Y J212接裝機最終分切鼓輪切割機構的改進

姜冬子,孫東亮,楊健榮,李慶堅

山東中煙工業有限責任公司濟南卷煙廠,濟南市高新區新區科航路2006號 250104

YJ212接裝機是ZJ112型卷接機組的核心設備,是消化吸收德國HAUN I公司PROTOS 90E卷接機組專有技術基礎上研制的國產高速機型[1]。YJ212接裝機最終分切鼓輪附屬的切割結構(以下簡稱最終切割機構),采用了與YJ27接裝機相同的“分切圓刀與磨刀砂輪相結合”的構造[2]。但由于YJ212的運轉速度更快,其最終切割機構各構件間沖擊增大,損壞頻率明顯增加,并且出現了YJ27接裝機很少出現的煙支濾嘴端切口毛邊、拉絲、端面輕微變形等質量瑕疵,影響了ZJ112型卷接機組的整機運轉效率和生產質量水平。由于ZJ112型卷接機組在國內應用時間較短[2],裝備數量有限,因此尚未發現解決上述問題的相關文獻[3-4]。為此,通過對YJ212接裝機最終切割機構的機械原理分析,對其最終切割機構進行了改進,以提高該機型的運轉效率和生產質量水平。

1 存在問題

YJ212接裝機最終切割機構主要是將已實現濾嘴搓接的雙倍長煙支切割為等長的成品煙支[5],主要有切割圓刀、磨刀砂輪、砂輪調節機構、傳動裝置等,見圖1。濟南卷煙廠的5臺YJ212接裝機,其最終切割機構一年共需更換各種備件2399次,每機臺每工作日平均更換2.5次。主要存在問題是:

(1)YJ212接裝機最終切割機構的切割圓刀為鋒鋼刀,韌性好,價格低,但在高速旋轉切割過程中容易鈍化而失去鋒利性,使用壽命較短[6]。盡管為最終切割圓刀配置了磨刀砂輪以提高切割圓刀的使用壽命,但仍需8～10 h更換1次。

(2)磨刀砂輪由兩片砂輪疊合而成,通過調整磨刀砂輪的轉軸架,將最終切割圓刀放在兩個砂輪中間徑向重疊8～10 mm。由于磨刀過程是在切割圓刀高速旋轉情況下進行,徑向沖擊力較大,因此經常造成磨刀砂輪軸、軸承損壞,并導致磨刀機構與固定套的聯接松動等問題。

(3)YJ212接裝機生產中出現的濾嘴端切口毛邊、變形及拉絲等問題煙支比例為5%～7%。與YJ27接裝機相比,由于切割圓刀的額定切割能力由7000支/min提高到10000支/min,切割時切割圓刀與濾棒、砂輪的摩擦增大,刀盤溫度升高,在加劇切割圓刀鈍化效應的同時,也會造成濾棒熱熔膠、卷煙接嘴膠、增塑劑等熔融,在刀盤兩側形成大量膠垢,導致煙支出現濾嘴端切口毛邊、變形及拉絲等現象。

2 改進方法

2.1 更換圓刀材質

改用硬質合金材質刀片是目前提高切割圓刀鋒利性和持久性的通用選擇。為此切割圓刀選用了超細顆粒硬質合金YG8材質,刀片厚度0.2 mm。由于硬質合金具有超硬、耐磨、強度好、耐熱、耐腐蝕等性能[6],可以將最終切割圓刀配置的磨刀砂輪拆除。

2.2 設計膠垢清潔裝置

為防止生產過程中煙支中膠體成分溢出在最終切割圓刀表面形成膠垢,設計了一套由2個L形搖臂、2個三刃刮刀、2個拉簧、1個拉簧支架和固定座組成的最終切割圓刀膠垢清潔裝置,見圖2。其中,底座固定在接裝機上,拉簧支架固定在固定座上,置于最終切割圓刀兩側的2個L形搖臂通過轉動軸與固定座架聯接。2個邊長20 mm材質為T12A合金的三刃刮刀,通過轉動軸分別聯接在L形搖臂的頂端,可360°自由旋轉。L形搖臂的另一端設有拉簧掛鉤,可在手動情況下90°轉動。在拉簧作用下,通過L形搖臂的轉動實現三刃刮刀與最終切割圓刀的緊密貼合和有效分離。在生產過程中,三刃刮刀的一個刀刃緊貼在最終切割圓刀上,可有效清除切割圓刀上的膠垢。通過三刃刮刀的手動旋轉,可快速變換刀刃,使其更換周期延長3倍。

3 改進效果

YJ212接裝機最終切割機構改進后,其切割圓刀的更換周期由原來的8～10 h延長到170 h左右,切割圓刀膠垢清潔裝置的構件(包括三刃刮刀、拉簧等)很少損壞,由最終切割圓刀引起的濾嘴擠壓、變形、拉絲等問題煙支由5%～7%降低到1%以下。改進后YJ212接裝機切割機構,除清潔裝置采用手動方式實現三刃刮刀與切割圓刀的貼合和分離外,無傳動、校準、調節和電控裝置,結構簡單,運行可靠,減少了維護工作量。

[1] 董祥云,黃德良,杜國鋒,等.ZJ112/ZB47型卷接包裝生產線[G].中煙機械技術中心有限責任公司,2006.

[2] 董祥云,杜國鋒,王建法,等.ZJ112型卷接機組[G].中煙機械技術中心有限責任公司,2006.

[3] 劉國平.AF12濾嘴接裝機濾棒分切形式轉換的設計研究[J].煙草科技,2010(8):22-25.

[4] 王英,李愛敏.YJ24接裝機供膠裝置的改造[J].煙草科技,2005(10):24-25.

[5] 董祥云,張惠敏,高同啟,等.YJ17-YJ27卷接機組培訓教材[M].北京:中國科學技術出版社,2001.

[6] 高培明,尹濤,薛衛.硬質合金類煙機配件的性能改善[J].中國材料科技與設備,2009(6):75-77.