新型煙箱清掃機(jī)構(gòu)的研制

摘" 要：為解決儲(chǔ)葉煙箱清掃機(jī)使用過程中部分煙箱內(nèi)殘留物無法清掃干凈的問題，對(duì)煙箱清掃機(jī)的清掃機(jī)構(gòu)進(jìn)行分析和研制。通過增加振動(dòng)發(fā)生器和雙排毛刷，實(shí)現(xiàn)清掃機(jī)高效徹底清除煙箱殘留物的要求。以昆明卷煙廠葉庫5臺(tái)清掃機(jī)為對(duì)象進(jìn)行測試，每臺(tái)清掃機(jī)清掃100個(gè)煙箱。結(jié)果表明，研制的新型煙箱清掃機(jī)構(gòu)清掃干凈煙箱占比平均值增加了23.4%。該技術(shù)可為提高貯煙箱清潔度提供技術(shù)支持。

關(guān)鍵詞：煙箱；清掃機(jī)；氣動(dòng)振動(dòng)器；鋼絲繩減振器；煙箱清掃

中圖分類號(hào)：TP242" " " 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A" " " " " 文章編號(hào)：2095-2945（2024）32-0043-04

Abstract： In order to solve the problem that the residues in some cigarette boxes cannot be cleaned during the use of the leaf storage cigarette box cleaner， the cleaning mechanism of the cigarette box cleaner was analyzed and developed. By adding a vibration generator and double rows of brushes， the requirements of the cleaner to efficiently and thoroughly remove residues in the cigarette box are achieved. Taking five leaf warehouse cleaners of Kunming Cigarette Factory as an example， each cleaner cleaned 100 cigarette boxes. The results showed that the proportion of cigarette boxes cleaned by the new cigarette box cleaning mechanism increased by an average of 23.4%. This technology can provide technical support for improving the cleanliness of cigarette storage boxes.

Keywords： smoke box; cleaner; pneumatic vibrator; wire rope damper; smoke box cleaning

隨著制絲設(shè)備的不斷發(fā)展，對(duì)煙絲加工質(zhì)量要求越來越高[1]。由于箱式儲(chǔ)葉技術(shù)可促進(jìn)片煙醇化和料液吸收，改善片煙內(nèi)在品質(zhì)[2]，煙草行業(yè)越來越多的煙草制造企業(yè)采用箱式自動(dòng)化立體倉庫進(jìn)行卷煙儲(chǔ)存和出入庫作業(yè)的工藝[3]。煙箱作為箱式儲(chǔ)煙的重要儲(chǔ)存工具，由于煙草物料具有流動(dòng)性、粘連性等物理特性[4]，在實(shí)際生產(chǎn)中，經(jīng)清掃機(jī)清掃后，部分儲(chǔ)葉煙箱無法清掃干凈。崔嵬等[5]設(shè)計(jì)了一種自動(dòng)清掃裝置，利用毛刷輥清潔煙箱外壁，同時(shí)利用吸塵系統(tǒng)吸風(fēng)，吸走毛刷輥清掃下來的灰塵，從而達(dá)到清掃煙箱的目的。但針對(duì)儲(chǔ)葉箱內(nèi)部殘留物濕度大、體積大、黏附力大等特點(diǎn)，清掃儲(chǔ)葉箱的研究鮮有研究報(bào)道。為此，通過對(duì)儲(chǔ)葉煙箱清掃機(jī)清掃機(jī)構(gòu)進(jìn)行分析，研制了一種新型清掃機(jī)構(gòu)，以期提高儲(chǔ)葉煙箱的清潔度，保證煙絲質(zhì)量。

1" 問題分析

1.1" 工作原理

待清掃煙箱到達(dá)清掃位置后，翻箱機(jī)1將煙箱翻轉(zhuǎn)到位，清掃機(jī)構(gòu)3對(duì)煙箱進(jìn)行清掃，殘留物落入接料小車2，如圖1所示。其中，清掃機(jī)的清掃機(jī)構(gòu)主要由清掃刮板1和支撐板2等部分組成，如圖2所示。清掃時(shí)，清掃機(jī)構(gòu)的清掃刮板對(duì)煙箱內(nèi)殘留物進(jìn)行清掃，同時(shí)清掃機(jī)構(gòu)上裝有噴吹氣嘴噴射壓縮空氣，對(duì)煙箱殘留物進(jìn)行清吹，根據(jù)設(shè)定運(yùn)行軌跡，完成煙箱內(nèi)部清掃工作。

