YJ29接裝機(jī)最后切刀部位研究

摘 要：針對(duì)YJ29接裝機(jī)使用水溶性加膠濾棒，煙支濾嘴切口出現(xiàn)拉絲、丙纖融化現(xiàn)象進(jìn)行分析，得出產(chǎn)生該現(xiàn)象的主要原因是最后切刀切割水溶性加膠濾棒時(shí)切割區(qū)域溫升過(guò)高，降低切削速度可以減少切削熱，從而降低切割區(qū)域溫升。采取改進(jìn)措施給最后切刀電機(jī)加裝變頻器，通過(guò)實(shí)驗(yàn)確定了變頻器合適工作頻率，減少了切削熱，降低了切割區(qū)域溫升，減少了煙支濾嘴切口拉絲、丙纖融化現(xiàn)象。

關(guān)鍵詞：水溶性加膠濾棒； YJ29接裝機(jī)最后切刀；切口；切削速度；變頻器

中圖分類號(hào)：TS43 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-8937（2015）33-0110-02

水溶性加膠濾棒具有綠色環(huán)保的特點(diǎn)，它內(nèi)部的吸附材料纖維表面改善了載體丙纖絲束的截濾煙氣的性能，明顯提高使用丙纖濾棒的濾嘴卷煙感官質(zhì)量，在卷煙生產(chǎn)中已經(jīng)廣泛使用。

1 問(wèn)題的提出

在YJ29接裝機(jī)上使用水溶性加膠濾棒，煙支濾嘴切口部位出現(xiàn)了拉絲、丙纖融化現(xiàn)象，嚴(yán)重影響了濾嘴煙支外觀質(zhì)量和卷煙的感官質(zhì)量，迫切需要解決這一問(wèn)題以滿足卷煙工藝質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。

2 原因分析

聚丙烯纖維（丙纖）具有較粗硬、機(jī)械強(qiáng)度較高、彈性較大、熱融點(diǎn)低等特點(diǎn)，最后切刀切割過(guò)程中切割刃與水溶性濾棒內(nèi)聚丙烯纖維絲束相互作用產(chǎn)生切削熱使切割區(qū)域溫度升高，當(dāng)切割區(qū)域溫度高于水溶性加膠濾棒融點(diǎn)時(shí)會(huì)出現(xiàn)濾嘴煙支切口拉絲、丙纖融化現(xiàn)象。

①切割區(qū)域溫度升高（溫升）與切割時(shí)產(chǎn)生的切削熱以及散熱情況密切相關(guān)，產(chǎn)生的切削熱越多、散熱越差溫升越高。根據(jù)切削原理一般認(rèn)為濾嘴煙支進(jìn)行切割時(shí)，產(chǎn)生的切削熱與切削力和切削速度的大小存在線性關(guān)系，切削力越大、切削速度越高產(chǎn)生的切削熱越多。切割區(qū)域溫升同時(shí)還和單位時(shí)間內(nèi)切割濾嘴煙支的數(shù)量有關(guān)，單位時(shí)間切割的濾嘴煙支越多切割區(qū)域溫升越高。

②最后切刀切割水溶性加膠濾嘴（濾棒）時(shí)的切削力與相互作用面粗糙程度（摩擦系數(shù)）、側(cè)壓力（法向壓力）、水溶性加膠濾嘴（濾棒）硬度和機(jī)械強(qiáng)度相關(guān)，硬度和機(jī)械強(qiáng)度可當(dāng)作常量。切刀切割刃表面上粘附切削產(chǎn)生的粉末太多時(shí)相互作用面粗糙程度（摩擦系數(shù)）會(huì)增大，正常時(shí)保持不變。側(cè)壓力（法向壓力）與切削刃的角度有關(guān)，切割時(shí)正壓力保持不變，切削刃的角度靠磨刀砂輪磨削形成大小基本不變也就是說(shuō)法側(cè)壓力（法向壓力）分析時(shí)可作為常量。

③最后切刀切割水溶性加膠濾棒時(shí)切削速度為切割點(diǎn)煙支線速度和切削刃線速度矢量差。以雙倍長(zhǎng)濾嘴煙支從進(jìn)入切割區(qū)域時(shí)為例對(duì)切割點(diǎn)的瞬時(shí)速度進(jìn)行分析，如圖1所示，將最后切刀與雙倍長(zhǎng)濾嘴煙支在切割點(diǎn)的線速度分解為水平和垂直兩個(gè)方向上的分速度，水平方向上切削速度計(jì)算式：

