何 蕊 李洪武 段世濤

（紅云紅河集團(tuán)昆明卷煙廠 生產(chǎn)四部（物流部） 云南昆明650000）

卷接設(shè)備是卷煙制造的一種終端設(shè)備，必須滿足卷煙設(shè)計(jì)和工藝的要求，接裝機(jī)作為濾嘴接裝設(shè)備，應(yīng)當(dāng)適應(yīng)不同規(guī)格濾嘴卷煙的生產(chǎn)制造，因此，如何替換、調(diào)整與濾嘴規(guī)格有關(guān)的系統(tǒng)和部件是達(dá)到這個(gè)目的的關(guān)鍵技術(shù)。

MAX2濾嘴接裝機(jī)是德國(guó)HAUNI公司上世紀(jì)九十年代生產(chǎn)制造的一種高速濾嘴接裝機(jī)，與PROTOS-VE2/SE2卷煙機(jī)組成卷接機(jī)組,是我國(guó)少量裝備的最先進(jìn)的現(xiàn)代卷煙機(jī)組之一。該機(jī)目前供濾嘴系統(tǒng)為六分切形式，已不能滿足產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的需要，在沒有現(xiàn)成技術(shù)的情況下，如何進(jìn)行四分切形式的替換改造，就是本文需要進(jìn)行研究和解決的問題。

1 供濾嘴系統(tǒng)的作用和形式

1.1 作用

和所有現(xiàn)代接裝機(jī)一樣,MAX2接裝機(jī)采用如下工藝流程：在兩支等長(zhǎng)的普通卷煙之間插入一支雙倍長(zhǎng)濾嘴形成三段組,切割好并涂上膠水的水松紙片搭接在三段組的中間部位,經(jīng)過(guò)滾搓后,水松紙片將三段組包卷成雙倍長(zhǎng)濾嘴卷煙,然后分切為兩支單長(zhǎng)的濾嘴卷煙。

由于濾棒制造工藝的需要，同時(shí)也為了在接裝機(jī)上更容易接收和處理，濾棒皆制成多倍長(zhǎng)（一般為六倍長(zhǎng)或四倍長(zhǎng)）的規(guī)格，由接裝機(jī)上的供濾嘴系統(tǒng)處理為符合卷煙設(shè)計(jì)要求的雙倍長(zhǎng)濾嘴段。

1.2 形式

為適應(yīng)不同濾棒長(zhǎng)度規(guī)格，供濾嘴系統(tǒng)一般為六分切和四分切兩種形式。六分切是將一支六倍長(zhǎng)的濾棒用兩片刀分切為等長(zhǎng)的三段雙倍長(zhǎng)濾嘴的形式。

四分切形式是即將一支四倍長(zhǎng)的濾棒用一片刀分切為等長(zhǎng)的兩段雙倍長(zhǎng)濾嘴的形式。為了降低濾棒的處理速度，提高運(yùn)行可靠性，一般采用六倍長(zhǎng)濾棒。如前所述，為了降低焦油或是產(chǎn)品設(shè)計(jì)要求，濾嘴卷煙的濾嘴段采用較長(zhǎng)的長(zhǎng)度，如果仍采用六分切形式，則六倍長(zhǎng)濾棒的長(zhǎng)度由于太長(zhǎng)而不適應(yīng)濾棒制造和發(fā)射設(shè)備的工藝要求，如果采用相對(duì)較短的四倍長(zhǎng)濾棒四分切形式，則可解決這個(gè)問題。

2 MAX2接裝機(jī)分切形式供濾嘴系統(tǒng)

由于MAX2接裝機(jī)為國(guó)外進(jìn)口機(jī)型，供濾嘴形式為六分切形式，原制造商HAUNI公司在其提供的隨機(jī)技術(shù)資料中對(duì)四分切形式如何替換幾乎沒有涉及和描述，更沒有諸如傳動(dòng)原理圖等方面的資料，同時(shí)，由于該機(jī)型國(guó)內(nèi)裝備很少，尚無(wú)國(guó)內(nèi)業(yè)內(nèi)廠家進(jìn)行四分切替換改造的先例，而有關(guān)消化技術(shù)更是空白；所以，只能采用現(xiàn)有的六分切形式的有關(guān)技術(shù)資料，參考類比相似機(jī)型（如 MAX70）的有關(guān)技術(shù)，通過(guò)對(duì)六分切供濾嘴系統(tǒng)進(jìn)行分析，達(dá)到替換改造四分切形式的目的。

