ZJ112卷煙機蜘蛛手負壓循環裝置替代方法

摘 要：ZJ112卷煙機蜘蛛手負壓循環系統中的核心部件為渦旋風機，在生產的過程中，由蜘蛛手傳送臂吸入的空氣中含有大量的煙塵，導致隔離倉中容易沉積有煙塵塊，造成隔離倉容積減少，使得渦旋風機提供的負壓逐步降低，不能滿足生產要求，需要定期進行清理，費時耗力，同時造成安全隱患。文章通過利用生產現場的其他管道進行優化組合，成功地解決了該部位的故障率，提高了設備的穩定性，降低了物料消耗和職工勞動強度。

關鍵詞：蜘蛛手負壓循環；負壓平衡罐；電控除塵

1 ZJ112卷煙機組蜘蛛手負壓循環裝置簡介

ZJ112卷煙機組蜘蛛手負壓循環裝置是由一個1.5kW的電動機驅動漩渦風機高速轉動，產生負壓吸風，負壓吸風通過吸風室，分配給蜘蛛手總成上的傳送臂，八個蜘蛛爪傳送臂依靠負壓吸風吸附由煙機卷制成型的雙倍長煙支，在蜘蛛手總成的旋轉過程中，將煙支輸送到接裝機的捕煙鼓輪上，漩渦風機將廢氣排入除塵管道中，完成循環。

2 問題的提出

2.1 清理難度大

蜘蛛手負壓循環系統中的核心部件為漩渦風機，其內部風葉呈隔離倉狀，共計有80個隔離倉，在生產的過程中，由蜘蛛手傳送臂吸入的空氣中含有大量的煙塵，導致隔離倉中容易沉積有煙塵塊，造成隔離倉容積減少，使得漩渦風機提供的負壓逐步降低，不能滿足生產要求，需要定期進行清理，而清理一次漩渦風機，最快需要四十分鐘，且頻繁地清理漩渦風機會導致其安裝底座螺釘斷裂，造成安全隱患。

2.2 引發其他故障

蜘蛛手負壓循環系統的負壓是緩慢下降的，在這個過程中，會引發其他故障，如煙支不到位、跑條、交接掉煙等現象，這些故障在初期發生時，不可能因此就拆卸漩渦風機進行清理，這樣就造成故障率上升，影響生產。

2.3 造成消耗上升

蜘蛛手負壓循環系統不穩定，造成煙支傳送效果差，產生掉煙、煙支不到位等現象，直接會造成接裝機剔除量增大，根據給機臺降耗帶來困擾。因此，解決蜘蛛手負壓循環系統容易堵塞問題刻不容緩。

3 原因分析及解決方案的提出

蜘蛛手漩渦風機內部容易堵塞的根本原因有兩個：（1）漩渦風機的工作環境內存在大量的煙塵，造成風泵內部容易堵塞。（2）漩渦風機內部結構為隔艙式，導致煙沫容易在隔艙內沉積。這兩個原因只要能夠解決任意一項，都能夠解決ZJ112卷接機組蜘蛛手負壓循環系統的故障問題。

4 方案的設計

4.1 技術要點

ZJ112卷煙機蜘蛛手負壓循環裝置需要滿足以下幾點要求：（1）替代裝置真空值要≥-0.0315Mpa（即原有風泵真空值）。（2）吸風需連續穩定、波動小。（3）新系統的能耗不大于原有風機能耗。（4）替代裝置的體積不能大于原有風機的體積。

滿足以上條件的情況下，在現有技術水平上有以下三種方式可以實現：一是在蜘蛛手風機與蜘蛛手總成之間增加除塵過濾器，但是除塵過濾器本身就會造成負壓風機的壓力降低，因此這種方案對設備現狀不會有太大的改觀。二是使用更大型的風機來替代原有風機，但是會造成能耗上升，同時大型的風機體積也更大，無法正確安裝到位，即便能夠安裝，也無法避免拆卸清理的局面，因此這種方案也不值得推薦。三是使用生產現場其他負壓管道來提供負壓，一般卷煙生產企業，煙機配套的管道有主除塵管道、風力送絲管道、水松紙鼓輪負壓管道等，其中水松紙負壓管道的壓力值為-0.06Mpa，遠大于ZJ112卷煙機蜘蛛手負壓需求，因此可以借用此管道進行負壓平衡、再除塵的方式來解決蜘蛛手負壓風機堵塞的現象。