從計(jì)算式可以知道切削速度V切削的大小由切刀線速度V刀和煙支線速度V的大小以及V刀和V之間的夾角來(lái)決定， V刀變小V切削也隨之變小，V刀和V之間的夾角（θ+α）由最后切刀、切割鼓輪尺寸和相對(duì)位置來(lái)決定的，對(duì)于YJ29接裝機(jī)來(lái)說(shuō)夾角（θ+α）一般不變，也就是說(shuō)要想通過(guò)降低切削速度V切削來(lái)減少濾嘴煙支切割過(guò)程中產(chǎn)生的切削熱就要降低最后切刀線速度。

④最后切刀切割水溶性加膠濾棒過(guò)程中與切割區(qū)域散熱不良，容易造成切割區(qū)域溫升過(guò)高造成切口拉絲、丙纖融化，可以采取措施將切割產(chǎn)生的切削熱帶走來(lái)降低切割區(qū)域的溫升。

3 確定解決方案

①將切割時(shí)產(chǎn)生切削熱帶走可以對(duì)切割區(qū)域進(jìn)行強(qiáng)制風(fēng)冷，但是冷卻風(fēng)不容易到達(dá)該區(qū)域，只能對(duì)切刀刀片進(jìn)行冷卻和清潔，通過(guò)熱傳遞間接減少切割區(qū)域的溫升。安裝負(fù)壓吸風(fēng)管能刀片上的切割粉末及時(shí)吸走，保證切割摩擦系數(shù)不會(huì)因切割刃粘附的粉末太多而惡化，也不能直接減少切削熱的產(chǎn)生。需要指出的是，冷卻和負(fù)壓吸風(fēng)在問(wèn)題出現(xiàn)之前已經(jīng)安裝。

②降低單位時(shí)間切割濾嘴煙支的數(shù)量可以通過(guò)降低機(jī)器運(yùn)行速度來(lái)實(shí)現(xiàn)，為保證生產(chǎn)效率在實(shí)際生產(chǎn)中是不允許的。

③降低最后切刀的線速度有幾種方法可供選擇：更換額定轉(zhuǎn)速較低的電機(jī)、增加電機(jī)至切刀的傳動(dòng)比、利用變頻器降速、更換小直徑切刀刀片等。

④由于對(duì)切割時(shí)產(chǎn)生切削熱的多少只能定性分析，想找到切刀轉(zhuǎn)速（線速度）降低到某個(gè)具體數(shù)值才能使減少切削熱使切割區(qū)域溫升降低達(dá)到濾棒切口拉絲、丙纖融化消失是比較困難的，加裝變頻器能通過(guò)切刀在不同的轉(zhuǎn)速（線速度）條件下實(shí)驗(yàn)，便于確定合適的最后切刀電機(jī)轉(zhuǎn)速（線速度），因此決定通過(guò)最后切刀電機(jī)加裝一臺(tái)變頻器來(lái)降低最后切刀轉(zhuǎn)速（線速度）。

4 改進(jìn)措施

最后切刀電機(jī)的銘牌上標(biāo)注電機(jī)額定功率為0.25 kW，從適應(yīng)性、經(jīng)濟(jì)性、可靠性等方面考慮，選取一臺(tái)容量為1.5 KVA的變頻器，連接到最后切刀電機(jī)電源線路中。

4.1 運(yùn)行頻率設(shè)定

為保證最后切刀電機(jī)啟動(dòng)停止控制方式不變，將變頻器設(shè)置成直接啟動(dòng)，現(xiàn)場(chǎng)通過(guò)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)變頻器運(yùn)行頻率為35 Hz時(shí)效果最佳。

4.2 效果驗(yàn)證

通過(guò)一月的現(xiàn)場(chǎng)跟蹤調(diào)查統(tǒng)計(jì)切口拉絲、丙纖融化濾嘴煙支沒(méi)有出現(xiàn)反彈。

加裝變頻器降低了最后切刀線速度，降低了最后切刀切割濾嘴時(shí)的切削速度，從而減少了切割時(shí)產(chǎn)生的切削熱，降低了切割區(qū)域溫升，減少了濾嘴切口拉絲、丙纖融化煙支的產(chǎn)生，改善了在YJ29接裝機(jī)上使用水溶性加膠濾棒時(shí)煙支濾嘴切口的質(zhì)量。

5 結(jié) 語(yǔ)

通過(guò)加裝變頻器，減少了煙支濾嘴切口拉絲、丙纖融化現(xiàn)象，YJ29接裝機(jī)上更換水溶性加膠濾棒的工作順利完成，保證了正常生產(chǎn)。同時(shí)使用水溶性加膠濾棒降低了卷煙成本，改善了丙纖濾嘴卷煙的吸食品質(zhì)，提高了卷煙的檔次，進(jìn)一步提高了吸煙安全性，也滿足了國(guó)家對(duì)卷煙降焦減害的要求，產(chǎn)生了一定的社會(huì)效益。

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