ZJ17、ZJ112、PROTOS-M5卷煙機(jī)平準(zhǔn)器裝置的結(jié)構(gòu)分析

劉志崇

摘要：本文系統(tǒng)介紹了ZJ17、ZJ112、PROTOS-M5卷接機(jī)組平準(zhǔn)器裝置的結(jié)構(gòu)及工作原理，通過比較三種機(jī)型平準(zhǔn)器裝置各方面的差異，可以對(duì)卷煙機(jī)平準(zhǔn)器裝置的發(fā)展過程有一個(gè)清晰的了解，便于幫助維修人員更快的了解設(shè)備結(jié)構(gòu)原理，提高維修效率。

關(guān)鍵詞：卷煙機(jī);平準(zhǔn)器裝置;劈刀盤;重量控制

青島卷煙廠現(xiàn)有ZJ17卷接機(jī)組18臺(tái)，ZJ112卷接機(jī)組4臺(tái)，PROTOS-M5卷接機(jī)組2臺(tái)。這三種機(jī)型是德國(guó)HAUNI公司在不同時(shí)代的代表機(jī)型。三種機(jī)型的平準(zhǔn)器裝置的結(jié)構(gòu)也是不斷演變發(fā)展。平準(zhǔn)器機(jī)構(gòu)作為重量控制系統(tǒng)的重要組成部分，對(duì)煙支重量、空頭、煙絲結(jié)構(gòu)、吸阻等質(zhì)量指標(biāo)的穩(wěn)定發(fā)揮重要的作用。下面分別從結(jié)構(gòu)組成、工作狀態(tài)、傳動(dòng)同步三個(gè)方面對(duì)三種機(jī)型平準(zhǔn)器裝置的異同點(diǎn)及優(yōu)劣勢(shì)分析如下：

1 結(jié)構(gòu)組成的異同

1.1 ZJ17卷接機(jī)組平準(zhǔn)器結(jié)構(gòu)

如圖1所示，YJ17平準(zhǔn)器裝置主要由箱體2、刷絲輪3、劈刀盤4、前換向體5、前劈刀軸6、前換向齒輪（左旋斜齒圓柱齒輪）7、調(diào)整套8、后換向體9、后劈刀軸10、后換向齒輪（右旋斜齒圓柱齒輪）11及其他傳動(dòng)齒輪等組成。

平準(zhǔn)器裝置的前、后劈刀盤4分別安裝在前、后劈刀軸6和10上。前劈刀軸上裝有前換向齒輪7、后劈刀軸上裝有后換向齒輪11，前、后劈刀軸和前、后換向齒輪分別安裝在前、后換向體5和9中。工作時(shí)，前、后換向齒輪分別帶動(dòng)兩個(gè)劈刀盤按相反方向轉(zhuǎn)動(dòng)，形成剪切作用。刷絲輪3的作用則是將劈刀盤修剪下來的多余煙絲及時(shí)刷下，使煙絲落入回絲輸送帶。

1.2 ZJ112卷接機(jī)組平準(zhǔn)器裝置結(jié)構(gòu)

如圖2，ZJ112平準(zhǔn)器裝置與ZJ17結(jié)構(gòu)相似，不同的是其后部是通過萬向聯(lián)軸節(jié)將主傳動(dòng)的動(dòng)力輸入，采用萬向聯(lián)軸節(jié)的原因是由其上下兩個(gè)工作狀態(tài)決定的。ZJ112的平準(zhǔn)器裝置通過底板固定在左右兩側(cè)的滑桿6和7上，整體可以沿滑桿上下滑動(dòng)，平準(zhǔn)器裝置的后部箱體上按裝有一氣缸，用來驅(qū)動(dòng)平準(zhǔn)器裝置上下運(yùn)動(dòng)。當(dāng)機(jī)器處于非工作狀態(tài)時(shí)，氣缸推動(dòng)平準(zhǔn)器裝置運(yùn)動(dòng)到下極限位置，這樣風(fēng)室體擺動(dòng)過程中不會(huì)與劈刀發(fā)生磕碰;當(dāng)機(jī)器處于工作狀態(tài)時(shí)，氣缸會(huì)推起平準(zhǔn)器到達(dá)工作位置，工作位置可通過限位螺桿5進(jìn)行調(diào)整。