2.1 MAX2接裝機(jī)六分切形式供濾嘴系統(tǒng)的研究

2.1.1 工作原理和工藝流程

如圖1所示，六倍長(zhǎng)的濾棒存儲(chǔ)在濾棒料斗中，切割輪取出后由兩片旋轉(zhuǎn)的圓刀片分切為三段等長(zhǎng)的雙倍長(zhǎng)濾嘴，經(jīng)由切割輪、錯(cuò)位輪和錯(cuò)位導(dǎo)向的作用，原同軸的三段濾嘴在錯(cuò)位輪被階梯排列成三列，然后被排直輪接收，中間列的濾嘴在排直輪上無(wú)須軸向移動(dòng)，而前列和后列濾嘴則由于負(fù)壓吸風(fēng)的作用，分別沿軸向向中間移動(dòng)，最后與中間列濾嘴對(duì)直，形成一列整齊的濾嘴流傳遞經(jīng)由加速輪傳遞到匯合輪上，一一對(duì)應(yīng)地插入兩列單倍長(zhǎng)普通卷煙間的空位中，形成單長(zhǎng)煙支+雙長(zhǎng)濾嘴+單長(zhǎng)煙支形式的三段組。

圖1 一分六分切供嘴工藝流程圖

2.1.2 主要構(gòu)成

如圖2所示，MAX2接裝機(jī)六分切形式供濾嘴系統(tǒng)主要由濾棒料斗、切割鼓輪、濾嘴切刀（兩片）、錯(cuò)位導(dǎo)向（三片）、錯(cuò)位鼓輪（三片式）、排直鼓輪、排直導(dǎo)向、加速鼓輪和導(dǎo)向片等組成。

切割鼓輪：三片組成，每片54槽，槽相互對(duì)正；錯(cuò)位鼓輪：三片組成，每片14槽，錯(cuò)位安裝，錯(cuò)位角度8.5714；排直鼓輪：42槽加速鼓輪：14槽。

圖2 一分六分切供嘴系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

2.1.3 傳動(dòng)原理和流量匹配分析

由于HAUNI公司未提供有關(guān)傳動(dòng)原理的任何技術(shù)資料，所以，只能根據(jù)隨機(jī)的維修圖冊(cè)，畫出供濾嘴系統(tǒng)的傳動(dòng)原理圖，并結(jié)合流量匹配的原理進(jìn)行分析和必要的計(jì)算。

1）傳動(dòng)原理

如圖3、圖4、圖5所示，主傳動(dòng)由齒輪Z1一路經(jīng)齒輪Z2、Z3、Z4、Z5、Z6驅(qū)動(dòng)加速輪、排直輪和錯(cuò)位輪，另一路由齒輪Z2、Z3、Z4和帶輪D1、D2驅(qū)動(dòng)切割輪；在齒輪軸I處設(shè)計(jì)有一個(gè)離合器，其作用是可以將排直輪、錯(cuò)位輪和切割輪與主傳動(dòng)脫開，保證機(jī)組在啟動(dòng)、停止和調(diào)試時(shí)供濾嘴系統(tǒng)不動(dòng)作，而在正常運(yùn)行時(shí)動(dòng)作運(yùn)行，避免浪費(fèi)濾嘴。齒輪D1是一個(gè)與分切形式有關(guān)的可更換齒輪，當(dāng)進(jìn)行分切形式替換時(shí)，必用另一個(gè)不同齒數(shù)的帶輪替換。

圖3 濾嘴傳動(dòng)位置圖

圖4 一分六分切形式傳動(dòng)圖

圖5 一分四分切形式傳動(dòng)圖

2）根據(jù)流量匹配原理計(jì)算傳動(dòng)比

由于不知道傳動(dòng)鏈中各齒輪的具體齒數(shù)，只能根據(jù)流量匹配原理分析計(jì)算個(gè)鼓輪之間的傳動(dòng)比，所謂流量匹配原理就是各鼓輪輸出和接收的物料（即濾嘴）的數(shù)量必須相等。

