王永康

（許昌煙草機(jī)械有限責(zé)任公司研究所，河南 許昌 461000）

溝槽濾棒具有對(duì)焦油截濾率高、防偽、新穎等三大功能，如圖1所示，是卷煙企業(yè)生產(chǎn)高檔香煙的首選產(chǎn)品，其需求量正日益增高，而目前國內(nèi)生產(chǎn)溝槽濾棒的技術(shù)卻一直停留在低速機(jī)的應(yīng)用上。

ZL29型纖維濾棒成型機(jī)組是由德國HAUNI公司的KDF4/AF4纖維濾棒成型機(jī)組轉(zhuǎn)化而來的，生產(chǎn)速度為600m/min，是目前國內(nèi)速度最高的單通道纖維濾棒成型機(jī)組。

為了實(shí)現(xiàn)在ZL29型纖維濾棒成型機(jī)組上進(jìn)行溝槽濾棒的生產(chǎn)，針對(duì)該機(jī)組設(shè)計(jì)出了纖維溝槽濾棒成形裝置，該裝置為一個(gè)獨(dú)立單元，在機(jī)組上安裝上該裝置之后便可實(shí)現(xiàn)纖維溝槽濾棒的生產(chǎn)，同時(shí)仍保留該機(jī)組原有生產(chǎn)普通濾棒的功能，生產(chǎn)溝槽濾棒時(shí)其額定速度為400m/min。

在ZL29型纖維濾棒成型機(jī)組上的溝槽濾棒成形裝置的主要設(shè)計(jì)內(nèi)容如下。

圖1 纖維溝槽濾棒外形圖

1 整體結(jié)構(gòu)及各功能組件布局設(shè)計(jì)

如圖2所示，該裝置的寬度為1006mm，其左右兩側(cè)墻板分別固定在ZL29型纖維濾棒成型機(jī)組的成型機(jī)與開松機(jī)之間，前墻板上安裝有一系列功能組件，共同完成纖維溝槽濾棒的生產(chǎn)。

圖2 ZL29型纖維濾棒成型機(jī)組溝槽成形裝置示意圖

由于ZL29型纖維濾棒成型機(jī)組的纖維絲束（6）及成型紙（4）的中心距機(jī)身的距離為80mm，因此作為過輥輸送絲束的成束輥（7）的中心也設(shè)計(jì)為80mm。

而如圖3所示，經(jīng)軋壓后的纖維素紙其寬度保持不變，為了保證成形后的溝槽紙?jiān)诰碇茣r(shí)剛好搭成完整的一周，則需要保證纖維素紙內(nèi)邊緣與成型紙的內(nèi)邊緣對(duì)齊，由于成型紙與纖維素紙的寬帶不同，因此設(shè)計(jì)成的纖維素紙的走紙通道中心與成型紙的的中心也不一致，即保證纖維素紙中心距機(jī)身的距離為78mm。

圖3 纖維素紙位置示意圖

2 溝槽軋輥的參數(shù)設(shè)計(jì)及加工

在產(chǎn)品工藝上一般要求軋壓出來的纖維素紙上面的溝槽是間斷式的，其形狀如圖4所示，根據(jù)此要求設(shè)計(jì)成的一對(duì)軋輥為帶刻槽的花槽輥和不帶刻槽通體都是溝槽的通槽輥，如圖5所示，該對(duì)軋輥是一對(duì)制造工藝復(fù)雜、具有高精度、高硬度的關(guān)鍵零件，加工難度非常大，而其又是決定纖維素紙上呈現(xiàn)的溝槽的形狀、軋制形式、溝槽間距、溝槽均勻度、軋制深度等的關(guān)鍵因素。

圖4 經(jīng)軋輥軋壓成形后的纖維素紙示意圖

圖5 一對(duì)軋輥的示意圖

經(jīng)過反復(fù)的試驗(yàn)后，對(duì)其加工工藝及設(shè)計(jì)作了適當(dāng)?shù)男薷?，最終完成了溝槽軋輥的設(shè)計(jì)與加工，圖6為最終確定的軋輥的槽形。

圖6 軋輥的槽形剖面示意圖

3 對(duì)纖維素紙的處理

相對(duì)低速機(jī)上的溝槽成形技術(shù)在ZL29型纖維濾棒成型機(jī)組上進(jìn)行溝槽成形裝置的設(shè)計(jì)則較為復(fù)雜，為保證生產(chǎn)出合格的溝槽濾棒，增加了以下設(shè)計(jì)。

