切絲機及其刀輥軸向竄動檢測裝置探討

摘要：切絲機刀輥軸向竄動檢測裝置包括支架，將支架上與切絲機刀輥軸向相同的方向定義為前后方向，支架上沿前后方向導線移動裝配有滑塊，滑塊上轉動裝配有用于與刀輥軸向的相應端面滾動配合的檢測輪，檢測裝置還包括觸發開關，觸發開關用于在檢測輪背離刀輥移動設定距離時被觸發。文章對切絲機及其刀輥軸向竄動檢測裝置進行了探討。

關鍵詞：切絲機；刀輥體；軸向竄動檢測裝置；觸發開關；煙草生產；制絲工藝 文獻標識碼：A

中圖分類號：TB47 文章編號：1009-2374（2016）21-0077-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.21.037

在煙草生產過程中，制絲工藝主要包括備料、回潮、貯葉、切絲、烘絲、葉絲梗絲混合、加香等工序。其中切絲工藝主要是將來料切成符合工藝要求的煙絲或梗絲。目前，一般采用切絲機對煙葉進行切絲，包括上銅排鏈、下銅排鏈、刀門組件、刀輥體、磨刀砂輪，上下銅排鏈之間形成一定角度，刀門組件位于上下銅排鏈的出料端。刀輥體轉動裝配在切絲機的機架上，刀輥體的軸線沿前后方向延伸，在刀輥體上設有多個切絲刀片。使用時，煙葉由上下銅排鏈按一定的速度送入刀門組件處，并在進給過程中壓實煙葉，刀輥按照設定的速度轉動，由刀輥上設有的切絲刀片將刀門處的煙葉切成煙絲。并且在刀輥的旋轉過程中，通過磨刀砂輪對切絲刀片進行磨削。

1 主要原因分析

切絲機的刀輥通過軸承轉動裝配在切絲機的機架上，刀輥由于長時間的高速旋轉，在離心力作用下，切絲機刀輥主軸、軸承及各傳動部件會出現磨損、精度失調和損壞，導致刀輥容易出現軸向竄動。通常情況下，由于安裝精度的問題，軸向竄動要小于0.05mm。而因為軸承磨損嚴重導致軸向竄動幅度大于0.05mm時，設備震動較為劇烈，降低切絲質量，嚴重時還會出現打刀事故，損壞切絲刀片和刀門組件。目前，在切絲機的刀輥上沒有用于檢測刀輥軸向竄動幅度的檢測報警裝置來提醒操作人員控制斷電，經常是在震動幅度很大或者是發生事故后，操作人員才知道刀輥軸向竄動過大，需要進行斷電處理，設備使用壽命短、損壞率高。

2 改進方案

本次改進提供一種自行設計用于對切絲機刀輥軸向竄動進行檢測的切絲機刀輥軸向竄動檢測裝置。技術方案是：切絲機刀輥軸向竄動檢測裝置，包括支架，將支架上的與切絲機刀輥軸向相同的方向定義為前后方向，支架上沿前后方向導線移動裝配有滑塊，滑塊上轉動裝配有用于與刀輥軸向的相應端面滾動配合的檢測輪，檢測裝置還包括觸發開關，觸發開關用于在檢測輪背離刀輥移動設定距離時被觸發。

所述的支架上設有檢測輪施壓迫使檢測輪頂壓在所述刀輥軸向的相應端面上的復位彈簧。

觸發開關為微動開關，微動開關布置在檢測輪的背離所述刀輥的一側，支架上于微動開關和檢測輪之間沿前后方向導向移動裝配有頂桿，頂桿的一端為用于在檢測輪背離所述刀輥移動時供檢測輪或滑塊頂推以使得頂桿和檢測輪同步移動的頂推施力端、另一端為用于在檢測輪背離刀輥移動設定距離時頂壓微動開關的觸發部的觸發端。

