PROTOS1-8卷接機(jī)組水松紙刮削裝置的設(shè)計(jì)

陳琳琳 趙斌 周繼武 韓永 齊建賓 張興華

山東中煙工業(yè)有限責(zé)任公司濟(jì)南卷煙廠卷包車(chē)間 山東濟(jì)南 251014

PROTOS1-8卷接機(jī)組是德國(guó)虹霓公司推出的新一代卷煙設(shè)備，該機(jī)型的額定生產(chǎn)速度為8500支/分鐘，97mm細(xì)支煙生產(chǎn)機(jī)型的額定生產(chǎn)速度為6500支/min。它將送絲系統(tǒng)送來(lái)的煙絲進(jìn)行松散、除雜、除梗后制成連續(xù)均勻的煙絲束，與卷煙紙匯合包卷后，涂上膠水卷制成煙條，切割后的煙條與嘴棒對(duì)接，并由上好膠水的水松紙片包卷、搓接形成濾嘴煙支，經(jīng)過(guò)檢測(cè)系統(tǒng)檢測(cè)后，剔除不合格的濾嘴煙支，制成符合工藝要求的濾嘴煙支[1]。其中，水松紙供給系統(tǒng)是將水松紙連續(xù)、均勻地按照預(yù)定速度輸送，經(jīng)過(guò)表面涂膠后，切割成所需長(zhǎng)度的紙片，用于包卷壓縮后的“組煙”。

1 問(wèn)題分析

1.1 原理分析

水松紙供給系統(tǒng)主要由紙盤(pán)支架、自動(dòng)接紙裝置、水松紙卷曲器、供紙輥、上膠裝置、水松紙加熱器、切紙輪與切刀等組成。

自動(dòng)接紙裝置的作用是實(shí)現(xiàn)新舊水松紙的自動(dòng)拼接，檢測(cè)水松紙有無(wú)拼接段，并在水松紙上膠前將其上膠面刮毛、展平。自動(dòng)接紙裝置主要由儲(chǔ)紙盒、壓紙輥、加速輥、膠帶架、下切刀、搭紙輥、支座、連桿、卷曲器、氣缸、上切刀、感應(yīng)式離合器等組成。在加速輥后面裝有感應(yīng)式離合器，搭紙輥通過(guò)偏心軸裝在支座上，支座通過(guò)連桿機(jī)構(gòu)與氣缸連接，卷曲器通過(guò)凸輪機(jī)構(gòu)與氣缸連接[2]。接紙時(shí)，氣缸推動(dòng)卷曲器座轉(zhuǎn)動(dòng)，使卷曲器迅速轉(zhuǎn)離水松紙以防止刮斷接紙段，當(dāng)接紙段通過(guò)卷曲器后，卷曲器又慢速轉(zhuǎn)回，使卷曲器陶瓷刮刀刃口與水松紙接觸，對(duì)水松紙涂膠面進(jìn)行刮削，被刮削后的水松紙經(jīng)過(guò)供紙輥進(jìn)入水松紙涂膠系統(tǒng)。

1.2 問(wèn)題描述

隨著煙草行業(yè)的不斷發(fā)展以及消費(fèi)者對(duì)卷煙產(chǎn)品要求的不斷提高，卷煙產(chǎn)品的多樣化和各種新材料已普遍應(yīng)用于生產(chǎn)中，如水松紙表面有鍍層及印刷圖案等。由于鍍層和印刷以及表面光滑度及亮度的增加，使水松紙?jiān)诖杲雍蟪霈F(xiàn)粘貼不牢、翹邊、漏氣等現(xiàn)象，嚴(yán)重時(shí)濾嘴脫落，從而嚴(yán)重影響卷煙產(chǎn)品質(zhì)量[3]。

水松紙上膠之前，卷曲器上陶瓷條對(duì)水松紙的內(nèi)表面進(jìn)行刮削，而新的水松紙材料被切割后，水松紙片的抗拉伸和抗彎曲能力也有明顯提高，有的水松紙采用兩面壓光技術(shù)生產(chǎn)，內(nèi)表面光亮度也有了較大增強(qiáng)，致使水松紙涂膠不夠，彎曲性不好，搓接后出現(xiàn)水松紙粘貼不牢、翹邊、漏氣等質(zhì)量缺陷。水松紙雖然是經(jīng)過(guò)了卷曲器上陶瓷條的刮削，僅憑目前設(shè)備上的卷曲器無(wú)法達(dá)到對(duì)新型水松紙的刮削要求。

