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      雪茄煙編煙機(jī)的研制與試驗(yàn)

      2022-06-24 07:14:22陽葦麗周彥君秦艷青曾祥平何正川趙宇
      關(guān)鍵詞:雪茄煙煙機(jī)齒槽

      陽葦麗 周彥君 秦艷青 曾祥平 何正川趙宇

      1.四川省煙草公司達(dá)州市公司,四川達(dá)州

      2.四川省農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)院,四川成都

      3.中國(guó)煙草總公司四川省公司,四川成都

      雪茄是由純煙葉卷制而成的一種特殊煙草制品[1],需要通過采收、編煙、晾曬和卷煙四個(gè)環(huán)節(jié)處理,其中,編煙環(huán)節(jié)幾乎都是由人工完成,費(fèi)時(shí)、費(fèi)工,作業(yè)效率低[2]。因此,加快煙葉生產(chǎn)加工機(jī)械化研究和推廣,是提高煙草農(nóng)業(yè)勞動(dòng)率的重要措施,對(duì)于鞏固和發(fā)展煙草農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)地位、促進(jìn)煙草生產(chǎn)可持續(xù)發(fā)展具有重要意義[3]。本文設(shè)計(jì)開發(fā)了一種適于雪茄煙晾曬特點(diǎn)的編煙機(jī),以提高雪茄煙生產(chǎn)效率,減輕勞動(dòng)強(qiáng)度,促進(jìn)雪茄煙機(jī)械化生產(chǎn)的持續(xù)發(fā)展。

      1 雪茄煙編煙機(jī)的整體結(jié)構(gòu)與工作原理

      1.1 整機(jī)結(jié)構(gòu)

      如圖1 所示,雪茄煙編煙機(jī)主要由機(jī)架、編煙電箱、編煙機(jī)頭、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、定位機(jī)構(gòu)以及壓緊機(jī)構(gòu)組成。

      主要技術(shù)參數(shù):外形尺寸:2 000 mm×600 mm×900 mm;整機(jī)質(zhì)量:92.5 kg;電源:220 V;配套動(dòng)力:0.45 kW;編煙速度:≦120(s/桿)(一桿約1 200 mm,一桿編制煙葉30 片左右);扎針間距:10~70 mm;針頭最大行程:20 mm;最大編煙長(zhǎng)度:2 000 mm;跑針率:≤1%;葉斷柄率:≤3%;煙葉損傷率:≤3%;操作人數(shù):1名。

      1.2 工作原理

      雪茄煙編煙機(jī)的工作原理是在機(jī)架的工作臺(tái)上鋪一層采收回來的雪茄煙葉,兩兩間隔一定距離,在煙葉上放好晾曬桿,在煙桿上按第一層煙葉的間隔插空擺放第二層煙葉,可以使編織完成后的煙葉有較好的均勻性,便于后期晾曬;雪茄煙煙梗部分設(shè)置于定位機(jī)構(gòu)內(nèi),然后利用壓緊機(jī)構(gòu)將煙葉壓實(shí),編煙機(jī)頭在傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的作用下運(yùn)動(dòng),并對(duì)煙葉進(jìn)行編制;編煙機(jī)頭運(yùn)動(dòng)至機(jī)架末尾端,啟動(dòng)行程開關(guān),編煙機(jī)頭自動(dòng)回到初始端,完成一桿煙葉的編制。雪茄煙編煙機(jī)利用編煙機(jī)頭動(dòng)、煙葉不動(dòng)的方法減少了煙葉損傷率和斷葉斷柄率,定位機(jī)構(gòu)將雪茄煙煙梗定位,壓緊機(jī)構(gòu)將煙葉壓實(shí),便于編煙機(jī)頭對(duì)煙葉進(jìn)行編制,同時(shí)提高了煙葉編制的工整度。

      2 主要部件的設(shè)計(jì)

      2.1 編煙機(jī)頭的設(shè)計(jì)

      如圖2所示,編煙機(jī)頭由驅(qū)動(dòng)電機(jī)、安裝座和編煙針組成,利用驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)編煙針做上下往復(fù)運(yùn)動(dòng),實(shí)現(xiàn)上下扎針的編制工藝;綜合考慮雪茄煙葉編制的工藝要求和后期便于拆線的問題,采用編煙針和單線相互配合的間歇性扎針技術(shù),利用一根編制線自身往復(fù)循環(huán)穿套完成編制,晾曬完成后只需要從一端將線拆開便能順利將整根線抽出,使得解煙成為簡(jiǎn)單省工的操作,且單線上下式編制可實(shí)現(xiàn)較大針距,線跡平整美觀,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,制造成本較低。

