對KTC80切絲機驅(qū)動系統(tǒng)的改造

李銳洪，李劍冰，張立志，姚 冬，劉志翎

(1.紅塔煙草（集團）有限責(zé)任公司大理卷煙廠，云南 大理 671000；2.昆明煙機集團二機有限公司，云南 昆明 650216）

一、前言

目前國內(nèi)使用的切絲機，其傳動方式主要有液壓驅(qū)動和電動機驅(qū)動兩種。液壓系統(tǒng)維護困難，維修成本高，并存在滲漏油污染煙絲的隱患。

2008～2010年，紅塔集團大理卷煙廠與昆明煙機集團二機有限公司合作，針對德國產(chǎn)KTC80液壓驅(qū)動的替代技術(shù)進行攻關(guān)。改造后的KTC80在線使用狀況良好，設(shè)備的技術(shù)和控制水平大幅提高，取得了令人滿意的成果。筆者主要針對KTC80切絲機的液壓系統(tǒng)改造進行介紹。

二、KTC80切絲機液壓控制系統(tǒng)的使用情況和優(yōu)缺點分析

1.液壓傳動的優(yōu)點

（1）輸出功率大，力矩慣量比大，結(jié)構(gòu)緊湊，質(zhì)量輕，布局靈活。

（2）速度、扭矩、功率均可無級調(diào)節(jié)；能迅速換向和變速，調(diào)速范圍寬；控制、調(diào)節(jié)較簡單，操作方便、省力。

（3）元件的自潤滑性好，易實現(xiàn)過載保護與穩(wěn)壓，安全可靠。所有采用液壓技術(shù)的設(shè)備安全可靠性都好。

2.液壓傳動的缺點

（1）存在泄漏，同時液壓傳動不能得到嚴(yán)格的傳動比。

（2）傳動效率較低，因而不適宜遠(yuǎn)距離傳動。

（3）液壓油溫度的變化對傳動的穩(wěn)定性有一定的影響；液壓油要定期更換，且過濾器的濾芯也要定期檢查、更換。

（4）液壓元件制造精度要求高，維修保養(yǎng)困難。

（5）發(fā)生故障不易檢查。

（6）系統(tǒng)的拆裝和維修比較麻煩。

3.KTC80切絲機液壓傳系統(tǒng)的主要功能

KTC80切絲機液壓傳動系統(tǒng)的主要功能：驅(qū)動物料輸送裝置即上、下排鏈的傳動和切絲刀輥的轉(zhuǎn)動以及對所輸送物料的壓實。從圖1中可以看出：一個可變量調(diào)速泵帶動兩個油馬達(dá)，一個油馬達(dá)驅(qū)動切絲刀輥，另一個油馬達(dá)通過無級變速器PIV和套筒滾子傳動鏈，減速后驅(qū)動上、下排鏈。上排鏈壓實機構(gòu)也是液壓油缸驅(qū)動。

該型切絲機液壓傳動系統(tǒng)的調(diào)速是通過調(diào)整電動機M8來調(diào)節(jié)主油泵的輸出流量，一是調(diào)節(jié)刀輥轉(zhuǎn)速，二是通過調(diào)整電動機M9改變PIV變速器的輸出轉(zhuǎn)速，來調(diào)節(jié)排鏈的速度，即改變切絲的厚度。從該型切絲機液壓管路的實際安裝情況可以看到，整個機身內(nèi)部油管布置雜亂，加上油箱、冷卻器、油泵、閥板、PIV變速器等大量器件，不利于故障查找和維修。

三、改造的方案

該型切絲機的工作原理是利用物料輸送裝置即上、下排鏈對物料進行輸送的同時對其壓實，將被壓實的物料輸送到刀門，旋轉(zhuǎn)刀輥上的裝有切絲刀片，按照設(shè)定的速比對從刀門出來的物料進行切削。

改造該型切絲機的基本原則是不改變切絲機工作原理和框架的結(jié)構(gòu)強度，結(jié)合新的驅(qū)動技術(shù)全面升級傳動系統(tǒng)。用一個電機減速器來驅(qū)動上、下排鏈的輸送運動；另外用一個電動機通過齒形帶傳動來實現(xiàn)刀輥體的旋轉(zhuǎn)運動；采用氣動系統(tǒng)來實現(xiàn)對物料的壓實。

1.傳動系統(tǒng)的改造

拆除液壓系統(tǒng)，使用雙伺服電動機分別驅(qū)動排鏈和刀輥，實現(xiàn)準(zhǔn)確、有效地控制。設(shè)計方案保持主要件的結(jié)構(gòu)不變，僅對刀輥傳動及進料排鏈傳動進行重新配置和設(shè)計。為充分保證改進后的切絲機的通用性和互換性，切葉、切梗機可選取同種規(guī)格（相同標(biāo)高）不同等級的驅(qū)動電動機和減速機。

（1）重新設(shè)計的排鏈輸送裝置機械傳動系統(tǒng)。電機減速器安裝在原來PIV的位置，輸出端增加一個手動離合器，通過傳動鏈條直接帶動排鏈輸送裝置，可靠性高，維修方便。

（2）切削刀輥的驅(qū)動電動機安裝在機頭架上，采用同步齒形帶傳動。

2.氣動控制系統(tǒng)的設(shè)計

采用氣動系統(tǒng)實現(xiàn)物料壓實和刀門高度的調(diào)整，通過設(shè)置合理的增壓機構(gòu)，增設(shè)比例減壓閥的控制技術(shù)實現(xiàn)左右汽缸調(diào)整同步，可保證達(dá)到或超過液壓系統(tǒng)的性能。

由于原來機體空間狹小，無法在設(shè)備內(nèi)部安裝合適的汽缸，經(jīng)過計算，把汽缸設(shè)計在機身上，并加設(shè)增壓臂，就能達(dá)到原有的物料壓實的效果，不影響切絲質(zhì)量。圖2為改造后KTC80切絲機的氣動原理圖。

四、改造后切絲機的性能參數(shù)

生產(chǎn)能力：切梗絲（0.15mm時）1 000～3 000kg/h；切絲寬度：切梗絲0.1～0.25mm;刀門高度：100～160mm；刀輥轉(zhuǎn)速：150～660r/min；壓縮空氣：壓力0.5～0.8MPa，流量〉0.5m3/min。

五、切絲質(zhì)量檢查

圖2 改造后的KTC80切絲機的氣動原理圖

大理卷煙廠有兩臺KTC80RE(3#、4#)用于加工梗絲，在3#實施驅(qū)動系統(tǒng)改造后，用兩臺設(shè)備對同一批梗條進行了對比測試，煙絲結(jié)構(gòu)對比數(shù)據(jù)如表1所示。

表1 切梗絲機的對比數(shù)據(jù)

六、結(jié)論

改造后的KTC80切絲機外觀協(xié)調(diào)美觀，傳動簡單，操作和維修方便，性能參數(shù)與原機保持一致，產(chǎn)品質(zhì)量無明顯變化。綜合來說，該項改造順應(yīng)了設(shè)備技術(shù)發(fā)展的方向和趨勢，對延長在用設(shè)備的壽命周期、改善關(guān)鍵設(shè)備的性能和使用效果有積極的作用。

[1]吳博.液壓與氣壓傳動原理及應(yīng)用[M].中國電力出版社，2008.