按工藝流程，切割鼓輪和錯(cuò)位鼓輪每槽有三支濾嘴，而排直鼓輪和加速鼓輪每槽只有一支濾嘴，為便于描述,所以引入了當(dāng)量槽數(shù)的概念。

在六分切供濾嘴系統(tǒng)中，各鼓輪的參數(shù)為：

切割鼓輪：槽數(shù)54（槽），當(dāng)量槽數(shù)54×3=162（槽）。

錯(cuò)位鼓輪：槽數(shù)14（槽），當(dāng)量槽數(shù)14×3=42（槽）。

排直鼓輪：槽數(shù)42（槽）；

加速鼓輪：槽數(shù)14（槽）；

以排直鼓輪為基準(zhǔn)，計(jì)算出相關(guān)鼓輪間的傳動(dòng)比：

切割鼓輪與排直鼓輪：i1=42/162=7/27

錯(cuò)位鼓輪與排直鼓輪：i2=42/42=1

加速鼓輪與排直鼓輪：i3=42/14=3

所以：直鼓輪單位流量P1=42（支）

切割鼓輪單位流量P2=i1X=當(dāng)量槽數(shù)=7/27×162=42（支）

錯(cuò)位鼓輪單位流量P3=i2X當(dāng)量槽數(shù)=1×42=42（支）

錯(cuò)位鼓輪單位流量P3=i3X當(dāng)量槽數(shù)1×42=42（支）

加速鼓輪單位流量P4=i4X當(dāng)量槽數(shù)=3×14=42（支）

P1=P2=P3=P4=42（支）

表明以上三個(gè)鼓輪的流量相等，符合流量匹配的原則。

如前所述，在齒輪Z4處設(shè)有一個(gè)齒形離合器，當(dāng)機(jī)器每次停止時(shí)，離合器就會(huì)脫開，停止供濾嘴；而每次起動(dòng)運(yùn)行時(shí)，離合器又會(huì)重新嚙合，開始供給濾嘴。從傳動(dòng)圖中可以看出，離合器裝在I軸上，如圖2結(jié)構(gòu)圖所示，齒輪Z4空套在齒輪Z5上，當(dāng)離合器脫開時(shí)，齒輪Z4只會(huì)空轉(zhuǎn)，而軸I并不旋轉(zhuǎn)，所以排直輪、錯(cuò)位輪和切割輪靜止；當(dāng)離合器銜合時(shí)，主傳動(dòng)通過(guò)齒輪Z4驅(qū)動(dòng)軸I旋轉(zhuǎn)，傳動(dòng)排直輪、錯(cuò)位輪和切割輪按設(shè)計(jì)速比旋轉(zhuǎn)。

2.2 MAX2接裝機(jī)四分切形式的研究和實(shí)施

通過(guò)對(duì)六分切形式的分析計(jì)算，可以采用得到的數(shù)據(jù)和原理進(jìn)行四分切形式的設(shè)計(jì)計(jì)算，但必須滿足下面四個(gè)原則條件：

(1)實(shí)現(xiàn)四分切形式的工藝流程。

(2)各鼓輪、導(dǎo)向和傳動(dòng)齒輪等零部件的替換必須符合MAX2接裝機(jī)供濾嘴系統(tǒng)的現(xiàn)有的安裝位置。

(3)通過(guò)更換規(guī)格替換齒輪改變傳動(dòng)比或改變鼓輪槽數(shù)，保證物料的流量匹配。

(4)保證鼓輪之間的正確相位。

2.2.1 工作原理和工藝流程

如圖1和圖2所示，四倍長(zhǎng)的濾棒存儲(chǔ)在濾棒料斗中，切割輪取出后由一片旋轉(zhuǎn)的圓刀片分切為兩段等長(zhǎng)的雙倍長(zhǎng)濾嘴，經(jīng)由切割輪、錯(cuò)位輪和錯(cuò)位導(dǎo)向的作用，原同軸的兩段濾嘴在錯(cuò)位輪被階梯排列成兩列，然后被排直輪接收，前列和后列濾嘴由于負(fù)壓吸風(fēng)的作用，分別沿軸向向中間移動(dòng)，形成一列整齊的濾嘴流經(jīng)由加速輪傳遞到匯合輪上，一一對(duì)應(yīng)地插入兩列單倍長(zhǎng)普通卷煙間的空位中，形成單長(zhǎng)煙支+雙長(zhǎng)濾嘴+單長(zhǎng)煙支形式的三段組。

