PASSIM接裝機(jī)水松紙夾末及冷凝水分析與改進(jìn)

張衛(wèi)賓 簡金領(lǐng)

（河南中煙工業(yè)有限責(zé)任公司漯河卷煙廠 河南漯河）

一、存在問題與原因分析

PASSIM接裝機(jī)是英國莫林斯公司設(shè)計制造的卷接設(shè)備，該設(shè)備有完善的成型、切割和搓接系統(tǒng)，可靠性高、煙支質(zhì)量好、效率高。但在生產(chǎn)過程中，接裝機(jī)經(jīng)常有煙末被攜帶進(jìn)搓接成型系統(tǒng)和冷凝水滴到濾嘴和煙支上，造成煙支水松紙皺紋、翹邊、漏氣和黃斑等質(zhì)量缺陷，嚴(yán)重影響產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定。

因制絲工藝、煙絲結(jié)構(gòu)、卷接設(shè)備性能所限，造成煙絲在輸送、卷制過程中產(chǎn)生煙末，其中部分煙末被卷進(jìn)煙支中，在經(jīng)過PASSIM接裝機(jī)高速傳送過程中，煙支端部的較碎煙絲在切割、碰撞、離心力和機(jī)器振動的作用下而抖落，這些煙末被鼓輪高速運轉(zhuǎn)產(chǎn)生的氣流攜帶、飄浮和濺落。在匯合鼓輪和靠攏鼓輪交接處，匯合鼓輪順時針旋轉(zhuǎn)，而靠攏鼓輪逆時針旋轉(zhuǎn)，帶動煙末流向前向上向后運動，極易被帶到搓接區(qū)域（圖1）。

此時，被分切后涂有乳膠的水松紙片在水松紙鼓輪吸附下，膠面朝外被輸送到搓接區(qū)域，導(dǎo)致“組煙”在搓接成型時，煙末被夾入涂有膠液的水松紙片和雙倍長濾嘴煙支中間，造成搓接成型的濾嘴煙支水松紙皺紋、翹邊甚至漏氣掉嘴。另外由于水松紙搓接系統(tǒng)加熱后與設(shè)備其他部件溫差較大膠液和空氣中的水蒸氣就會在靠攏鼓輪上方的水松紙鼓輪支架上冷凝成水滴（圖2），隨著時間的推移，水滴破碎下落到煙支或濾嘴上，就會產(chǎn)生黃斑煙甚至霉變煙。

圖1 煙末流向示意圖

圖2 冷凝水形成示意圖

二、試驗改進(jìn)

針對PASSIM接裝機(jī)在生產(chǎn)過程中出現(xiàn)的上述問題，從系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與工作原理上進(jìn)行了深入地分析和研究，先后進(jìn)行了以下試驗改進(jìn)，尋找較佳方法。

1.加裝正壓吹風(fēng)管

在靠攏鼓輪上方的水松紙鼓輪支架上加裝正壓吹風(fēng)管。吹風(fēng)管為長80 mm，外徑8 mm，壁厚 1 mm的銅管，其中出風(fēng)口端部呈一斜面，用于控制吹氣氣流方向和面積。機(jī)器工作時，氣流從銅管內(nèi)吹出，形成一定面積的氣團(tuán)，將產(chǎn)生的煙末和水蒸氣吹散，避免煙末粘到水松紙片上以及水蒸氣冷凝。運行一段時間后，發(fā)現(xiàn)雖然減少了水松紙夾末現(xiàn)象和冷凝水的形成，但效果不太明顯。分析原因是產(chǎn)生的煙末和水蒸氣并不能被完全吹散，而被吹散的部分煙末又在鼓輪高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的氣流作用下繼續(xù)進(jìn)入搓接系統(tǒng)。

2.改裝正壓吹風(fēng)管

將原來的銅管加長至110 mm，并在銅管上鉆兩排互相錯位，橫向、縱向都間隔2 mm，直徑1.5 mm小孔，將銅管一端阻塞，另一段安裝氣管。安裝時將銅管中心與靠攏鼓輪中心基本對正，并將后排小孔正朝向下方，這樣機(jī)器工作時氣流從小孔內(nèi)射出，形成兩排風(fēng)幕，其中后排垂直向下吹，前排就呈大約30°夾角向前下方吹，用來阻斷煙末進(jìn)入搓接區(qū)域并吹散水蒸氣避免形成冷凝水。運行一段時間后，發(fā)現(xiàn)雖然很大程度減少了水松紙夾末和冷凝水形成，但是問題還是沒有得到根本解決，根據(jù)煙末的流向和吹風(fēng)效果分析，隨著時間的推移，被風(fēng)幕阻斷的煙末沒有完全掉落，而是隨著鼓輪繼續(xù)向前輸送。在距煙支較近的部位，風(fēng)力較小，無法阻止煙末向前進(jìn)入搓接系統(tǒng)；而被吹散水蒸氣也會隨時間而凝結(jié)。

3.改進(jìn)方案的確定

經(jīng)過多次的試驗和分析，認(rèn)為問題在于沒有將吹散的煙末和水蒸氣處理掉，只是發(fā)生了位置的改變。設(shè)想增設(shè)一套煙末吸取裝置，利用負(fù)壓吸風(fēng)將此煙末和水蒸氣吸走，從而避免水蒸氣的凝結(jié)和煙末飛濺到涂過膠液的水松紙片上。

