卷煙盤紙自動(dòng)取穿裝置的設(shè)計(jì)與應(yīng)用

段群超

（許昌煙草機(jī)械有限責(zé)任公司，許昌 461000）

卷煙盤紙自動(dòng)取穿裝置的設(shè)計(jì)與應(yīng)用

段群超

（許昌煙草機(jī)械有限責(zé)任公司，許昌 461000）

盤紙自動(dòng)取穿裝置基于機(jī)械、氣動(dòng)技術(shù)的巧妙結(jié)合，對(duì)盤紙封口的領(lǐng)邊進(jìn)行自動(dòng)捕捉并撕開封口，然后沿著既定的路徑穿過各個(gè)過紙輥。應(yīng)用效果表明，該裝置成功替代了人工手動(dòng)啟封、穿紙的傳統(tǒng)工作模式，自動(dòng)啟封、穿紙動(dòng)作穩(wěn)定、可靠。解決了人工頻繁啟封、穿紙的工作，有效降低了操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了設(shè)備的自動(dòng)化程度。

YF71型卷煙盤紙自動(dòng)更換機(jī)取穿裝置自動(dòng)啟封穿紙

YF71型盤紙自動(dòng)更換機(jī)的主要作用是為了給單槍和雙槍機(jī)器全自動(dòng)提供卷煙紙、水松紙、濾棒紙而設(shè)計(jì)制造的［3］，該設(shè)備既可以與卷煙機(jī)、接裝機(jī)對(duì)接［2］，也可以與濾棒成型機(jī)對(duì)接。卷煙盤紙自動(dòng)取穿裝置是該機(jī)上的一個(gè)重要功能部件。目前，國內(nèi)外煙機(jī)的技術(shù)發(fā)展日趨先進(jìn)，煙機(jī)生產(chǎn)速度和自動(dòng)化程度越來越高，常用的單槍式卷接機(jī)組的生產(chǎn)速度為7000支/分、8000支/分、10000支/分和12000支/分；而雙槍式卷接機(jī)組已經(jīng)進(jìn)入市場，其生產(chǎn)速度為14000支/分、16000支/分，生產(chǎn)速度最高的已經(jīng)達(dá)到20000支/分。受卷接設(shè)備結(jié)構(gòu)空間的限制，每盤卷煙紙的長度大約為5000m、每盤水松紙的長度大約為2500m，在煙支長度為64mm、生產(chǎn)速度 10000支/分的生產(chǎn)情況下，每隔7.8分鐘需要更換一次盤紙、每隔18.5分鐘需要更換一次水松紙，隨著卷接設(shè)備生產(chǎn)速度的升高，其輔料的用量也越來越大，盤紙更換時(shí)間越來越短，手工啟封盤紙、穿紙動(dòng)作頻繁，人工勞動(dòng)強(qiáng)度越來越大。根據(jù)卷煙企業(yè)的生產(chǎn)需求，實(shí)現(xiàn)盤紙自動(dòng)啟封、自動(dòng)穿紙功能，可代替人工手動(dòng)操作，從而提高了設(shè)備的自動(dòng)化程度，降低了操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。

1　取紙機(jī)構(gòu)

取紙器組成主要包括啟封刀、帶膠套的壓紙桿、前后支撐架、左旋扭簧、扭簧調(diào)節(jié)盤、緩沖轉(zhuǎn)軸和雙聯(lián)微型氣缸等。取紙器主要作用是完成對(duì)盤紙的自動(dòng)啟封。如圖1所示，在盤紙取穿裝置旋轉(zhuǎn)到取紙位后，隨著紙盤軸傳動(dòng)裝置的驅(qū)動(dòng)，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)著未開封盤紙繞紙盤軸旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)一定角度后，盤紙領(lǐng)邊即可進(jìn)入啟封刀口內(nèi)，此時(shí)分布于啟封刀口的負(fù)壓即可吸附盤紙領(lǐng)邊于啟封刀口上，同時(shí)負(fù)壓傳感器發(fā)出信號(hào)，通過電控系統(tǒng)控制電磁閥動(dòng)作，雙聯(lián)氣缸頂出，使得固定于雙聯(lián)氣缸上的壓紙桿壓緊紙頭領(lǐng)邊于取紙刀口凹槽內(nèi)?？紤]到取紙擺臂的旋轉(zhuǎn)慣性和電控的反應(yīng)周期，啟封刀在觸到盤紙外圓及封口時(shí)由于受力需要很少的緩沖轉(zhuǎn)動(dòng)讓位，因此在此設(shè)了扭簧調(diào)節(jié)盤、左旋扭簧和緩沖轉(zhuǎn)軸，扭簧調(diào)節(jié)盤可調(diào)整扭簧的預(yù)緊力，以滿足取紙器的柔性讓位，同時(shí)保證啟封刀背面在扭簧預(yù)緊力的作用下緊靠在盤紙外圓上。其結(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖1

2　穿紙機(jī)構(gòu)