2.2.2 主要構(gòu)成

如圖6、圖7所示，根據(jù)工作原理和工藝流程，MAX2接裝機(jī)四分切形式供濾嘴系統(tǒng)主要由濾棒料斗、切割鼓輪、濾嘴切刀（一片）、錯(cuò)位導(dǎo)向I、錯(cuò)位導(dǎo)向II（兩片）、錯(cuò)位鼓輪（兩片）、排直鼓輪、排直導(dǎo)向和導(dǎo)向片等組成。

切割鼓輪：由于結(jié)構(gòu)的限制和工藝要求，必須是與六分切相同的54槽,保證同樣的槽形和直徑，兩片組成，每片54槽，槽相互對(duì)正；

錯(cuò)位鼓輪：按工藝要求，錯(cuò)位鼓輪采用兩片形式，由于傳動(dòng)的限制，必須采用與六分切不同的槽數(shù)，但鼓輪直徑相同，每片21槽，錯(cuò)位安裝，錯(cuò)位角度8.5714。

排直鼓輪：與六分切相同的42槽和鼓輪直徑。

加速鼓輪：與六分切相同的14槽和鼓輪直徑

圖6 一分四分切供濾嘴系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

圖7 一分四分切供濾嘴工藝流程圖

2.2.3 四分切形式傳動(dòng)系統(tǒng)

除更換了規(guī)格替換帶輪D2外，四分切采用了與六分切完全相同的傳動(dòng)，不再作更多的描述，以下僅對(duì)替換帶輪D2和離合進(jìn)行分析計(jì)算。

由于切割鼓輪仍采用了54槽，其當(dāng)量槽數(shù)=54×2=108，而排直槽數(shù)仍為42（與六分切形式一樣），為了流量匹配，規(guī)格帶輪D1由帶輪D2替代，根據(jù)流量匹配的原則：

該結(jié)果說(shuō)明，四分切形式時(shí)的規(guī)格帶輪D2的齒數(shù)多于六分切時(shí)的規(guī)格帶輪D1，切割鼓輪轉(zhuǎn)速提高。

2.2.4 濾嘴物料流量匹配

通過(guò)對(duì)四分切形式的工作原理、工藝流程和傳動(dòng)原理分析，清楚的知道可采取以下措施來(lái)保證濾嘴物料的匹配。

(1)更換規(guī)格替換齒輪Zg2，提高切割鼓輪轉(zhuǎn)速，增加流量適配。

(2)在不能改變速比的情況下，增加錯(cuò)位鼓輪每片的槽數(shù)，保證總槽數(shù)不變。

(3)各鼓輪的有關(guān)參數(shù)：

排直鼓輪：槽數(shù)42（槽）

錯(cuò)位鼓輪：當(dāng)量槽數(shù)21×2=42（槽）

切割鼓輪：當(dāng)量槽數(shù)54×2=108（槽）

加速鼓輪：槽數(shù)14（槽）

(4)濾嘴物料流量匹配驗(yàn)算：

表明以上四個(gè)鼓輪的流量相等，符合流量匹配的原則。

(5)鼓輪相位同步分析，在四分切形式中，由于錯(cuò)位鼓輪的槽數(shù)由六分切形式的14槽變?yōu)?1，切割鼓輪的傳動(dòng)帶輪被替換導(dǎo)致速比改變等因素，會(huì)不會(huì)因離合器的離合導(dǎo)致供濾嘴系統(tǒng)內(nèi)部各鼓輪間的槽相位的錯(cuò)位和整個(gè)系統(tǒng)與回合鼓輪間的槽相位錯(cuò)位，這涉及到須不需要更換離合器參數(shù)的問題。

1)系統(tǒng)內(nèi)各鼓輪間的槽相位

如圖5所示，當(dāng)主傳動(dòng)輸入到軸I后，排直鼓輪與錯(cuò)位鼓輪間由齒輪Z5和 Z5嚙合傳動(dòng)，排直鼓輪與切割鼓輪間由同步帶輪D2和 D3傳動(dòng)，相位不會(huì)改變。由于齒輪Z4是通過(guò)離合器與軸I結(jié)合或脫開，所以排直鼓輪與錯(cuò)為鼓輪間的相位可能會(huì)因離合器的動(dòng)作而發(fā)生改變，對(duì)比圖4所示的六分切傳動(dòng)圖和圖 5所示的四分切傳動(dòng)圖，除了帶輪 D1被帶輪D2替代外，其余完全一樣；并且，排直鼓輪和加速鼓輪的槽數(shù)在兩種形式中完全一樣（分別為42和14槽）；所以，在六分切時(shí)排直鼓輪與錯(cuò)為鼓輪間的相位能夠保證，在四分切情況下同樣能夠保證。

