隋顯棟　劉小燕

【摘? 要】目前卷煙行業(yè)對卷煙內(nèi)在質(zhì)量提出了更高的要求，而以往ZJ112型卷煙機設備無法保證梗絲分離裝置的分離效果，因此提出優(yōu)化方案提高分離效率。首先闡述卷煙機原理及影響分離效果的因素，從而提出優(yōu)化目標及總方案，其次分別對箱體結(jié)構(gòu)、蓋板、正負壓風、左右滑塊、螺紋桿進行設計。經(jīng)過兩個月的測試，發(fā)現(xiàn)優(yōu)化后的ZJ112型卷煙機梗絲分離裝置人工效率且工時效率明顯提升，同時還提高維修過程安全、風選效果、風選穩(wěn)定性、產(chǎn)品品質(zhì)，為企業(yè)的降耗給出了多一項選擇。

【關(guān)鍵詞】ZJ112型卷煙機;梗絲分離裝置;優(yōu)化設計

引言

隨著卷煙行業(yè)的發(fā)展，對卷煙內(nèi)在的質(zhì)量提出了更高的要求，國外目前生產(chǎn)的卷煙成套設備大都設計有去除梗簽等雜質(zhì)的相應裝置，而我國目前卷煙廠所用的大部分設備還比較落后，特別是梗簽剔除工藝中存在梗簽剔不盡而影響卷煙質(zhì)量以及浪費煙絲的現(xiàn)象。ZJ112型卷煙機是卷煙生產(chǎn)廠的主力機型之一，車速高達10000支/分鐘，承擔著卷煙生產(chǎn)的重要任務，在使用過程中也是由于受煙絲結(jié)構(gòu)、葉組配方、煙絲含水率的影響，原相關(guān)參數(shù)設置，不能保證梗絲分離裝置的分離效果，致使梗簽剔除物中的煙絲含量超標、煙支含梗率波動大，造成煙絲浪費，同時會產(chǎn)生煙支刺破等質(zhì)量缺陷。因此為了提高ZJ112型卷煙機生產(chǎn)卷煙的效率，需要對ZJ112型卷煙機梗絲分離裝置開展針對性研究，進行優(yōu)化裝置結(jié)構(gòu)，提高分離效率。

1卷煙機梗絲分離裝置工作原理及影響因素

1.1卷煙機梗絲分離裝置工作原理

ZJ112型卷煙機梗絲分離裝置采用慣性梗絲分離與風選相結(jié)合的兩級分選方式。一次梗絲分離利用慣性原理將稍重的煙梗、雜質(zhì)等物質(zhì)分離，被分離出的梗簽物中含有部分煙絲進入二次風分裝置再次分離。二次風分裝置提供負壓吸風，利用煙絲、煙梗與雜物在吸風通道中懸浮速度不同的原理將其分離。

1.2影響卷煙機梗絲分離效果的因素

據(jù)統(tǒng)計ZJ112型卷煙機平均梗中含絲率為7%左右。超出規(guī)定的3%-5%的設計值，浪費嚴重。經(jīng)研究表明造成梗絲分離不徹底的原因有兩點，一是二次分離通道過短，分離不夠充分;二是煙絲中存在梗絲粘連或煙絲成團包裹煙梗的現(xiàn)象，梗絲組合體密度大于煙絲，故被當成煙梗分離出去。

2ZJ112型卷煙機梗絲分離裝置優(yōu)化方案

2.1優(yōu)化目標

因為ZJ112型卷煙機內(nèi)部無法改動，所以本次優(yōu)化只能在原梗絲分離裝置之外再附加一套梗絲分離裝置。利用鏈條維修方式將ZJ112型卷煙機梗絲分離裝置的梗中含絲率降低到4%，從而提高梗絲分離效率。

2.2優(yōu)化方案選擇

本次研究提出兩種優(yōu)化方案均，分別是在設備的內(nèi)部和外部安裝鏈條，其中方案一的優(yōu)點在于安裝設備內(nèi)部可提高空間利用率，不占用外部空間，方案二的優(yōu)點在于清潔保養(yǎng)方便。

方案一因為利用慣性讓慣性小的煙絲被吹走，提高分離效率高但是含絲率高，而方案二在豎直向上的方向上施加吹風，因為懸浮速度不同，較輕的煙絲會被向上吹走，相比于方案一的可靠性更高，因此選擇方案二。

3ZJ112型卷煙機梗絲分離裝置優(yōu)化設計

3.1箱體結(jié)構(gòu)設計

由于本次優(yōu)化方案中所需梗絲流輸送風為風速V1，煙絲重力，煙絲分離需要的分離速度V2，計算出煙絲向下運動時速度降為0時煙絲移動 的距離，確定出擋板的長度為95mm，并根據(jù)煙梗的運動軌跡，確定出各擋板的尺寸。隨后又根據(jù)煙絲與煙梗的運動軌跡以及ZJ112卷煙機內(nèi)可用空間的尺寸，設計出箱體的尺寸：高410mm，寬205mm，厚100mm。制作箱體常用的材料有不銹鋼、45#鋼、黃銅、工程塑料，其中優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)用鋼，硬度適宜，易切削加工，因此選擇45#鋼進行制作。另外為了防止45#鋼被腐蝕，需要時刻涂潤滑油進行保養(yǎng)。