3．1 對(duì)纖維素紙的加濕處理

對(duì)于溝槽濾棒來說，溝槽的槽形是由一對(duì)軋輥軋壓而成，為了使軋壓成的溝槽槽形清晰、完整并能很好地保持，設(shè)計(jì)時(shí)采用了對(duì)纖維素紙進(jìn)行軋壓前的噴水加濕處理。

如圖2所示，設(shè)計(jì)增加的噴霧室內(nèi)有上下兩個(gè)噴頭（11），噴出經(jīng)過霧化的熱水，對(duì)經(jīng)過的纖維素紙的上下兩面進(jìn)行噴濕處理，噴出的水中預(yù)加有甲基纖維素的賦形劑，經(jīng)過該加濕處理后，既軟化了纖維素紙，使之便于軋壓成形，同時(shí)又能很好地保持其槽形。

3．2 對(duì)纖維素紙的加熱處理

如圖2所示，在進(jìn)入一對(duì)軋輥（8）和（9）軋壓之前需要對(duì)加濕后的纖維素紙進(jìn)行加熱，以使其充分軟化，以便軋壓出清晰的溝槽槽形。

3．3 纖維素紙?jiān)谶\(yùn)行過程中紙張力的控制

在高速機(jī)上更容易出現(xiàn)纖維素紙紙張力的波動(dòng)，而此波動(dòng)則對(duì)溝槽成形、溝槽形狀的保持等都會(huì)帶來不利的影響，如圖2所示中的為設(shè)計(jì)增加的紙張力測(cè)量儀，通過程序控制使紙張力恒定。

4 各功能組件之間運(yùn)行的同步保證。

4．1 軋輥與刀頭電機(jī)的速度和位置同步

如圖5所示，由于軋輥上有刻槽，這樣軋壓出的纖維素紙上面的溝槽是間斷式的，根據(jù)客戶的不同要求，刀頭切割時(shí)需要每次都切割在無溝槽段或有溝槽段，這需要程序控制保證驅(qū)動(dòng)軋輥的伺服電機(jī)與刀頭主電機(jī)的速度和位置的同步。

4．2 兩拖紙輥轉(zhuǎn)速的確定

如圖2所示，第二拖紙輥的驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)與刀頭主電機(jī)保持速度同步，而第一拖紙輥則以第二拖紙輥為基準(zhǔn)，根據(jù)紙張力的大小進(jìn)行微調(diào)，當(dāng)紙張力超過某一設(shè)定值時(shí)，則驅(qū)動(dòng)第一拖紙輥的伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)速就加大，反之則減小，以達(dá)到保持紙張力的恒定的目的。

4．3 供水泵電機(jī)轉(zhuǎn)速的確定

為了盡量保持纖維素紙單位面積上噴施的水分保持不變，機(jī)器根據(jù)生產(chǎn)速度自行調(diào)節(jié)噴水量，雖然總體上噴水量隨主機(jī)的速度增加而增加，但噴水量的最佳值是一個(gè)經(jīng)驗(yàn)值，其取決于纖維素紙的類型和機(jī)器的生產(chǎn)速度，因?yàn)椴煌睦w維素紙的吸水量與速度的比例關(guān)系不一樣，因此供水泵電機(jī)跟隨刀頭主電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)是按預(yù)設(shè)比例進(jìn)行的。

4．4 成束輥驅(qū)動(dòng)電機(jī)的同步設(shè)計(jì)

如圖2所示，3個(gè)成束輥?zhàn)鳛槔w維絲束的過渡輪，其分別由一個(gè)伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)，其轉(zhuǎn)速與刀頭主電機(jī)的轉(zhuǎn)速保持同步。

5 結(jié)語

通過以上的設(shè)計(jì)改進(jìn)，實(shí)現(xiàn)了在ZL29型纖維濾棒成型機(jī)組上生產(chǎn)溝槽濾棒的功能，填補(bǔ)了國內(nèi)高速纖維濾棒成型機(jī)不能生產(chǎn)溝槽濾棒的空白，實(shí)現(xiàn)了溝槽濾棒的國產(chǎn)化替代應(yīng)用，為企業(yè)創(chuàng)造了可觀的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。