2)系統(tǒng)與匯合鼓輪間的槽相位

如圖2所示，濾嘴最后由加速鼓輪傳遞到匯合鼓輪，只要保證加速鼓輪與匯合鼓輪間的槽相位，就能保證整個(gè)供濾嘴系統(tǒng)與匯合輪的正確相位。匯合鼓輪和加速鼓輪間由齒輪Z1和Z2嚙合傳動(dòng)，一旦正確調(diào)整兩個(gè)鼓輪正確對(duì)位后，整個(gè)系統(tǒng)與匯合輪的相位就不會(huì)改變，能滿足工作要求。

以上分析表明，按前述方案進(jìn)行的四分切形式替換，系統(tǒng)內(nèi)各鼓輪的相位和整個(gè)系統(tǒng)與匯合鼓輪的相位能夠保證，不會(huì)因?yàn)殡x合器的動(dòng)作而發(fā)生改變。

3 實(shí)施

通過(guò)以上理論分析和計(jì)算，明確了四分切形式的工作原理、工藝流程和主要技術(shù)參數(shù)，在測(cè)繪所有須更換零部件的安裝和功能要素后，即可按四分切形式的要求設(shè)計(jì)出加工圖，經(jīng)加工制造、安裝和調(diào)試后實(shí)施MAX2接裝機(jī)的替換改造，此環(huán)節(jié)不作為本文的重點(diǎn)，僅作一般描述。

MAX2接裝機(jī)四分切形式供濾嘴系統(tǒng)主要替換零部件，如表1所示。

表1 四分切形式供濾嘴系統(tǒng)主要替換零部件

接上表

安裝、調(diào)試方法如下：

(1)更換頂部和下部濾嘴料斗中所有的導(dǎo)板、壓板和阻擋輥，調(diào)整料斗寬度適應(yīng)濾棒長(zhǎng)度。

(2)更換規(guī)格替換齒輪。

(3)更換濾嘴料斗鼓輪和錯(cuò)位導(dǎo)向座。

(4)更換錯(cuò)位鼓輪和錯(cuò)位導(dǎo)向。

(5)更換排直鼓輪和導(dǎo)向。

(6)更換進(jìn)嘴離合器。

(7)各鼓輪的對(duì)位和各導(dǎo)向位置的調(diào)整(與六分切形式方法一樣)。

(8)六分切原兩片濾嘴切刀中的一片的軸向位置與切割鼓輪的中縫對(duì)正，而另一片切刀不用。

(9)調(diào)整與供濾嘴形式和濾嘴規(guī)格有關(guān)的電控參數(shù)。

(10)運(yùn)行情況進(jìn)行細(xì)微調(diào)整，使系統(tǒng)達(dá)到最佳工作狀態(tài)，滿足機(jī)器的運(yùn)行要求。

4 結(jié)語(yǔ)

針對(duì) MAX2濾嘴接供濾嘴四分切形式替代改造課題，在缺乏有關(guān)技術(shù)資料和參數(shù)的情況下，本文利用現(xiàn)有六分切供濾嘴系統(tǒng)有限的技術(shù)資料和平時(shí)維修調(diào)試中積累的經(jīng)驗(yàn)，通過(guò)對(duì)現(xiàn)有六分切形式的工作原理、工藝流程和傳動(dòng)所作的定性或定量分析計(jì)算得出的結(jié)果，導(dǎo)出了四分切形式替代改造的所有關(guān)鍵技術(shù)、參數(shù)和實(shí)施手段，不但在理論上對(duì)MAX2接裝機(jī)四分切形式供濾嘴替代改造提供了技術(shù)平臺(tái)，也從深層次上描述了不同分切形式替代轉(zhuǎn)換的技術(shù)內(nèi)核，對(duì)以后的生產(chǎn)運(yùn)行中所面臨的產(chǎn)品規(guī)格更換，可以多快好省地完成不同分切形式或?yàn)V嘴規(guī)格的替換改造，保證設(shè)備快速、準(zhǔn)確地實(shí)現(xiàn)技術(shù)工藝要求。