剪切式水松紙切刀架校正工裝設計與應用

曲軍建

(河南中煙工業有限責任公司南陽卷煙廠，河南 南陽 473000)

0 引言

GD121型卷煙機是意大利GD公司生產的一種煙支直徑5.4 mm卷煙的高速卷煙機，其具有生產效率高、煙支質量穩定，維保簡單的優點。這種機型是江蘇中煙南京卷煙廠主打機型，設備生產穩定性的高低對產品的產量與質量擁有至關重要的作用。

切紙刀是水松紙切割裝置的關鍵部件，由于刀架上剪切刀校正難度高、耗時長、校正精度低的問題影響設備效率。為了解決上述問題，設計了一種新型GD121A刀架校正工裝，旨在提高產品質量穩定性和設備效率。

1 問題的提出

GD121型卷煙機主要是通過操作人員在設備上根據水松紙切割的情況在線調試，人工推拉剪切刀，將刀一把把的對正，效率低，需要專業人員操作，且對正調整效果差、使用壽命短。剪切刀對正調整過長，會導致刀片使用過程中崩裂，剪切刀對正調整過短，會導致水松紙切不斷，毛邊和錯口等情況的發生。

2 現狀調查

GD121型卷煙機在切割水松紙時是通過1個裝有17把剪切刀的刀架與吸附著水松紙的切紙輪的17個刃口上進行剪切如(圖1)，來完成水松紙的切割工作。水松紙切割質量的好壞與刀架上的剪切刀片與切紙輪刃口對刀效果的好壞有直接的關系。因該機型沒有配備專用刀架校正工裝，而現有的其他機型刀架校正工裝必須依靠工裝中心軸定位，且只適用切刀數為12把的中速機型。

3 工裝設計

針對現有設備情況，設計一種新型GD121刀架校正工裝，在不依靠中心軸定位的情況下，利用底盤臺階定位刀座的中心距，工裝設計如圖1、圖2所示。

圖1 GD121刀架校正工裝 圖2 工裝設計

本設計解決的技術問題可以采用以下技術方案來實現： GD121刀架校正工裝(圖1)，包括底盤(1)、底盤臺階(2)、中軸螺紋(3)、上盤(4)、螺釘(5)、底盤內孔凹槽(6)和上盤內孔凹槽(7)。

其中，底盤臺階(2)用來定位刀架，而底盤內孔凹槽(6)、上盤內孔凹槽(7)的尺寸確立了刀架上刀片的調整傾角。為了驗證底盤臺階定位的可靠性，分別取刀架端面圓周方向4個位置，測量其到工裝底盤的垂直距離并記錄，為了避免主觀測量誤差，采用多人、多次測量對比。數據如表1所示。

表1 測量數據 單位：mm

通過對測量數據的對比分析和實際觀察，刀架上端面與工裝底盤是平行的；刀架整體與工裝底盤相互垂直，由此可以確認工裝底盤臺階可以精確、可靠地定位刀架，從而底盤內孔凹槽(6)、上盤內孔凹槽(7)就可以準確調整刀架上刀片的傾角。

此工裝設計的優點在于以下7點。

1)提供了一種新的刀架工裝定位方法，即不依靠中心軸定位，而利用底盤臺階定位的方式定位刀座。

2)該工裝不用專業人員即可使用，降低了專業技術要求。

3)無須在設備上在線對正調整，整個過程可以不受空間場地限制。

4)節省了維保調整時間，每套刀架節省約2小時左右。

5)提高了調整精度，通過工裝能保證每個剪切刀與切紙輪的切割位置相同，提高了切割精度，減少剪切刀的磨損。

6)保證了水松紙的切割質量，減少了水松紙錯口、毛邊等質量缺陷的發生。

7)相比于其他機型的刀架校正工裝，結構簡單可靠，方便拆卸收納，拆卸后工裝占用空間小。

4 使用方法

GD121剪切式水松紙切刀架校正工裝，包括底盤、底盤臺階、底盤螺紋、上盤、螺釘、底盤內孔凹槽和上盤內孔凹槽等。

刀架放于底盤上，并通過底盤臺階進行定位，上盤從上部蓋住刀架，并通過螺釘將上盤、刀架、下盤通過中軸螺紋進行固定，通過把刀架上裝有的剪切刀向外側拉，使刀片刃口同時接觸到底盤內孔和上盤內孔凹槽的槽邊，最后再將螺釘緊固，這樣就可完成一件剪切刀的校正，以此類推可將17把剪切刀都校正到位，即完成整套刀架的校正工作。將校正的裝有剪切刀的刀架裝入設備后，只需要對正一把剪切刀與切紙輪之間的配合，即可完成整體刀架的對正工作。

5 效果驗證

使用此工裝有效地降低對專業技術人員調整刀架的經驗要求，同時節省了維修保養中的調整時間，并且，提高了刀架的調整精度，減少剪切刀的磨損，延長了剪切刀片的使用壽命。產品質量穩定性和設備效率大幅提高。

使用此工裝每套刀架節省維修時間約2 h左右；使用此工裝前、后，每臺套設備平均更換滾刀次數統計，如表2所示。

表2 滾刀次數統計

根據數據統計可以推算出使用工裝前、后每臺套設備每年平均更換滾刀次數為6次/年、1.5次/年。

本單位目前有7臺套GD121型卷煙機，每年因更換滾刀而節省維修時間為：

(6-1.5)×2×7=63 h/年

由于切割精度要求，每次換刀都必須成套更換，每套滾刀17把刀片，每把刀片1 338.05元；每次維修費用為:1 338.05×17=22 746.85元/次；每年總計減少維修次數:

(6-1.5)×7=31.5次/年

A:減少維修次數增加經濟效益：22 746.85×31.5=716 525.775元/年。

B:工裝設計制造費用：7 725.85元/套。

使用此工裝最終增加經濟效益：△S=A-B=716 525.775-7 725.85=708 799.925元/年≈71萬元/年。

6 結語

本工裝實現了刀架的精確快速調整，可以有效地降低對專業技術人員調整刀架的經驗要求，同時節省了維修保養中的調整時間，每套刀架調整節省2 h左右，并且，提高了刀架的調整精度，通過工裝能保證每個剪切刀與切紙輪的切割位置相同，提高了切割精度，保證了煙支質量，減少剪切刀的磨損，延長了剪切刀片的使用壽命，結構簡單可靠，使用方便和拆卸收納，拆卸后工裝占用空間小，易于推廣使用。