復位彈簧套裝在所述的頂桿上，復位彈簧通過頂桿向檢測輪施加迫使檢測輪頂壓在刀輥軸向的相應端面上的作用力。

復位彈簧的一端頂壓在與頂桿固定裝配的擋圈上、另一端頂壓在支架上固設有的彈簧座上，彈簧座為間隙套裝在頂桿外的定位套。

頂桿的頂推施力端上轉動裝配有滾輪，該滾輪與檢測輪滾動配合。

滾輪的轉動中心軸線與檢測輪的轉動中心軸向并行布置，滾動的轉動中心軸線和檢測輪的轉動中心軸線位于與所述前后方向平行布置的同一個平面內。

滑塊為導向移動裝配在沿前后方向延伸的滑槽中的支撐軸，檢測輪為同軸的轉動裝配在支撐軸上的檢測

軸承。

支架呈L型，L型的支架包括豎向吊裝段和水平安裝段，滑塊及檢測輪均安裝在水平安裝段上。

所提供的切絲機的技術方案是：切絲機，包括沿前后方向延伸的刀輥，刀輥的前后兩側分別設有一個上述切絲機刀輥軸向竄動檢測裝置。

在切絲機的刀輥的前后軸向兩端各布置有一個刀輥軸向竄動檢測裝置，這樣可以對刀輥的雙向軸向竄動進行有效檢測，提高檢測的有效性。

支架上設置復位彈簧，這樣可以使得檢測輪始終滾動頂壓在刀輥軸向的相應端面上，保證刀輥軸向竄動時會同步帶動檢測輪移動，保證檢測可靠。

觸發開關為微動開關，在滑塊背離刀輥移動時，通過頂桿頂壓觸發微動開關，采用機械控制的方法控制觸發開關被觸發，結構簡單，可靠性高。

在頂桿的頂推施力端上轉動裝配滾輪，滾輪與檢測輪滾動配合，可以延長整個檢測裝置的使用壽命。

3 具體實施方式

第一，一種切絲機的實施案例，該實施案例中的切絲機包括轉動裝配在切絲機機架上的刀輥，刀輥包括沿前后方向延伸的刀輥軸，刀輥軸外固設有刀輥體，刀輥體的軸向兩端布置有第一端面和第二端面，本實施案例中，在刀輥的前后兩側分別設有用于檢測切絲機刀輥軸向竄動的檢測裝置，兩檢測裝置分別為第一檢測裝置和第二檢測裝置，兩檢測裝置的結構相同，布置方向相反以實現對刀輥的雙向軸向竄動進行檢測，兩檢測裝置均安裝在承重梁上。

第二，以第一檢測裝置為例，第一檢測裝置包括支架，支架呈L型，L型的支架包括豎向吊裝段和水平安裝段，豎向吊裝段通過定位塊和聯接螺釘固定吊裝在承重梁上。支架上的水平安裝段沿前后方向延伸，在水平安裝段上設有沿前后方向延伸的滑槽，滑槽中導向移動裝配有滑塊，此處的滑塊具體為支撐軸，支撐軸上同軸的轉動裝配有檢測輪，此處的檢測輪具體可選擇支撐軸承，第一檢測裝置上的檢測輪用于與刀輥軸向的相應第一端面滾動配合。第一檢測裝置還包括觸發開關，觸發開關用于在檢測輪背離刀輥移動設定距離時被觸發，本實施案例中的觸發開關具體為微動開關。

第三，由于檢測裝置設置在刀輥的軸向一端，對于單個檢測裝置來講，定義檢測裝置位于刀輥上與該檢測裝置對應的軸向端面的后方，在本實施案例中，微動開關布置在水平安裝段的后方。在支架的水平安裝段上于微動開關和支撐軸之間沿前后方向導向移動裝配有頂桿，頂桿的前端為用于在檢測輪背離刀輥移動時供檢測輪頂推以使得頂桿和檢測輪同步移動的頂推施力端，后端為用于在支撐軸背離刀輥移動設定距離時頂壓微動開關的觸發部的觸發端，并且為延長檢測輪的使用壽命，在頂桿的頂推施力端上轉動裝配有滾輪，該滾輪與檢測輪滾動配合，滾輪的轉動中心軸線與檢測輪的轉動中心軸向并行布置并位于與前后方向平行布置的平面內。