      作業(yè)時(shí),編煙針穿過煙梗,行至最低位置,回升時(shí)形成線環(huán),編煙針回升至最高位置,傳動(dòng)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)一個(gè)針距;編煙針第二次向下穿過煙梗,再次行至最低位置,回升開始形成第二個(gè)線環(huán)。第一個(gè)線環(huán)套在第二線環(huán)上,并將第一個(gè)線環(huán)收緊,完成一個(gè)單線編制單位,傳動(dòng)機(jī)構(gòu)再運(yùn)動(dòng)一個(gè)針距,編煙針重復(fù)上述動(dòng)作,如此循環(huán)往復(fù)地完成整個(gè)編制工作。

      2.2 定位與壓緊機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)

      如圖3所示,定位機(jī)構(gòu)包括定位上板和定位下板,定位上板和定位下板上設(shè)置有間隔均勻的多個(gè)齒槽,定位下板固定在機(jī)架上,編制時(shí)煙梗設(shè)置于定位下板上的齒槽內(nèi),定位上板上的齒槽對(duì)應(yīng)定位下板上的齒槽進(jìn)行扣合,防止提針過程中帶動(dòng)煙葉偏移,便于定位編制。根據(jù)一根晾曬桿的長(zhǎng)度約1 200 mm,一桿編制煙葉30 片左右(雙層),一片雪茄煙葉寬度大概在45~65 mm 之間,所以,齒槽寬度20 mm,齒槽間隔33 mm。

      綜合考慮雪茄煙編煙機(jī)作業(yè)是利用編煙機(jī)頭的運(yùn)動(dòng)完成一桿煙葉的編制,所以壓緊機(jī)構(gòu)采用半自動(dòng)壓緊結(jié)構(gòu)如圖4所示,利用壓桿連接臂一端與機(jī)架鉸接、擺動(dòng)的方式控制壓桿抬起或放下,其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用成本低。

      圖2 編煙機(jī)頭示意圖

      圖3 定位與壓緊機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖

      2.3 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)

      針對(duì)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì),本文參照《農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》[4],設(shè)計(jì)了齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)、蝸桿蝸輪傳動(dòng)系統(tǒng)和螺母絲桿傳動(dòng)系統(tǒng),并進(jìn)行了試驗(yàn)。由于雪茄煙編煙機(jī)的工作臺(tái)長(zhǎng)度達(dá)到2 000 mm,編煙機(jī)頭運(yùn)動(dòng)距離長(zhǎng),對(duì)傳動(dòng)的剛性、精度要求高,經(jīng)過試驗(yàn),最終選擇螺母絲桿傳動(dòng)系統(tǒng)(如圖5所示),傳動(dòng)的噪聲小、精度高,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,效果達(dá)到預(yù)定目標(biāo)。

      3 雪茄煙編煙機(jī)的生產(chǎn)性能試驗(yàn)

      3.1 樣機(jī)制作

      進(jìn)行生產(chǎn)性能試驗(yàn)前,需對(duì)雪茄煙編煙機(jī)樣機(jī)進(jìn)行試制,樣機(jī)圖6所示。

      圖4 壓緊機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖

      圖5 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)示意圖

      3.2 雪茄煙編煙機(jī)生產(chǎn)性能試驗(yàn)

      2021 年8 月,在達(dá)州市峰城鎮(zhèn)寨扁社區(qū)進(jìn)行了生產(chǎn)性能試驗(yàn),如圖7 所示。該雪茄煙編煙機(jī)試驗(yàn)結(jié)果為編煙速度115 s/桿,跑針率≦1%,斷葉斷柄率≦3%,煙葉損傷率≦3%,編煙質(zhì)量與人工相比并無明顯差異,綜合效率是人工編煙效率的4 倍,其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單合理,性能安全可靠,操作方便易上手。

      圖6 雪茄煙編煙機(jī)樣機(jī)

      圖7 雪茄煙編煙機(jī)生產(chǎn)性能試驗(yàn)

      4 結(jié)論

      本文設(shè)計(jì)了一種雪茄煙編煙機(jī),該機(jī)采用煙葉不動(dòng)、編煙機(jī)頭運(yùn)動(dòng)的模式,避免了煙梗損傷和折斷,確保了編煙質(zhì)量,同時(shí)采用編煙針和單線相互配合的間歇性扎針技術(shù),簡(jiǎn)化了后期解煙工作,降低了勞動(dòng)強(qiáng)度。此外,該機(jī)還需要進(jìn)一步改進(jìn)和優(yōu)化:進(jìn)一步優(yōu)化編煙機(jī)結(jié)構(gòu),減輕整機(jī)重量,便于搬運(yùn);改進(jìn)編煙機(jī)頭結(jié)構(gòu),增加編制針最大行程,避免編制過程中,損壞煙葉;對(duì)定位機(jī)構(gòu)進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化,使擺煙更方便、快捷,提升擺煙速度從而更好地提升編煙速度。

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