1.2" 存在問題

實(shí)際生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)部分儲(chǔ)葉煙箱經(jīng)過清掃機(jī)清掃后仍然有殘留物存留，清掃機(jī)無法保證所有煙箱清掃干凈，且清掃不干凈的煙箱占比較大，殘留物長期積累在煙箱內(nèi)部存在發(fā)生變質(zhì)，產(chǎn)生異味的質(zhì)量隱患，嚴(yán)重影響在制煙葉煙絲的質(zhì)量。主要原因：①為了保證翻箱機(jī)能夠準(zhǔn)確夾緊煙箱，翻箱機(jī)夾緊機(jī)構(gòu)留有10 mm的高度容差，此高度容差造成煙箱翻轉(zhuǎn)到位后煙箱內(nèi)壁與清掃刮板產(chǎn)生間隙或抵死現(xiàn)象，如圖3所示。②清掃刮板硬度低，清掃煙箱殘留物時(shí)容易變形失效。

2" 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)的新型煙箱清掃機(jī)構(gòu)由毛刷、氣動(dòng)振動(dòng)器、鋼絲繩減振器、支撐板1和支撐板2等部分組成，如圖4所示。研制的新型清掃機(jī)構(gòu)中，毛刷安裝在支撐板1上，氣動(dòng)振動(dòng)器安裝在支撐板另外一面。鋼絲繩減振器安裝在支撐板1和支撐板2之間固定。安裝時(shí)保證2塊支撐板平行安裝。其中，毛刷采用雙排刷絲的毛刷，且雙排毛刷長短有別，防止毛刷清掃過程中與煙箱抵死而失效；利用氣動(dòng)振動(dòng)器產(chǎn)生的機(jī)械振動(dòng)破壞煙葉與煙箱的黏附力，將煙葉清掃下來；加裝6組鋼絲繩減振器起到緩沖機(jī)械振動(dòng)的作用。

2.1" 毛刷

由于尼龍彈性好，耐磨且不易脫絲，故選擇尼龍絲材料毛刷。為了消除煙箱內(nèi)壁與清掃刮板產(chǎn)生間隙或抵死現(xiàn)象，選擇雙排毛刷結(jié)構(gòu)，且刷絲長短不同，長短刷絲長度相差10 mm，如圖4所示。當(dāng)長刷絲與煙箱抵死失效后，短毛刷開始進(jìn)行清掃工作，可有效保證毛刷清掃效果。

2.2" 氣動(dòng)振動(dòng)器

氣動(dòng)振動(dòng)器具有體積小、結(jié)構(gòu)簡單、制造成本低等優(yōu)點(diǎn)[6]。故選用氣動(dòng)振動(dòng)器，其結(jié)構(gòu)如圖5所示。

2.3" 鋼絲繩減振器

減振器可以用來減小結(jié)構(gòu)振動(dòng)[7]。鋼絲繩減振器具有強(qiáng)適應(yīng)性、體積小、結(jié)構(gòu)簡單、易于安裝及穩(wěn)定可靠等優(yōu)點(diǎn)[8]，能夠吸收左右、上下、前后三維的振動(dòng)和沖擊，如圖6所示。當(dāng)氣動(dòng)振動(dòng)器產(chǎn)生機(jī)械振動(dòng)時(shí)，鋼絲繩減振器通過鋼絲繩形變對(duì)機(jī)械振動(dòng)進(jìn)行緩沖，從而減小機(jī)械振動(dòng)產(chǎn)生的機(jī)械損傷。

