煙草切絲機(jī)磨刀裝置研究與分析

李鳳超　姜騰飛　蔡澤林

摘要：煙草行業(yè)在全球經(jīng)濟(jì)發(fā)展范圍內(nèi)占比較大，對(duì)于推動(dòng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展起到了較為關(guān)鍵的作用。當(dāng)前各行業(yè)發(fā)展進(jìn)入高效率時(shí)代，確保和提升煙草行業(yè)工作效率和質(zhì)量成為重點(diǎn)，而煙草的切絲質(zhì)量成為重要的參考點(diǎn)。煙草切絲磨刀裝置可以充分保障刀片的鋒利與切絲精準(zhǔn)，為產(chǎn)出高品質(zhì)的煙絲提供了技術(shù)基礎(chǔ)和保障。當(dāng)前的煙草切絲機(jī)磨刀裝置在進(jìn)行磨刀過程中多為點(diǎn)接觸，應(yīng)力較大，形成的刀片會(huì)產(chǎn)生不整齊的問題，一定程度上影響了煙草的切絲質(zhì)量。為此筆者對(duì)煙草切絲機(jī)磨刀裝置進(jìn)行了研究分析，并給出了其配套的結(jié)構(gòu)與使用效果。本文的研究成果對(duì)于相關(guān)部門的管理及技術(shù)人員提高相關(guān)技術(shù)水平具有較好的參考意義。

關(guān)鍵詞：煙草;切絲機(jī);磨刀;裝置;研究;分析

前言

煙草加工工藝過程中的重要步驟是煙絲的切絲加工，煙絲加工質(zhì)量的好壞對(duì)于后期煙卷質(zhì)量的高低具有直接影響。煙草切絲工藝主要是將煙葉進(jìn)行平整處理，然后通過輸送設(shè)備將煙葉輸入到切絲機(jī)內(nèi)，切絲機(jī)在電機(jī)的帶動(dòng)下上下運(yùn)動(dòng)進(jìn)行切絲作業(yè)，在進(jìn)行切絲的過程中不可避免會(huì)對(duì)刀刃產(chǎn)生磨損，長(zhǎng)時(shí)間切絲作業(yè)后會(huì)發(fā)生黏刀現(xiàn)象，對(duì)于后續(xù)的切絲效率會(huì)產(chǎn)生阻礙。此時(shí)，需要采用煙草切絲機(jī)磨刀裝置對(duì)刀片進(jìn)行打磨，確保刀片刃口的鋒利，進(jìn)而提升切絲質(zhì)量。

1、煙草切絲機(jī)磨刀裝置總體構(gòu)成分析

煙草切絲機(jī)磨刀裝置總體構(gòu)成較為復(fù)雜，涉及到的模塊較多，通過不同的模塊實(shí)現(xiàn)其對(duì)刀片進(jìn)行磨削的功能。具體而言，煙草切絲機(jī)磨刀裝置主要包括周向旋轉(zhuǎn)模塊、徑向進(jìn)給模塊、前后往復(fù)運(yùn)動(dòng)模塊、基礎(chǔ)支撐模塊、減震模塊等組成。其中，最為關(guān)鍵的是周向旋轉(zhuǎn)模塊和徑向進(jìn)給模塊，這兩個(gè)模塊決定了刀片磨削加工的質(zhì)量;通常周向旋轉(zhuǎn)模塊的磨輪高速轉(zhuǎn)動(dòng)，對(duì)刀片進(jìn)行打磨，實(shí)現(xiàn)刀刃的鋒利，在此過程中，需要不斷提供徑向進(jìn)給，從而實(shí)現(xiàn)金屬刀片磨削。

2、煙草切絲機(jī)磨刀裝置存在的問題分析

煙草切絲機(jī)磨刀裝置經(jīng)過多年發(fā)展，在技術(shù)上已經(jīng)取得了較大的進(jìn)步，但是仍然存在部分問題需要改進(jìn)。常用的煙草切絲機(jī)磨刀裝置通常采用平面磨削和錐形磨削的方式，然而這兩種磨削方式在應(yīng)用過程中普遍存在振動(dòng)較大、控制設(shè)備不穩(wěn)定的問題，這給刀刃磨削后的平整度、鋒利度等參數(shù)都提出了較大的挑戰(zhàn)，對(duì)于后續(xù)的煙絲加工也極為不利。另外，部分煙草切絲機(jī)磨刀裝置在使用過程中由于組成結(jié)構(gòu)過于復(fù)雜而出現(xiàn)了零部件進(jìn)給沖突，調(diào)節(jié)空間小等問題。

3、煙草切絲機(jī)磨刀裝置機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)改進(jìn)研究

3.1煙草切絲機(jī)磨刀裝置機(jī)構(gòu)組成分析

煙草切絲機(jī)磨刀裝置的機(jī)構(gòu)組成主要有以下部分：基礎(chǔ)支座、進(jìn)給控制電機(jī)、往復(fù)運(yùn)動(dòng)電機(jī)、減速設(shè)備、砂輪驅(qū)動(dòng)電機(jī)、砂輪主體、刀片軸、主刀片等。在進(jìn)行設(shè)備組裝的過程中，將進(jìn)給控制電機(jī)安裝在基礎(chǔ)支座上并固定牢固，將往復(fù)運(yùn)動(dòng)電機(jī)和減速設(shè)備采用軸向連接的方式進(jìn)行軸向固定。通過砂輪驅(qū)動(dòng)電機(jī)將旋轉(zhuǎn)動(dòng)力傳遞給砂輪主體，驅(qū)動(dòng)砂輪高速旋轉(zhuǎn)，在刀片軸進(jìn)行刀片的安裝，并采用夾緊設(shè)備將主刀片固定在刀片軸上。進(jìn)給控制電機(jī)則主要控制砂輪的徑向運(yùn)動(dòng)。

