一種下壓煙絲設(shè)備的設(shè)計(jì)

（云南昆船電子設(shè)備有限公司 產(chǎn)品研發(fā)部，昆明 650236）

0 引言

中國是世界第一大煙葉生產(chǎn)國，煙草產(chǎn)業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)，而煙絲生產(chǎn)過程中的裝箱、轉(zhuǎn)運(yùn)過程是卷煙生產(chǎn)過程中的關(guān)節(jié)環(huán)節(jié)。長期以來，我國煙絲轉(zhuǎn)運(yùn)過程均是先將煙絲裝入箱中，在進(jìn)行轉(zhuǎn)運(yùn)，且裝箱和轉(zhuǎn)運(yùn)過程中煙絲都是處在自然蓬松狀態(tài)下，并沒有對煙絲進(jìn)行壓實(shí)作業(yè)，導(dǎo)致煙絲箱空間利用率低，轉(zhuǎn)運(yùn)過程中大部分的重量都是箱子的重量，轉(zhuǎn)運(yùn)成本高。且我國下壓煙絲設(shè)備生產(chǎn)廠家較少，特別是進(jìn)行實(shí)際應(yīng)用的下壓煙絲設(shè)備基本上還處于空白。然而國內(nèi)也有一些廠家在使用下壓煙絲設(shè)備，但基本上依靠國外進(jìn)口，成本相對較高。因此，開發(fā)一種具有自主知識產(chǎn)權(quán)、性能可靠、價格低廉、適合國內(nèi)煙草生產(chǎn)條件的可對煙絲進(jìn)行壓實(shí)作業(yè)的下壓煙絲設(shè)備，對提高煙絲箱的空間利用率，提高煙絲裝箱壓實(shí)作業(yè)的自動化程度，降低運(yùn)輸成本具有十分重要的意義。

1 工作原理

下壓煙絲設(shè)備是在煙絲定量裝箱系統(tǒng)中，對裝箱后蓬松煙絲壓實(shí)作業(yè)的設(shè)備。其主要工作原理是利用伺服控制系統(tǒng)控制兩臺伺服電機(jī)同步正反轉(zhuǎn)[1]，通過齒輪齒條的傳動方式實(shí)現(xiàn)下壓裝置的上下運(yùn)動[2]，從而將電機(jī)的動力轉(zhuǎn)化為設(shè)備對煙絲的下壓力，實(shí)現(xiàn)對煙絲的壓實(shí)作業(yè)。另外，下壓煙絲設(shè)備可通過控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對下壓速度、下壓形成以及下壓力的大小進(jìn)行調(diào)節(jié)[1]，從而可根據(jù)煙絲的實(shí)際情況調(diào)整下壓力、下壓速度和下壓行程，使煙絲的受壓處于最佳狀態(tài)，既最大程度的提高了煙絲箱空間的利用率，也使煙絲不會因受壓嚴(yán)重而變質(zhì)。

2 設(shè)備組成

下壓煙絲設(shè)備主要使用在煙絲定量裝箱系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)裝箱后蓬松煙絲的壓實(shí)工作。下壓煙絲設(shè)備主要由伺服控制系統(tǒng)、下壓組合、壓頭組合、機(jī)架及相關(guān)附件等組成。下壓煙絲設(shè)備結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 下壓煙絲設(shè)備結(jié)構(gòu)圖

2.1 伺服控制系統(tǒng)

下壓煙絲設(shè)備的下壓過程由雙伺服電機(jī)加雙齒輪齒條結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)。伺服控制系統(tǒng)采用力矩控制的方式對兩伺服電機(jī)進(jìn)行控制，伺服控制系統(tǒng)分為主伺服和從伺服，主伺服控制器通過發(fā)送矢能、速度、起停加速度、目標(biāo)位置、力矩等指令控制主伺服電機(jī)，從伺服控制器通過伺服系統(tǒng)內(nèi)部總線實(shí)時讀取主伺服電機(jī)的運(yùn)動狀態(tài)信息控制從伺服電機(jī)，實(shí)現(xiàn)從伺服電機(jī)與主伺服電機(jī)同時、同步、同方向轉(zhuǎn)動[1]。其控制原理如圖2所示。

圖2 控制原理圖

2.2 下壓組合

下壓煙絲設(shè)備的下壓組合主要由下壓框架、齒條、直線導(dǎo)軌、上防撞頭、下防撞頭和下壓框固定板組成。其主要作用是連接機(jī)架、壓頭組合和驅(qū)動裝置，并且在驅(qū)動裝置的作用下，下壓組合能夠?qū)崿F(xiàn)升降運(yùn)動，從而帶動壓頭組合實(shí)現(xiàn)上升和對煙絲的下壓作業(yè)。下壓煙絲設(shè)備下壓組合的三大特點(diǎn)：

1）兩齒條和兩直線導(dǎo)軌左右對稱布置的設(shè)計(jì)、安裝，保證了下壓組合的穩(wěn)定，防止了其向某一側(cè)傾覆，同時能更好的保證其對下壓組合的壓力豎直向下[3]，下壓煙絲設(shè)備在工作時減少功率損耗。

2）在下壓工作時，下壓過程中壓力大、速度快，傳動效率高，其最大下壓力可達(dá)15000N，下壓速度最大可達(dá)2m/s。

3）使用高精度直線導(dǎo)軌，保證在下壓過程中運(yùn)行平穩(wěn)，無卡滯現(xiàn)象。

下壓組合結(jié)構(gòu)如圖3所示。

圖3 下壓組合結(jié)構(gòu)圖

2.3 壓頭組合

壓頭組合主要由壓頭，折彎擋板，壓頭包板等組成。壓頭組合是整個設(shè)備的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，是與煙絲直接接觸的部分，因此壓頭的好壞直接會影響到煙絲壓實(shí)的質(zhì)量以及煙絲箱空間的利用率，另外，折彎擋板的好壞決定著壓頭組合在下壓過程中煙絲在壓頭組合上的殘余量，影響整個煙絲壓實(shí)質(zhì)量。

壓頭組合結(jié)構(gòu)如圖4所示。

圖4 壓頭組合結(jié)構(gòu)圖

2.4 機(jī)架

下壓煙絲設(shè)備的機(jī)架主要由單側(cè)框架、斜撐、橫撐及防護(hù)網(wǎng)等組成，機(jī)架其主要作用是支撐整個設(shè)備，連接設(shè)備的各個組成部分，另外機(jī)架內(nèi)部還需要滿足容放煙絲箱，且能順利通過煙絲箱，因?yàn)樵诠ぷ鬟^程中煙絲箱首先從機(jī)架前方進(jìn)入機(jī)架內(nèi)部，在機(jī)架中央下部壓實(shí)完成后，再從機(jī)架后部輸送出去。機(jī)架結(jié)構(gòu)如圖5所示。

圖5 機(jī)架結(jié)構(gòu)圖

3 結(jié)論

下壓煙絲設(shè)備的設(shè)計(jì)，提高了我國煙絲生產(chǎn)轉(zhuǎn)運(yùn)過程中煙絲箱的空間利用率，增大了煙絲箱的裝煙量，降低運(yùn)輸成本、填補(bǔ)了國內(nèi)下壓煙絲設(shè)備的空白，對我國推進(jìn)煙絲自動化定量裝箱作業(yè)具有十分重要的意義。