2.4" 支撐板1

支撐板1主要用于毛刷、氣動(dòng)減振器和鋼絲繩減振器的安裝，同時(shí)承受氣動(dòng)振動(dòng)器的沖擊力。為了符合強(qiáng)度要求，同時(shí)滿足氣動(dòng)振動(dòng)器和鋼絲繩減振器安裝時(shí)不發(fā)生干涉，支撐板1采用材料45鋼材料，厚度為3 mm的鋼板加工出長寬尺寸為400 mm×400 mm的支撐板，同時(shí)加工螺紋孔，用于毛刷、氣動(dòng)振動(dòng)器、鋼絲繩減振器的安裝。

2.5" 支撐板2

支撐板2主要用于鋼絲繩減振器的安裝，同時(shí)承擔(dān)整個(gè)清掃機(jī)構(gòu)與清掃機(jī)驅(qū)動(dòng)軸的連接固定。支撐板2采用材料45鋼材料，厚度為3 mm的鋼板加工出長寬尺寸為400 mm×400 mm的支撐板，同時(shí)為不干涉氣動(dòng)振動(dòng)器的安裝，方便氣動(dòng)振動(dòng)器連接壓縮空氣管道，在支撐板中間開方形孔，并倒圓角。

2.6" 支撐板1受力分析

通過對(duì)支撐板1進(jìn)行應(yīng)力仿真分析，6組減振器安裝位置受力均勻，保證了新型煙箱清掃機(jī)構(gòu)的穩(wěn)定性。同時(shí)，支撐板1形變量最大值為0.017 mm，如圖7所示，可見支撐板1變形量較小。

3" 應(yīng)用效果

3.1" 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

材料：待清掃儲(chǔ)葉煙箱（由昆明卷煙廠提供）。

設(shè)備：TF154煙箱清掃機(jī)（昆明船舶設(shè)備集團(tuán)有限公司）；新型清掃機(jī)構(gòu)（紅云紅河煙草（集團(tuán)）有限責(zé)任公司昆明卷煙廠研制）。

方法：將氣動(dòng)振動(dòng)器進(jìn)氣壓縮空氣壓力調(diào)節(jié)為0.4 MPa，分別對(duì)研制前后葉庫5臺(tái)清掃機(jī)清掃效果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，每臺(tái)清掃機(jī)實(shí)驗(yàn)100個(gè)煙箱，分別統(tǒng)計(jì)研制前后每臺(tái)煙箱清掃機(jī)清掃后清掃干凈煙箱的個(gè)數(shù)，求得每臺(tái)清掃機(jī)清掃后清掃干凈煙箱占比，取平均值，具體見表1。

3.2" 數(shù)據(jù)分析

由表1可知，研制前清掃后的儲(chǔ)葉煙箱清潔干凈占比平均值為76%。研制后清掃后的儲(chǔ)葉煙箱清潔干凈占比平均值為99.4%，提高清掃干凈煙箱占比23.4%，有效提高了儲(chǔ)葉煙箱干凈程度，保證了卷煙在制品的質(zhì)量。以昆明卷煙廠制絲車間生產(chǎn)量計(jì)算，每天約需要對(duì)1 488個(gè)儲(chǔ)葉煙箱進(jìn)行清掃，每天可增加清潔干凈煙箱約354個(gè)，可見研制后的清掃機(jī)構(gòu)可以大幅提高清掃機(jī)清掃煙箱有效性，保證儲(chǔ)葉煙箱清潔度。

4" 結(jié)論

通過研制新型煙箱清掃機(jī)清掃機(jī)構(gòu)，利用氣動(dòng)振動(dòng)器產(chǎn)生機(jī)械振動(dòng)，帶動(dòng)刷絲長短不同的雙排毛刷對(duì)儲(chǔ)葉煙箱進(jìn)行清掃，利用機(jī)械振動(dòng)產(chǎn)生的沖擊力破壞煙葉與煙箱之間的黏附力，從而達(dá)到將儲(chǔ)葉煙箱清掃干凈的目的。以昆明卷煙廠葉庫5臺(tái)清掃機(jī)為對(duì)象，對(duì)研制前后清掃效果進(jìn)行測試對(duì)比，研制的新型煙箱清掃機(jī)構(gòu)可以提高清掃干凈煙箱占比23.4%，每天可以多清掃干凈煙箱約354個(gè)，提高了儲(chǔ)葉煙箱的清潔度，保證了制絲在制品的質(zhì)量。

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