1.3 PROTOS-M5卷接機(jī)組平準(zhǔn)器裝置結(jié)構(gòu)

PROTOS-M5的平準(zhǔn)器裝置與前兩個(gè)機(jī)型一樣，都是依靠相向運(yùn)動(dòng)的兩個(gè)劈刀盤1對(duì)煙絲束形成剪切作用來完成組件功能的。不同的是，PROTOS-M5機(jī)型是雙煙道設(shè)備，擁有前后兩套平準(zhǔn)器裝置，結(jié)構(gòu)基本相同。與ZJ17、ZJ112相比，PROTOS-M5的平準(zhǔn)器裝置最大的不同是采用了獨(dú)立伺服電機(jī)M23V和M24V分別驅(qū)動(dòng)前后道平準(zhǔn)盤。此外，PROTOS-M5的劈刀盤1與水平方向成一定的角度，這樣設(shè)計(jì)的是為了避免劈刀盤對(duì)另外通道的煙絲束產(chǎn)生干涉。

2 工作狀態(tài)的異同

ZJ17平準(zhǔn)器裝置一端與高度調(diào)節(jié)裝置連接，其工作時(shí)自身可以繞回轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，這種轉(zhuǎn)動(dòng)使劈刀盤與上部導(dǎo)軌的間隙發(fā)生變化，使得修剪后的煙絲束厚度改變，從而達(dá)到控制煙支重量的目的。該種調(diào)節(jié)方式存在一定的缺陷，即在平準(zhǔn)器裝置高度連續(xù)變化時(shí)，劈刀盤只能在某一高度處于水平位置，其他工作位置的非水平位置可能影響煙絲束修剪效果。由于ZJ17卷煙機(jī)風(fēng)室體的起降是翻轉(zhuǎn)式，因此不會(huì)造成劈刀盤與風(fēng)室體的運(yùn)動(dòng)干涉。

ZJ112與ZJ17相比平準(zhǔn)器裝置自身不發(fā)生連續(xù)運(yùn)動(dòng)，而是通過氣缸驅(qū)動(dòng)上升或下降，即存在兩種工作狀態(tài)，在正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，平準(zhǔn)器裝置處在上升位置，與壓帶輪配合控制煙絲束厚度，通過私服電機(jī)控制壓帶輪高度來調(diào)節(jié)煙絲束厚度，達(dá)到控制煙支重量的目的。劈刀盤與上部導(dǎo)軌的間隙可通過底部調(diào)節(jié)螺桿調(diào)節(jié)。ZJ112卷煙機(jī)平準(zhǔn)器裝置的下降運(yùn)動(dòng)是防止風(fēng)室體水平升降時(shí)劈刀盤與風(fēng)室體發(fā)生運(yùn)動(dòng)干涉。

PROTOS-M5平準(zhǔn)器裝置與ZJ112相同的是在工作時(shí)固定不動(dòng)，與上部劈刀導(dǎo)軌的間隙也是通過底部調(diào)節(jié)螺桿進(jìn)行調(diào)節(jié)。PROTOS-M5卷煙機(jī)是通過伺服電機(jī)控制調(diào)節(jié)凸輪的上下移動(dòng)，下壓吸絲帶，改變劈刀盤與吸絲帶間的煙絲厚度，控制煙支平均重量。與ZJ112不同的是平準(zhǔn)器裝置不需要設(shè)置下降動(dòng)作，而是在風(fēng)室體起降時(shí)通過一個(gè)氣缸帶動(dòng)可能發(fā)生運(yùn)動(dòng)干涉的修整器板上下移動(dòng)。因此PROTOS-M5卷煙機(jī)平準(zhǔn)器裝置只有一種工作狀態(tài)。