2 改進(jìn)方法

2.1 改進(jìn)思路

由于有些品種的水松紙不易彎曲，也不容易上膠，而對(duì)水松紙進(jìn)行刮削就是使水松紙容易彎曲和上膠，因此，希望能夠進(jìn)一步對(duì)水松紙進(jìn)行刮削。利用設(shè)備水松紙拼接裝置處的空間，添加一套水松紙刮削裝置，與原設(shè)備自帶的卷曲器一起對(duì)水松紙涂膠面進(jìn)行兩次刮削、卷曲，以達(dá)到良好的涂膠和卷曲效果。

2.2 改進(jìn)措施

2.2.1 卷曲器陶瓷條的改進(jìn)

設(shè)備上原有的卷曲器陶瓷條為一塊矩形長(zhǎng)條結(jié)構(gòu)，根據(jù)PROTOS1-8卷接機(jī)組細(xì)支卷煙用水松紙和紙片剪切長(zhǎng)度的現(xiàn)狀，首先將90°矩形陶瓷條改為對(duì)角為60°的菱形形狀陶瓷條（如圖1所示），相對(duì)尖銳的菱形棱角對(duì)水松紙的刮削力度有一定程度提升。

圖1 陶瓷條截圖尺寸示意圖

圖2 拼接裝置空間尺寸示意圖

2.2.2 新刮削裝置的添加位置

通過(guò)對(duì)水松紙拼接裝置和卷曲器結(jié)構(gòu)和位置空間的分析和測(cè)量，發(fā)現(xiàn)，在拼接裝置和卷曲器之間有相對(duì)較大的空間，可供安裝新刮削裝置。如圖2所示，拼接裝置導(dǎo)向條4上側(cè)與卷曲器轉(zhuǎn)軸5外圓的間距為30mm，上部無(wú)阻擋部件，拼接裝置動(dòng)作時(shí)壓輪向左擺動(dòng)10mm，與上部擋板有較大的空間，因此決定利用導(dǎo)向條4的位置安裝新的刮削裝置[4]。

2.2.3 新刮削裝置刮削條的選用

卷曲器上使用的陶瓷條雖然截面積小，但在實(shí)際應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)其對(duì)水松紙表面的刮削效果一般，而且容易變鈍，需要經(jīng)常更換。因此新刮削裝置選擇使用水松紙切刀，該切刀為硬質(zhì)合金材料，當(dāng)切刀刃口經(jīng)過(guò)水松紙的摩擦后也會(huì)出現(xiàn)棱角面，但金屬材料與陶瓷材料在同等摩擦條件產(chǎn)生平面的條件下，金屬材料遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于陶瓷材料的摩擦力，對(duì)水松紙抗彎曲力消除更好，能夠起到更好的刮削效果。

2.2.4 新刮刀的固定

依據(jù)導(dǎo)向條的長(zhǎng)度、直徑和固定孔的位置設(shè)計(jì)制作半圓型固定座，固定座上設(shè)有兩M3螺孔用于固定切刀固持架。

根據(jù)拼接裝置動(dòng)作時(shí)與卷曲器轉(zhuǎn)軸5和上部擋板的距離空間和老式水松紙切刀外形尺寸，設(shè)計(jì)了切刀式刮削條固持架，壓板設(shè)有一斜面將切刀式刮削條扣壓固持，在固持架內(nèi)側(cè)設(shè)有直徑3mm的圓柱銷(xiāo)用于切刀式刮削條的限位。切刀固持架通過(guò)螺釘與固定座合為一體裝入原水松紙導(dǎo)向條的位置上。

3 結(jié)果分析

新的水松紙刮削裝置安裝后，能夠與設(shè)備自帶的水松紙卷曲器一起，對(duì)水松紙涂膠面進(jìn)行兩次刮削，將光滑的水松紙涂膠面徹底刮毛，保證水松紙涂膠全面、均勻、足量，并且使水松紙預(yù)先卷曲，保證了后續(xù)的搓接質(zhì)量。

如表1所示，在水松紙刮削裝置安裝之前，細(xì)支煙水松紙搓接質(zhì)量差，7.5%左右煙支都會(huì)存在漏氣、水松紙搭口翹邊的質(zhì)量缺陷，尤其是在生產(chǎn)泰山（儒風(fēng)細(xì)支）時(shí)，因其水松紙材料光滑，搓接質(zhì)量缺陷更加嚴(yán)重；而水松紙刮削裝置安裝之后，質(zhì)量缺陷率降低到0.5%左右，細(xì)支煙漏氣、翹邊的問(wèn)題顯著改善。

表1 改進(jìn)前后質(zhì)量缺陷對(duì)比表