卷煙濾棒手工上嘴及發(fā)射裝置設(shè)計

胡廣闊

（河南中煙工業(yè)有限責(zé)任公司漯河卷煙廠，河南漯河 462000）

0 引言

隨著“以市場為導(dǎo)向”營銷理念的深入發(fā)展，煙草行業(yè)越來越重視消費者個性化、多樣化的需求，要求煙草制造企業(yè)由以往傳統(tǒng)的固化生產(chǎn)線向柔性化生產(chǎn)線轉(zhuǎn)變。濾棒發(fā)射是卷煙產(chǎn)品生產(chǎn)線的一個關(guān)鍵環(huán)節(jié)，目前各卷煙廠廣泛采用的ZF25 發(fā)射機，每臺設(shè)備只能發(fā)射一種卷煙產(chǎn)品的濾棒，現(xiàn)在各卷煙廠響應(yīng)市場需求，如果同時生產(chǎn)多個卷煙品種，就需要多臺ZF25 發(fā)射機。受空間小、費用高等因素的制約，每個生產(chǎn)廠不可能同時購置安裝與生產(chǎn)的卷煙品種相同多的發(fā)射機作為備用，當(dāng)同一時間生產(chǎn)多規(guī)格卷煙時，很多廠家都采用人工加濾棒的辦法來解決問題。人工加棒，不僅勞動強度大，用人多（每臺車最少2 人），而且加濾棒的質(zhì)量無法保證，影響設(shè)備效率，同時造成生產(chǎn)現(xiàn)場混亂，設(shè)備操作不方便等問題。

1 改進方案

通過研究發(fā)現(xiàn)，ZF25 濾棒發(fā)射機供棒能力遠(yuǎn)大于單臺卷煙機需求能力（一臺ZF25 由10 個發(fā)射單元，可以供5 組10 000支/min 卷煙機生產(chǎn)卷煙的濾棒需求），可以對其發(fā)射單元進行分隔改造，另行加裝一套手工上嘴及發(fā)射裝置，能將ZF25 發(fā)射機同時發(fā)射濾棒能力由一種增加到兩種，解決多品種、小批量卷煙生產(chǎn)濾棒發(fā)射機不足的問題。

2 實施措施

2.1 整體設(shè)計

圖1 模塊化示意

人工將濾棒滿盤加裝在滿盤輸送鏈條輸送通道上，通過手輪將濾棒滿盤輸送到料庫上方，人工抽出濾棒滿盤擋板，使濾棒自然降落在手工上嘴單元料斗及濾棒輸送皮帶上，濾棒輸送帶將濾棒向前輸送，通過進料口進入發(fā)射機儲棒庫，然后發(fā)射到卷煙機臺。圖1 為設(shè)計的模塊化表示，其中包括ZF25 濾棒發(fā)射機、進料口、料斗、發(fā)射端口、手工上嘴單元、新進料口、隔離單元。

2.2 進料口設(shè)計

為了使操作工在向輸送裝置加裝濾棒滿盤時托起的高度降低，盡可能降低投入使用后操作工的勞動強度，只有盡量降低進料口，采用手工上嘴單元對應(yīng)的進料口高度低于所述原濾棒發(fā)射單元的進料口高度。

2.3 滿盤輸送設(shè)計

由于發(fā)射機濾棒儲存區(qū)不能儲存太多的濾棒，設(shè)計一個滿盤濾棒儲存及輸送裝置，采取行業(yè)常用的鏈條輸送模式，鏈輪參數(shù)選取P=9.525，Z=12，D=6.35。

設(shè)置托架機構(gòu)，該托架機構(gòu)工作位置寬度為濾棒滿盤的寬度加5 mm,保證濾棒滿盤輸送過程不會因與托架機構(gòu)側(cè)板發(fā)生干涉而改變輸送運行軌跡。

設(shè)置中間鏈條部件，防止濾棒插板因濾棒重力變形在進入手工上嘴單元料斗上方時產(chǎn)生干涉，影響濾棒滿盤的輸送。

在手工上嘴單元料斗兩側(cè)各設(shè)置止動塊部件，用于防止濾棒滿盤過位。當(dāng)滿盤輸送到位后，由于手工上嘴單元料斗兩側(cè)止動塊的存在，可防止濾棒滿盤過位影響卸盤。

2.4 電氣設(shè)計

手工上嘴單元設(shè)置西門子S7-200PLC 作為主控系統(tǒng)的電控部件，采用MM440 變頻器作為送料電機的驅(qū)動，同時，手工上嘴單元電控系統(tǒng)與原濾棒發(fā)射單元電控系統(tǒng)相互獨立，以保證互不影響。圖2 為手動上嘴輸送裝置電氣控制圖。

2.5 電控系統(tǒng)功能

（1）手動加料功能。上盤裝置首次運行時，由于ZF25 發(fā)射機儲棒庫內(nèi)部是空的，需要打開手動按鈕使皮帶電機強制運行，發(fā)射機儲棒庫內(nèi)部得到補充，為自動運行創(chuàng)造條件。

（2）自動運行功能。當(dāng)發(fā)射機儲棒庫內(nèi)部充滿嘴棒并且料位探測器檢測桿觸發(fā)到低料位檢測后，將手動按鈕旋至自動運行狀態(tài)即可運行自動運行功能。自動運行功能開啟后，送料電機速度受控于低料位檢測和高料位檢測。當(dāng)料位探測器探測到料位處于高料位檢測時，MCU 處理模塊控制送料電機以38 Hz 的速度運行；當(dāng)料位探測器探測到料位處于低料位檢測時，MCU 處理模塊控制送料電機以60 Hz 的速度快速運行以補充料位。

圖2 手動上嘴輸送裝置電氣控制

2.6 抗干撓功能調(diào)校

為增強系統(tǒng)的穩(wěn)定性，料位探測器進行低料位檢測和高料位檢測時，MCU 處理模塊會設(shè)置延時處理，每次檢測時間均增加了0.5 s 延時，可有效防止料位探測器的偶然抖動或電氣性能變差，進一步提高系統(tǒng)穩(wěn)定性。

3 改進效果

卷煙濾棒手工上嘴及發(fā)射裝置的設(shè)計使用，使單臺ZF25濾棒發(fā)射機由同一時間只能發(fā)射單一品種的濾棒增加到2 個，解決了多品種、小批量卷煙生產(chǎn)濾棒發(fā)射不及時問題。該裝置結(jié)構(gòu)簡單，使用方面，無需專門維護，只需1 個操作人員即可完成全部工作，節(jié)約人力資源，降低勞動強度，可以在使用ZF25 濾棒發(fā)射機的卷煙工廠進行推廣使用。