結(jié)合以上試驗性改進(jìn)和分析，決定在靠攏鼓輪上方的水松紙鼓輪支架上設(shè)計加裝一吸吹風(fēng)組合裝置。不僅能阻斷煙末，而且能將煙末和水蒸氣吸走，達(dá)到較理想的使用效果。

三、改進(jìn)實施

1.吸風(fēng)裝置的設(shè)計

該裝置為不銹鋼方形的長條狀，沿長度方向加工有半圓形吸風(fēng)腔，吸風(fēng)口為長100 mm、寬10 mm的長方形，能適應(yīng)不同規(guī)格的水松紙。吸風(fēng)腔一端的圓筒通過一段內(nèi)徑為18 mm的氣管與除塵吸風(fēng)系統(tǒng)相連，另一端加工1個5 mm通孔，作為改造后缺濾嘴檢測安裝位置。

2.吹風(fēng)裝置的設(shè)計

在吸風(fēng)裝置的一側(cè)裝一吹風(fēng)銅管，銅管長110 mm，外徑8 mm，壁厚 1 mm，并在銅管上鉆1排橫向間隔2 mm，直徑1.5 mm小孔，將銅管一端阻塞，另一段安裝氣管。

3.吸吹風(fēng)裝置的組合

將吸吹風(fēng)裝置固定在一起（圖3），使吸風(fēng)槽和吹風(fēng)銅管的中心與靠攏鼓輪的中心在同一平面上。機(jī)器工作時，吹氣銅管內(nèi)的高壓氣流從小孔內(nèi)射出，形成一排風(fēng)幕，用來阻斷煙末進(jìn)入搓接區(qū)域；而吸風(fēng)裝置與除塵系統(tǒng)接通，使水松紙鼓輪架體下形成負(fù)壓區(qū)域，將進(jìn)入搓接系統(tǒng)前“組煙”周圍的煙末和被風(fēng)幕阻斷的煙末及水松紙鼓輪架體下區(qū)域產(chǎn)的水蒸氣一起吸入除塵系統(tǒng)，避免產(chǎn)生水松紙夾末和水蒸氣凝結(jié)。另外由于水蒸氣和煙末混在一起，時間久后，可能會造成吸風(fēng)槽阻塞，因此為了定時清理吸風(fēng)槽，在吸風(fēng)塊上鉆一吹風(fēng)工藝孔。

圖3 吸吹風(fēng)組合裝置

4.負(fù)壓氣路的設(shè)置

改進(jìn)后的吸風(fēng)裝置，負(fù)壓由集中除塵系統(tǒng)提供。直接將負(fù)壓管路接入除塵管道上預(yù)留的一個接口。為了保證吸風(fēng)量，結(jié)合該部位的空間結(jié)構(gòu)，將管內(nèi)徑設(shè)計為18 mm，并在管路中間加裝1個閥門，可控制吸風(fēng)的大小,根據(jù)多次試驗，一般控制在6 000～8 000 Pa就能滿足需要。在不影響煙支輸送的前提下，盡量增大風(fēng)壓，以保障煙末和水蒸氣的清除效果。

5.高壓吹風(fēng)氣路的設(shè)置

氣源直接利用PASSIM接裝機(jī)氣動控制柜的一個備用氣路端口。氣源總壓力為0.55 MPa，氣路中加裝1個節(jié)流閥，用于調(diào)節(jié)氣流的大小，通過試驗，壓力一般控制在0.18～0.25 MPa。在不影響煙支傳送的情況下，盡量增大氣流量，以增強(qiáng)氣流的阻斷能力。如圖4所示氣路控制系統(tǒng)，五位兩通電磁換向閥電氣自動控制，機(jī)器啟動時，電磁閥帶電，吹氣銅管導(dǎo)通，形成風(fēng)幕；停機(jī)時，電磁閥斷電，電磁換向閥換向，開始清理吸風(fēng)槽。

吸吹風(fēng)組合裝置安裝時，要將靠攏鼓輪和缺濾嘴檢測及其固定架拆下，利用吸風(fēng)塊上加工的4個沉頭通孔，將螺釘通過通孔與設(shè)備機(jī)架相連緊固，然后裝上缺濾嘴檢測和氣管。

四、改進(jìn)效果

對接裝機(jī)煙末、冷凝水清潔裝置進(jìn)行改進(jìn)后，在5#卷接機(jī)組上進(jìn)行試用，改進(jìn)前后連續(xù)1周的煙支外觀抽檢情況見表1。從表中可以看出改進(jìn)后缺陷率明顯降低，提高了產(chǎn)品質(zhì)量，降低了成本，達(dá)到了預(yù)期效果，并推廣到其他設(shè)備。

圖4 氣路控制系統(tǒng)

1 王玉芳，高衛(wèi)軍.PASSIM卷煙機(jī)組水松紙夾末問題的改進(jìn)方法探討.安陽工學(xué)院學(xué)報，2011,10（2）

2 吳衛(wèi)榮.氣動技術(shù).中國輕工業(yè)出版社，2009