3.2煙草切絲機(jī)磨刀裝置工作原理分析

在煙草切絲機(jī)磨刀裝置的運(yùn)行過程中，主要工作原理如下。通電后，砂輪驅(qū)動(dòng)電機(jī)帶動(dòng)砂輪主體產(chǎn)生高速旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，往復(fù)運(yùn)動(dòng)電機(jī)通過與減速設(shè)備進(jìn)行鏈接，實(shí)現(xiàn)速度的變化可控，經(jīng)過滾珠絲杠設(shè)備后將圓周運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)閺较虻耐鶑?fù)向運(yùn)動(dòng)，該運(yùn)動(dòng)通過基礎(chǔ)支座的傳遞實(shí)現(xiàn)了砂輪主體的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。砂輪主體材料一般采用高硬度的二氧化硅黏結(jié)而成，可將刀片表面打磨鋒利，經(jīng)過往復(fù)多次磨削后，刀片的加工磨削精度進(jìn)一步提升，從而保障切絲質(zhì)量滿足要求。

3.3煙草切絲機(jī)磨刀裝置性能特征分析

筆者研究的煙草切絲機(jī)磨刀裝置與磨床的工作特性具有異曲同工之妙，通過兩組不同的絲杠進(jìn)給控制裝置控制周向轉(zhuǎn)動(dòng)和軸向的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，通過將進(jìn)給機(jī)構(gòu)的零部件與基礎(chǔ)支座連接，大大增加了設(shè)備的穩(wěn)定性，在設(shè)備運(yùn)行過程中帶動(dòng)刀片運(yùn)動(dòng)磨削。對(duì)于砂輪因磨損而導(dǎo)致線速度變化的問題，一般通過對(duì)電機(jī)的頻率進(jìn)行調(diào)節(jié)從而達(dá)到砂輪運(yùn)動(dòng)過程中的線速度保持不變，提升刀片磨削質(zhì)量。通過上述煙草切絲機(jī)磨刀裝置磨削的刀片切口整齊、鋒利，能夠?qū)崿F(xiàn)快速、安全、穩(wěn)定的切絲作業(yè)。

3.4煙草切絲機(jī)磨刀裝置配套參數(shù)設(shè)計(jì)研究

煙草切絲機(jī)磨刀裝置的運(yùn)行參數(shù)對(duì)于最終的刀片磨削質(zhì)量具有較大的影響。通過筆者的研究分析，總結(jié)如下要點(diǎn)。當(dāng)采用的磨削砂輪直徑為300mm，砂輪厚度30mm時(shí)，經(jīng)過多次磨削作業(yè)后其最終有效直徑可控制在160mm，其進(jìn)給量可保持在36mm的范圍內(nèi)。對(duì)應(yīng)的配套電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)速度為2800r/min，其轉(zhuǎn)動(dòng)速度可以通過變頻設(shè)備進(jìn)行調(diào)節(jié)和控制，而且可實(shí)現(xiàn)無級(jí)變速。當(dāng)在此參數(shù)下工作時(shí)，砂輪的線速度可以達(dá)到25m/s，能夠?qū)Φ镀砻娈a(chǎn)生有效的切削，對(duì)應(yīng)砂輪總體壽命約為50小時(shí)。

4、新型煙草切絲機(jī)磨刀裝置使用情況分析

對(duì)于研究的煙草切絲機(jī)磨刀裝置進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用試驗(yàn)，主要進(jìn)行了刀片磨削試驗(yàn)和切絲效果試驗(yàn)，并將原刀片、新刀片的不同效果進(jìn)行對(duì)比。從試驗(yàn)結(jié)果分析，可以清楚地看到，研究的煙草切絲機(jī)磨刀裝置刀片刃口鋒利，表面紋路光滑，線性較好，沒有出現(xiàn)毛邊、毛刺、卷邊等問題，整個(gè)刀片沒有出現(xiàn)凹凸現(xiàn)象，總體質(zhì)量極大提升。采用研究的煙草切絲機(jī)刀片進(jìn)行了煙絲切試，切出的煙絲整齊，碎葉少、能夠確保煙絲切斷面的光滑性和均勻性，切絲質(zhì)量較好。

5、新型煙草切絲機(jī)磨刀裝置未來發(fā)展方向分析

未來，煙草切絲機(jī)磨刀裝置主要將圍繞這繼續(xù)提升刀片的加工質(zhì)量入手，同時(shí)將智能化、自動(dòng)化、安全化等新技術(shù)融入到煙草切絲機(jī)磨刀裝置的整體設(shè)備中，通過自動(dòng)化和智能化刀片磨削設(shè)備提升和保障磨削的自動(dòng)化進(jìn)程，確保刀片的加工精度，降低人工操作過程中的工作量。也要通過融入更過的安全監(jiān)測(cè)設(shè)備，隨時(shí)監(jiān)督煙草切絲機(jī)磨刀裝置運(yùn)行中的設(shè)備穩(wěn)定性和安全性，對(duì)于可能出現(xiàn)的砂輪裂紋、缺陷等問題提前做好預(yù)判，最終提升煙草切絲機(jī)磨刀裝置的刀片磨削質(zhì)量嗎，確保煙草切絲作業(yè)的順利進(jìn)行。

參考文獻(xiàn)

[1]胡銳，王宏偉，鮑穗.切絲寬度對(duì)白肋煙主流煙氣中7種有害成分釋放量的影響[J].廣州化工，2021，49（21）：68-71.

作者簡(jiǎn)介：李鳳超，男，漢族，1991年11月14日，山東棗莊，本科，山東中煙工業(yè)有限責(zé)任公司青島卷煙廠，（266101），研究方向：電工行業(yè)。