第四，為使得滾輪與檢測輪始終頂壓滾動配合，也為使得檢測輪始終與刀輥軸向的相應端面滾動配合，在頂桿上套裝有通過頂桿向檢測輪施加迫使檢測輪頂壓在刀輥軸向的相應端面上的復位彈簧，該復位彈簧為壓簧。該復位彈簧的前端頂壓在與頂桿固定裝配的擋圈上、后端頂壓在支架上通過安裝架設置有的彈簧座上，彈簧座為間隙套裝在頂桿外的定位套。

第五，使用時，在復位彈簧的作用下，檢測輪始終頂壓在刀輥軸向的相應端面上，當刀輥軸向的相應轉動時，檢測輪與端面滾動配合，當刀輥在前后軸向出現竄動時，檢測輪受壓向后移動，檢測輪通過滾輪推動頂桿同步向后移動，當檢測輪帶著支撐軸移動設定距離時，該設定距離等于設計中的刀輥軸向竄動幅度，頂桿的觸發端將頂壓在微動開關的觸發部上，微動開關將發出信號，進行報警以提示操作者注意刀輥軸向竄動或者是直接對切絲機進行斷電處理。

第六，本實施案例中，利用檢測裝置對刀輥軸向竄動進行檢測，可有效避免刀輥軸向竄動過大出現的事故，延長切絲機使用壽命。

觸發開關為微動開關，該微動開關可由檢測輪通過頂桿觸發，在其他實施案例中，觸發開關也可以為光電開關，該光電開關可通過監控檢測輪在前后方向上的位移判斷檢測輪移動的距離，在移動至設定距離時，由光電開關發出報警信息或控制切絲機斷電。

第七，頂桿通過滾輪頂壓在檢測輪上，在其他實施案例中，也可以將頂桿的頂推施力端選用耐摩材料，此時可以直接將頂推施力端與檢測輪頂壓配合。

通過復位彈簧通過頂桿向檢測輪施加頂推力，使得檢測輪頂壓在刀輥軸向的相應端面上。由檢測輪頂推頂桿后移，在其他實施案例中，也可以由支撐軸頂推定案向后移動。或者直接在支撐軸上固設撥桿，由撥桿直接波動碰觸微動開關的觸發部，此時可以省去頂桿。

第八，復位彈簧為壓簧，壓簧套裝在頂桿上。在其他實施案例中，復位彈簧也可以為拉簧，拉簧可以套裝在頂桿上，還可以使拉簧的一端連接在支架上、另一端連接在支撐軸上，只要可以向檢測輪施加迫使檢測輪壓向刀輥的方向的作用力即可。當然，在其他實施案例中也可以省去復位彈簧，此時可將支架的水平安裝段傾斜布置，利用頂桿、檢測輪的自身重力頂壓在刀輥軸向的相應端面上。

同時，該實施案例中的切絲機刀輥軸向竄動檢測裝置的結構與上述切絲機實施案例中的第一檢測裝置的結構相同，在此不再贅述。

4 改進效果

通過本次改造后的實踐表明，達到了如下的效果：切絲機刀輥軸向竄動檢測裝置中，使用時，使檢測輪與待檢測的刀輥軸向的相應端面滾動配合，當刀輥在軸向上出現竄動時，檢測輪被頂推背離刀輥軸向的相應端面移動，當檢測輪背離刀輥移動設定距離時，觸發開關被觸發，然后由觸發開關發出信號以對操作者提示報警或者直接控制切絲機斷電，避免在刀輥軸向竄動導致發生事故后才發現刀輥軸向竄動過大，提高切絲機運行安全系數，延長切絲機的使用壽命。刀輥軸向竄動檢測裝置制作費用低、安裝簡單、運行良好、符合安全性、運行平穩，與現有技術相比，具有結構緊湊、流程合理、占地省、阻力小、能耗低、效率高等優點。刀輥軸向竄動檢測裝置已獲實用新型專利。

參考文獻

[1] 濮良貴，紀明剛.機械設計[M].北京：高等教育出版社，2001.

[2] 葛文杰.機械原理[M].北京：高等教育出版社，2006.

[3] 《機械設計手冊》編委會.機械設計手冊[M].北京：機械工業出版社，1991.

作者簡介：魯中甫（1968-），男，河南南陽人，河南中煙工業有限責任公司南陽卷煙廠煙草機械維修技師，研究方向：機電一體化。

（責任編輯：王 波）