4.2 設計思路推導

根據原有蜘蛛手負壓循環裝置的技術要求，從各方面考慮問題，確定需要以下細節方案：（1）為減少負壓波動，需要設計一套負壓平衡裝置來保證負壓穩定。（2）原漩渦風機-0.0315Mpa，負壓過大會影響到煙支外觀質量，需設計負壓調節閥保證負壓在-0.0315Mpa。（3）需安裝真空表對新型吸風裝置負壓實時監控。（4）需設計灰塵過濾裝置對負壓管路進行清潔，保證負壓管路暢通。（5）負壓平衡裝置安裝位置、材質、外形的確定。

5 方案實施

5.1 設計負壓平衡裝置由于蜘蛛手總成在傳遞煙支時，不可避免的會造成負壓泄露現象，雖然是瞬間，但是難免會造成負壓波動，而水松紙鼓輪在運行時，絕對不能出現負壓波動的現象，因此不能單純地進行管道借用，必須有一個負壓緩沖、平衡的裝置來降低負壓的波動。

負壓平衡裝置容積計算：

V=（Q1-Q2）/[10-（P1-P2）]=（0.06-0.04）/[10-（0.06-0.02）]=0.05m3

式中：Q1：供氣量；Q2：輸出管道容積；P1：出口真空負壓；P2：蜘蛛手抽吸槽真空負壓。

根據負壓平衡裝置容積：S=πR2=3.14×652=0.2047m2

V=Sh=0.2×0.26=0.052m3

通過計算得出負壓平衡裝置外形尺寸為直徑130mm，長260mm的圓柱體。

負壓平衡罐的表面需具備三個以上接口，一個為進氣口，兩個為出氣口，分別接通水松紙鼓輪負壓管道和蜘蛛手負壓風腔，同時接通蜘蛛手負壓風腔的管道閥門可以選擇合適規格的截止閥來實現負壓的調節功能。設計好負壓平衡罐之后，可以將其安裝在ZJ112卷煙機MAX背面的防護罩內，非常簡便。

5.2 設計負壓管道除塵裝置

利用管道代替風機的方法雖然簡單，但是仍需考慮負壓管道堵塞會對設備運轉帶來的不利因素，因此需要設計一個管道除塵裝置，由于水松紙負壓管道的負壓要大于原有蜘蛛手的負壓，因此可以在蜘蛛手風腔至負壓平衡罐之間的管道中安裝一個灰塵分離器，這樣即便灰塵分離器堵塞一部分，仍然不會影響到設備的正常運行。但是為了盡量降低灰塵分離器的堵塞現象，考慮在灰塵分離器中間分支一個負壓管道，管道的另一端通過電控碟閥的控制通向車間主除塵管道，這樣以來，在正常生產中，碟閥處于關閉狀態，灰塵分離器正常工作，將蜘蛛手裝置中吸附過來的灰塵進行隔離處理，當設備停止運行，煙條烙鐵自動抬起時，系統發出一個信號，該電控碟閥打開，灰塵分離器中的灰塵被主除塵自動進行清理，當設備正常運行，煙條烙鐵落下時，碟閥自動關閉，再次形成密閉效果，保障灰塵分離器的正常功能，形成完美閉環。

以上改進，徹底取消了蜘蛛手負壓風機，至少每兩年減少了一次更換電機、風機的費用，且蜘蛛手負壓風機的功率為1.5kW，每年可以節約大量的電力費用支出，在目前精益管理盛行的時期，該項目可以取得的效益非常明顯，值得推廣。

6 結束語

設備技術改造是設備使用和維修工作中的一項創新工作，對提高設備性能，改造不合理結構，降低消耗，提高產品質量，提高設備有效作業率，促使維修人員不斷學習和專研專業知識，提高技術水平起到積極作用。本次對ZJ112卷煙機組蜘蛛手負壓循環系統的改進，利用簡單的管道平衡、再除塵的方法替代了原有的機構。降低了能耗和設備維修時間，減少了操作人員的勞動強度，基本達成了改進之初制定的目標。

參考文獻

[1]常德煙草機械廠.ZJ112卷接機組安裝調試技術培訓教材[Z].

[2]初嘉鵬，胡建中.機械設計基礎[M].第三版.北京：中國計量出版社，2009.