PASSIM卷煙機后身高速傳動系統改進與應用

程良琨

【摘 要】在卷煙質量控制中，煙支空頭是重要的質量缺陷之一，也是消費者能直觀發現的缺陷。形成煙支空頭的主要因素是由于機械造碎造成整絲率降低，含末率增加所致。為降低卷制過程機械造碎，減少煙支空頭等質量缺陷的產生幾率，基于柔性化設計理念，對卷煙機高速傳動系統進行了適應性改進，并進行了應用。應用效果表明：整絲率、長絲率提高了約5%，填充值提高了約0.3cm3/g，空頭率降低約0.5%左右；取得明顯效果。

【關鍵詞】卷煙 煙支空頭 卷煙機后身 彈絲轆 伺服驅動

在卷煙機段與煙絲直接接觸的主要部位有后身、回絲、風室、劈刀等，而后身高速傳動部分造成煙絲機械造碎的關鍵所在。生產過程統計數據表明，經過卷煙機后身后，煙絲整絲率降低平均在5%以上，最高能達到10%左右。為此，基于柔性化設計理念，對卷煙機后身高速傳動系統進行了改進，以期降低卷制過程機械造碎，減少煙支空頭等質量缺陷的產生幾率。

1 存在問題分析

PASSIM卷煙機后身高速傳動系統主要由彈絲轆、風扇輥、拋絲輥、清潔轆組成，動力來自一個三相異步電機，定速驅動。其中彈絲轆的作用是將粗鉤子滾筒上的煙絲盡可能干凈地彈打、撥刷下來，并高速傳遞給風扇輥，由風扇輥與風力系統配合加速煙絲，使煙絲能以較高的動能進入煙道體吸絲通道下方的風力場，通過風力作用完成煙絲的成型與卷制。彈絲轆的功能是通過其齒釘對粗鉤子滾筒上的煙絲彈打、撥刷作用來實現的，在煙絲供應量、齒釘形狀等一定時，對煙絲的機械作用效果主要決定于彈絲轆齒釘對煙絲的作用速度，也即彈絲轆的轉速。在在該部分原始設計時，彈絲轆的轉速是基于煙絲通用特性而定的，轉速固定。但是由于各卷煙企業各種品牌的煙絲種類、煙絲產地、煙絲結構、環境濕度、品牌特性等都存在著很大差異，死板地將彈絲轆轉速固定為一個值顯然是不科學的。這也就是為什么有些卷煙產品空頭缺陷產生率較高，有些卷煙產品空頭缺陷產生率較低的問題所在。

所以，針對不同結構的煙絲，彈絲轆轉速實現適應性改變顯得非常必要。傳統的方法是通過帶輪來改變彈絲轆等的轉速，不但需要重新設計加工不同直徑帶輪，而且更換耗時較長，不能適應快速、便捷的要求。為此，對卷煙機后身彈絲轆驅動系統進行了徹底的改進。

2 改進方法

新的后身高速傳動系統的設計理念正是基于這樣的考慮來進行的，采用了伺服控制來驅動高速部分，將彈絲轆的轉速設定交給了最用發言權、最貼近實際的工藝人員。

設計時，以彈絲轆的轉速為解決的主要矛盾，將后身高速傳動由定速驅動改為伺服電機獨立驅動，同時，在次要矛盾上，調整了風扇輥與彈絲轆的轉速比，適當的調高了風扇輥的轉速，增加對煙絲的作用速度，加強除梗效果。因為風扇輥轉速的提高對煙絲的造碎作用不會提高，但更有利于提高對煙絲輸送、風分的效果。在設計時伺服系統轉速與主機可實現同步。

在控制系統設計時，其使能和機組速度由機組本身的傳感器發出，PLC接受處理，通過總線系統來控制整個系統按要求運行。控制部分設有觸摸控制屏人機界面，可方便的設置彈絲轆轉速，即不同品牌的煙絲則可通過操作屏預設最佳轉速，以使煙絲在松散、整絲、含梗、含末方面綜合最優，實現了彈絲轆轉速的品牌管理。為了防止操作者將彈絲轆速度設置的過高或過低，造成不必要的堵絲或機械故障，程序上已進行了防錯處理，僅能在可調整的范圍內設置并進行品牌存儲。

如圖1為結構簡圖和伺服控制圖，如圖2為觸摸屏示意圖。

進后，實現了彈絲轆轉速與煙絲品牌的匹配對應，即品牌管理。可以更科學、合理的柔性化的解決煙絲輸送、加速、松散與煙絲造碎間的矛盾，有效地提升煙絲在成型時的整絲率，最終達到提高煙支質量、降低消耗的目的，如降低空頭率、降低重量標偏值等。同時，該結構安裝調試方便、快捷，故障率低。

3 效果驗證

該系統改進后，在許昌卷煙廠進行了整體應用。表1中數據對應的煙絲是人為從煙道本體集流管處取出的煙絲。經對比測試可以看出改進后較改進前，煙絲的整絲率、長絲率等都提高了約5%，填充值提高了約0.3，空頭率降低約0.5%左右。

以每套機組降低煙支空頭率為0.1%計算，機組速度8000支/分，每天工作15小時，每包煙按10元價格，則可多生產出360包合格煙支，即多產出3600元的合格煙支，年均約多產出100萬元的合格煙支。