3 傳動(dòng)同步

3.1轉(zhuǎn)速同步

ZJ17與ZJ112卷煙機(jī)刀盤旋轉(zhuǎn)一圈切割兩根雙倍長(zhǎng)的煙支，劈刀盤應(yīng)轉(zhuǎn)過四個(gè)凹槽，該同步關(guān)系是通過傳動(dòng)系統(tǒng)保證的。以ZJ112為例，當(dāng)煙支長(zhǎng)度為50～67mm時(shí)，根據(jù)傳動(dòng)系統(tǒng)圖（圖4）可計(jì)算的出劈刀盤轉(zhuǎn)速計(jì)算式：

其中，n劈為劈刀盤轉(zhuǎn)速（r/min）;n主為主電機(jī)轉(zhuǎn)速（r/min）;為煙支長(zhǎng)度值（mm）。

刀盤的轉(zhuǎn)速計(jì)算式為：

其中，n刀為刀盤轉(zhuǎn)速（r/min）。所以，劈刀盤與刀盤的同步關(guān)系為n劈=×n刀，即刀盤轉(zhuǎn)一周時(shí)，劈刀盤轉(zhuǎn)2/3周，此時(shí)選用劈刀裝置劈刀盤凹槽數(shù)為6，刀盤旋轉(zhuǎn)一周時(shí)，劈刀盤轉(zhuǎn)過4個(gè)凹槽。

PROTOS-M5卷煙機(jī)由于采用了伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)平準(zhǔn)器裝置，因此其轉(zhuǎn)速的同步是由控制系統(tǒng)保證的。

3.2線速度同步

三種機(jī)型的劈刀盤傳動(dòng)線速度應(yīng)與吸絲帶傳動(dòng)線速度同步，其線速度的相等不是絕對(duì)的，而是由劈刀盤及吸絲帶主動(dòng)輪直徑?jīng)Q定的，但存在的誤差必須在能夠接受的范圍。以ZJ112為例，劈刀的線速度（）計(jì)算為：

由此可見，其劈刀盤的直徑必須保持在允許的范圍內(nèi)，一般規(guī)定劈刀盤直徑在磨損超過1mm時(shí)必須進(jìn)行更換。

3.3 位置同步

劈刀盤的位置同步時(shí)通過相關(guān)的調(diào)整來實(shí)現(xiàn)的，劈刀盤有兩個(gè)位置同步：

一是劈刀盤與刷絲輪的位置同步，用來實(shí)現(xiàn)刷絲輪小徑段與劈刀盤凹槽的位置同步要求。三種機(jī)型的調(diào)整方式相同，都是通過調(diào)整刷絲輪周向位置來實(shí)現(xiàn)。

二是劈刀盤凹槽與煙支切割系統(tǒng)刀片的相對(duì)位置同步，以保證刀片切在煙條緊密部分的中間。由于ZJ17與ZJ112劈刀盤的動(dòng)力都是主傳動(dòng)來的，其同步調(diào)整都是通過斷開傳動(dòng)帶輪的連接來調(diào)整位置的，同步位置可以通過劈刀連心線至刀盤刀盤切割位置的距離與煙支長(zhǎng)度來計(jì)算得到，實(shí)際中可通過劈刀盤上的定位孔及相關(guān)工裝實(shí)現(xiàn)粗調(diào)。精確調(diào)整還需要轉(zhuǎn)動(dòng)微調(diào)裝置來進(jìn)行，其微調(diào)原理是通過螺紋傳動(dòng)使斜齒輪產(chǎn)生軸向的移動(dòng)，從而帶動(dòng)兩換向齒輪小幅度的轉(zhuǎn)動(dòng)。PROTOS-M5不同于ZJ17和ZJ112的傳動(dòng)形式，其私服電機(jī)的獨(dú)立傳動(dòng)方式使劈刀盤相對(duì)刀片切割位置的同步調(diào)整簡(jiǎn)單很多，只需要通過在操作屏上調(diào)整電機(jī)零位即可。

參考文獻(xiàn)：

[1]《PROTOS 70操作說明書》，德國(guó)Hauni Maschinenbau AG公司

[2]《ZJ112操作說明書》，常德煙草機(jī)械有限責(zé)任公司

[3]《PTOTOS-M5操作說明書》，德國(guó)Hauni Maschinenbau AG公司