3.2蓋板設計

根據(jù)之前設計出的箱體尺寸，確定箱體內(nèi)部蓋板尺寸：長為410mm，寬為200mm。基座上固定擋板的高度取鏈節(jié)高度為18mm，寬度寬度為20mm，所以可拆擋板取固定擋板尺寸，即長100mm，寬20mm，高18mm。開孔的位置取長度的中心和高度的中心，直徑為8mm。為方便觀察箱體內(nèi)部的運行情況，最后決定用有機玻璃進行制作。

3.3正負壓風設計

針對正壓風設計共提出兩種優(yōu)化方案，其中兩風分開式便于分別設計風力大小，但是會與吸取煙梗的負壓風相互干擾，降低分離效;兩風合一式節(jié)省空間，提高分離效果，但是操作起來相對復雜。本次優(yōu)化目標是希望含絲率降低到4%，因此為了提高分離效果，最終選擇兩風合一式設計方案。

針對負壓風設計共提出三種優(yōu)化方案：方案一，在煙絲輸送管道上安裝獨立通風機，實現(xiàn)吸取分離后的煙絲并沿管道輸送至設備儲料區(qū);方案二，從設備原有的負壓風管道內(nèi)分流出一支，實現(xiàn)分離后煙絲的吸取和輸送;方案三，利用設備正壓風，根據(jù)氣體引射原理，實現(xiàn)正負壓轉(zhuǎn)換，完成分離后煙絲的吸取和輸送。其中，方案三利用設備正壓風實現(xiàn)正負壓轉(zhuǎn)換，結(jié)構(gòu)簡單，改造成本低，選擇該方案進行設計。

3.4左右滑塊設計

左滑塊設計根據(jù)參考鏈節(jié)尺寸，鏈節(jié)內(nèi)部卡槽寬度為18mm，所以滑塊凸齒寬度應小于18mm，所以滑塊凸齒尺寸可定為，長18mm，寬10mm，厚8mm?；?0mm，寬20mm，長45mm，連接體高25mm，寬20mm，長20mm，為方便使用內(nèi)六角扳手進行操作，故將螺紋孔位置上抬至距基座上平面10mm處，直徑為8mm。

右滑塊設計參考左滑塊尺寸 右滑塊凸齒尺寸可定為，長18mm，寬10mm，厚8mm?；?0mm，寬20mm，長45mm，連接體高25mm，寬20mm，長20mm，螺紋孔位置距基座上平面10mm處，直徑為8mm。

3.5螺紋桿設計

根據(jù)以上設計要求，安裝時選擇三種螺紋桿進行連接，其尺寸如下：

拆卸裝置螺紋桿：螺紋型號M6x0.8，長度為62mm，內(nèi)六角型號為8;

可拆擋板固定螺紋桿：螺紋型號M8x1.25，長度為23mm，內(nèi)六角型號為8;

安裝裝置螺紋桿：螺紋型號M8x1.25，長度為60mm，內(nèi)六角型號為8。

4效果對比

4.1提高維修過程安全

避免了免拆鏈條時的敲、沖、撬等粗暴操作，避免了對鏈條的損傷，提高維修過程的安全性。

4.2提高風選效果

為減少煙支含梗簽量，生產(chǎn)工藝要求剔除梗簽中含煙絲量控制在6-10，而改造后的梗絲分離器的懸浮室氣流通道為噴射型通道，在每級折彎角形成小循環(huán)氣流，使煙絲混合物產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)撞擊，風選效果好，剔除梗簽中含煙絲量可控制在2，不但能降低煙葉消耗，而且改造后的梗絲分離器能風選較人的膨脹梗簽。

4.3提高風選穩(wěn)定性

原有風選器是利用風室體的負壓進行風選，易受設備和外界因素的影響，穩(wěn)定性較差;而改造后的梗絲分離器靠自帶的空氣放人器產(chǎn)生的氣流進行風選，不受設備和外界因素的影響，穩(wěn)定性較好。

4.4提高產(chǎn)品品質(zhì)

改進前二次風選器容積小，制約了一次分離后的梗絲混合物量，使進入拋絲輥的煙絲純凈度不高;改進后，增強風選器的風選能力，可增人一次分離后的梗絲混合物量，提高進入拋絲輥的煙絲純凈度，減少煙支燃燒時熄火現(xiàn)象;新型風選器能風選較人的膨脹梗簽，減少抽吸時爆燃現(xiàn)象;煙支表而刺破缺陷從。

5結(jié)論

通過借鑒新型卷接設備梗絲分離裝置的工作原理，針對ZJ112型卷煙機梗絲分離裝置風選能力和風選效果不能滿足現(xiàn)有工藝要求，導致卷制出的煙支含梗簽量較多、煙支重量標準偏差人、刺破煙及熄火等質(zhì)量缺陷問題。通過增加并改進了分離裝置結(jié)構(gòu)，解決了立庫傳動鏈條維修耗時長，效率低等問題，同時還提高了維修過程安全性，提高了產(chǎn)品的質(zhì)量，為企業(yè)的降耗給出了多一項選擇。

參考文獻：

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