穿紙裝置的主要作用是卡緊啟封后的盤紙領(lǐng)邊，穿繞各個(gè)過紙輥，把盤紙領(lǐng)邊牽引到加速輥上，以備盤紙拼接更換使用［4-5］。如圖3所示，卡緊器1卡緊盤紙領(lǐng)邊，在電機(jī)的驅(qū)動(dòng)下沿穿紙運(yùn)行軌跡2把盤紙送到加速輥8附近，夾緊器1松開盤紙領(lǐng)邊，然后在廢紙收集器7上的負(fù)壓及壓紙輥9作用下把盤紙領(lǐng)邊壓緊到加速輥8上，加速輥8在電機(jī)驅(qū)動(dòng)下逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，依靠壓紙輥9與加速輥8之間產(chǎn)生的摩擦力把盤紙?jiān)丛床粩嗟厮偷綇U紙收集器，以便對(duì)拼接加速產(chǎn)生的盤紙進(jìn)行集中處理。

圖2

3　關(guān)鍵技術(shù)實(shí)現(xiàn)

盤紙自動(dòng)取穿裝置的關(guān)鍵技術(shù)是實(shí)現(xiàn)適用于任何形式的盤紙啟封，且不受盤紙紙頭封口形式的限制，也就是說，取紙機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是該裝置的技術(shù)關(guān)鍵。其結(jié)構(gòu)如圖4所示，該機(jī)構(gòu)采用機(jī)械、氣動(dòng)技術(shù)相結(jié)合［1］。擺動(dòng)式啟封刀6及壓紙桿8安裝在擺臂一端，擺臂另一端安裝在旋轉(zhuǎn)軸上，旋轉(zhuǎn)軸與驅(qū)動(dòng)電機(jī)相連，以便在驅(qū)動(dòng)電機(jī)帶動(dòng)下，使旋轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)后，帶動(dòng)取紙擺臂擺動(dòng)位移，實(shí)現(xiàn)盤紙啟封的同時(shí)將盤紙拉出，并沿既定路線軌跡，繞過各個(gè)過紙輥完成穿紙功能。壓紙桿8安裝在氣缸7上，壓紙桿8依靠氣缸7伸縮而水平移動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)壓紙桿8壓住盤紙領(lǐng)邊3。啟封刀6上設(shè)置有負(fù)壓吸氣孔5和凹槽4，吸氣孔5沿盤紙寬度方向設(shè)置，其大小、數(shù)量可根據(jù)盤紙類型和寬度做相應(yīng)調(diào)整，以便更好地吸附盤紙領(lǐng)邊3，凹槽4增加壓紙桿8與盤紙領(lǐng)邊3的接觸面積和摩擦力。吹氣桿9固定安裝在與啟封刀6上的吸氣孔5相對(duì)的位置，使其上的吹氣口2與啟封刀上的吸氣孔5相對(duì)，以便形成導(dǎo)流氣區(qū)域。吹氣口2與吹氣桿9上的氣流通道連通，氣流通道通過連接管與氣源相連，形成正壓通道向外吹氣，以展平折疊、翹邊的盤紙領(lǐng)邊，以便盤紙領(lǐng)邊 3吸附于啟封刀6上，通過壓紙桿8使盤紙領(lǐng)邊3與啟封刀6一起擺動(dòng)位移，從而將盤紙拉出完成盤紙的啟封。

4　應(yīng)用效果

該方案可在負(fù)壓式啟封刀和吹氣桿之間形成一個(gè)導(dǎo)氣式氣流區(qū)域帶，用于展開折卷的盤紙領(lǐng)邊，避免了因盤紙領(lǐng)邊折卷而出現(xiàn)失敗。啟封刀主動(dòng)完成了盤紙領(lǐng)邊的吸附、啟封及穿紙功能，提高了自動(dòng)啟封的穩(wěn)定性、可靠性，整體結(jié)構(gòu)簡單，便于安裝、調(diào)試和維護(hù)，工作效率高，啟封準(zhǔn)確，且不受盤紙封口方式的限制，適宜于任何形式的盤紙，替代了人工手動(dòng)操作，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度和人工成本，提高了產(chǎn)品的自動(dòng)化程度，提高了卷煙企業(yè)現(xiàn)場管理水平。

［1］成大先.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊［M］.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，1993.

［2］許昌煙草機(jī)械有限責(zé)任公司.YJ19-YJ29卷接機(jī)組培訓(xùn)教材［G］.1997.

［3］德國HAUNI公司.BOB-ME使用說明書［G］.2010.

［4］孫貴梅，吳改玲.YJ19A卷煙機(jī)新型換紙器的設(shè)計(jì)與應(yīng)用［J］煙草科技.2003（7）：16-17

The Design and Application of Cigarette Paper Bobbin Taking and Wearing Device

DUAN Qunchao
（XuchangTobaccoMachineryCo.，Ltd.Xuchang，461000，Henan，China）

In high-speed cigarette making combination and filter rod making combination，the replacement period of paper bobbins is very short and the paper bobbins have to be unsealed and worn frequently，which cost increasingly high labor intensity.To solve this problem，we researched and developed the automatic paper-bobbin taking and wearing device.Through the ingenious combinationof mechanics and pneumatics technology，it automatically catches and pulls apart the seal of the paper collar and wears it into each paper roller through the fixed path.The application results proves that the device successfully replaces the traditional labor working of unsealing and wearing the paper bobbins，and unseals and wears the paper bobbins stably andreliably，whichresolvesthemanualproblems，decreases labor intensity and improves the machine’s automation level.

YF71cigarette paper bobbin automatic changer；taking and wearing device，automatically unseal and wear