一種下壓煙絲設備的設計

（云南昆船電子設備有限公司 產品研發部，昆明 650236）

0 引言

中國是世界第一大煙葉生產國，煙草產業是國民經濟的支柱產業，而煙絲生產過程中的裝箱、轉運過程是卷煙生產過程中的關節環節。長期以來，我國煙絲轉運過程均是先將煙絲裝入箱中，在進行轉運，且裝箱和轉運過程中煙絲都是處在自然蓬松狀態下，并沒有對煙絲進行壓實作業，導致煙絲箱空間利用率低，轉運過程中大部分的重量都是箱子的重量，轉運成本高。且我國下壓煙絲設備生產廠家較少，特別是進行實際應用的下壓煙絲設備基本上還處于空白。然而國內也有一些廠家在使用下壓煙絲設備，但基本上依靠國外進口，成本相對較高。因此，開發一種具有自主知識產權、性能可靠、價格低廉、適合國內煙草生產條件的可對煙絲進行壓實作業的下壓煙絲設備，對提高煙絲箱的空間利用率，提高煙絲裝箱壓實作業的自動化程度，降低運輸成本具有十分重要的意義。

1 工作原理

下壓煙絲設備是在煙絲定量裝箱系統中，對裝箱后蓬松煙絲壓實作業的設備。其主要工作原理是利用伺服控制系統控制兩臺伺服電機同步正反轉[1]，通過齒輪齒條的傳動方式實現下壓裝置的上下運動[2]，從而將電機的動力轉化為設備對煙絲的下壓力，實現對煙絲的壓實作業。另外，下壓煙絲設備可通過控制系統實現對下壓速度、下壓形成以及下壓力的大小進行調節[1]，從而可根據煙絲的實際情況調整下壓力、下壓速度和下壓行程，使煙絲的受壓處于最佳狀態，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重而變質。

2 設備組成

下壓煙絲設備主要使用在煙絲定量裝箱系統中，實現裝箱后蓬松煙絲的壓實工作。下壓煙絲設備主要由伺服控制系統、下壓組合、壓頭組合、機架及相關附件等組成。下壓煙絲設備結構如圖1所示。

圖1 下壓煙絲設備結構圖

2.1 伺服控制系統

下壓煙絲設備的下壓過程由雙伺服電機加雙齒輪齒條結構實現。伺服控制系統采用力矩控制的方式對兩伺服電機進行控制，伺服控制系統分為主伺服和從伺服，主伺服控制器通過發送矢能、速度、起停加速度、目標位置、力矩等指令控制主伺服電機，從伺服控制器通過伺服系統內部總線實時讀取主伺服電機的運動狀態信息控制從伺服電機，實現從伺服電機與主伺服電機同時、同步、同方向轉動[1]。其控制原理如圖2所示。

圖2 控制原理圖

2.2 下壓組合

下壓煙絲設備的下壓組合主要由下壓框架、齒條、直線導軌、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架、壓頭組合和驅動裝置，并且在驅動裝置的作用下，下壓組合能夠實現升降運動，從而帶動壓頭組合實現上升和對煙絲的下壓作業。下壓煙絲設備下壓組合的三大特點：

1）兩齒條和兩直線導軌左右對稱布置的設計、安裝，保證了下壓組合的穩定，防止了其向某一側傾覆，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15000N，下壓速度最大可達2m/s。

3）使用高精度直線導軌，保證在下壓過程中運行平穩，無卡滯現象。

下壓組合結構如圖3所示。

圖3 下壓組合結構圖

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。壓頭組合是整個設備的執行機構，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的質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，影響整個煙絲壓實質量。

壓頭組合結構如圖4所示。

圖4 壓頭組合結構圖

2.4 機架

下壓煙絲設備的機架主要由單側框架、斜撐、橫撐及防護網等組成，機架其主要作用是支撐整個設備，連接設備的各個組成部分，另外機架內部還需要滿足容放煙絲箱，且能順利通過煙絲箱，因為在工作過程中煙絲箱首先從機架前方進入機架內部，在機架中央下部壓實完成后，再從機架后部輸送出去。機架結構如圖5所示。

圖5 機架結構圖

3 結論

下壓煙絲設備的設計，提高了我國煙絲生產轉運過程中煙絲箱的空間利用率，增大了煙絲箱的裝煙量，降低運輸成本、填補了國內下壓煙絲設備的空白，對我國推進煙絲自動化定量裝箱作業具有十分重要的意義。