的擠壓，嚙合點(diǎn)從里向外做點(diǎn)接觸運(yùn)動，產(chǎn)生剪刀剪紙的效果，同時(shí)無法避免的是切刀的調(diào)整難度大且耗時(shí)；切紙過程中刀片會產(chǎn)生彈性變形，使刀片和鑲塊較易磨損，使用壽命短。為了使刀片不被加速磨損或被折斷，切紙效果符合要求，刀片與鑲塊的擠壓量、切紙輥的圓跳動、切紙刀的圓跳動以及齒輪的嚙合間隙需要在規(guī)定的誤差范圍內(nèi)。在所有零件都合格的前提下，影響切紙裝置穩(wěn)定性因素主要是裝配的規(guī)范性，刀片和鑲塊的擠壓量。

3 穩(wěn)定性因素分析

在生產(chǎn)裝配中，切紙輥的圓跳動、切紙刀的圓跳動要求在0.015 mm以內(nèi)，齒輪1與齒輪2的嚙合間隙要求在0.02～0.04 mm之間，如圖2。為達(dá)到上述要求，切紙裝置在裝配過程中應(yīng)嚴(yán)格按照裝配規(guī)范進(jìn)行。切紙輥與切紙刀輥安裝在軸3與軸4上，兩根軸的圓跳動直接影響切紙輥與切紙刀的圓跳動。在實(shí)際生產(chǎn)中只需要檢驗(yàn)軸3與軸4的端面圓跳動。

圖2 切紙裝置裝配圖1.齒輪1 2.齒輪2 3.刀輥軸 4.切紙刀軸 5.端蓋 6.端蓋

軸3與軸4上分別裝有端蓋5與端蓋6，單列角接觸球軸承7，隔套8，齒輪1與齒輪2。對于單列角接觸球軸承，在安裝過程中應(yīng)確保與其直接接觸的隔套8端面干凈無殘?jiān)?；端蓋5與端蓋6在壓緊單列角接觸球軸承時(shí)螺釘應(yīng)對稱擰緊，用力均勻，必要時(shí)使用力矩扳手，若螺釘受力不均勻會影響單列角接觸球軸承在圓周方向上受力不均勻，從而影響軸3與軸4的端面圓跳動；此外還會影響齒輪1與齒輪2在圓周方向上的齒隙不均勻。齒輪1與齒輪2的齒隙是通過齒輪1來調(diào)整的，通過增加齒厚調(diào)整齒隙，如圖3。

圖3 齒隙調(diào)整圖1.齒隙調(diào)整孔 2.齒輪1 3.調(diào)整銷軸 4.齒輪2 5.螺釘

齒輪1由兩個(gè)重疊部分組成，由四個(gè)螺釘固定。調(diào)整齒輪1與齒輪2的間隙時(shí)，松開4個(gè)緊定螺釘，將調(diào)整銷軸插入齒隙調(diào)整孔，轉(zhuǎn)動銷軸使齒輪1與齒輪2的嚙合間隙在0.02～0.04 mm之間。

其次，刀片與鑲塊刃口之間的擠壓量影響切紙效果好壞與刀片壽命，擠壓量由千分尺測得。若擠壓量偏小，切紙效果不滿足要求；若擠壓量過大，刀片過快磨損易斷裂，為了獲得一個(gè)適當(dāng)?shù)臄D壓量，通過實(shí)驗(yàn)測定刀片與鑲塊刃口之間的擠壓量，以每分鐘7 000支卷煙的生產(chǎn)能力要求，機(jī)構(gòu)需要每分鐘提供3 500片水松紙，切紙刀有12塊刀片，因此切紙裝置以292 r/min的速度才能滿足要求，為了盡可能快的獲得實(shí)驗(yàn)結(jié)果，在相同工況下提高試驗(yàn)樣機(jī)的轉(zhuǎn)速，可以定性的得到刀片壽命與擠壓量的關(guān)系，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)見表1。

表1 刀片擠壓量與刀片壽命關(guān)系

通過實(shí)驗(yàn)可知，切紙刀擠壓量為0.1 mm時(shí)，刀片壽命短，容易斷裂；當(dāng)擠壓量逐漸減小到0.02 mm時(shí)，切紙刀使用壽命相應(yīng)增大，但是，擠壓量達(dá)到0.04 mm以后，切紙效果開始下降。因此綜合切紙刀壽命與切紙效果，切紙刀擠壓量控制在0.04～0.05 mm比較理想。

4 結(jié) 論

(1) 裝配符合規(guī)范 水松紙切割裝置是一種高精度部套，在裝配過程中要保證隔套清潔，壓緊單列角接觸球軸承時(shí)螺釘應(yīng)對稱擰緊，用力均勻，必要時(shí)使用力矩扳手，用調(diào)整銷軸將齒輪1與齒輪2的嚙合間隙調(diào)整到0.02～0.04 mm之間。

(2) 切紙刀擠壓量 刀片與鑲塊刃口之間的擠壓量直接影響切紙效果好壞與刀片壽命，擠壓量偏小，切紙效果不滿足要求；若擠壓量過大，刀片過快磨損易斷裂。將切紙刀擠壓量控制在0.04～0.05 mm之間可以保證比較好的切紙效果，刀片不被磨損過快。