ZJ17、ZJ112、PROTOS-M5卷煙機平準器裝置的結構分析

劉志崇

摘要：本文系統介紹了ZJ17、ZJ112、PROTOS-M5卷接機組平準器裝置的結構及工作原理，通過比較三種機型平準器裝置各方面的差異，可以對卷煙機平準器裝置的發展過程有一個清晰的了解，便于幫助維修人員更快的了解設備結構原理，提高維修效率。

關鍵詞：卷煙機;平準器裝置;劈刀盤;重量控制

青島卷煙廠現有ZJ17卷接機組18臺，ZJ112卷接機組4臺，PROTOS-M5卷接機組2臺。這三種機型是德國HAUNI公司在不同時代的代表機型。三種機型的平準器裝置的結構也是不斷演變發展。平準器機構作為重量控制系統的重要組成部分，對煙支重量、空頭、煙絲結構、吸阻等質量指標的穩定發揮重要的作用。下面分別從結構組成、工作狀態、傳動同步三個方面對三種機型平準器裝置的異同點及優劣勢分析如下：

1 結構組成的異同

1.1 ZJ17卷接機組平準器結構

如圖1所示，YJ17平準器裝置主要由箱體2、刷絲輪3、劈刀盤4、前換向體5、前劈刀軸6、前換向齒輪（左旋斜齒圓柱齒輪）7、調整套8、后換向體9、后劈刀軸10、后換向齒輪（右旋斜齒圓柱齒輪）11及其他傳動齒輪等組成。

平準器裝置的前、后劈刀盤4分別安裝在前、后劈刀軸6和10上。前劈刀軸上裝有前換向齒輪7、后劈刀軸上裝有后換向齒輪11，前、后劈刀軸和前、后換向齒輪分別安裝在前、后換向體5和9中。工作時，前、后換向齒輪分別帶動兩個劈刀盤按相反方向轉動，形成剪切作用。刷絲輪3的作用則是將劈刀盤修剪下來的多余煙絲及時刷下，使煙絲落入回絲輸送帶。

1.2 ZJ112卷接機組平準器裝置結構

如圖2，ZJ112平準器裝置與ZJ17結構相似，不同的是其后部是通過萬向聯軸節將主傳動的動力輸入，采用萬向聯軸節的原因是由其上下兩個工作狀態決定的。ZJ112的平準器裝置通過底板固定在左右兩側的滑桿6和7上，整體可以沿滑桿上下滑動，平準器裝置的后部箱體上按裝有一氣缸，用來驅動平準器裝置上下運動。當機器處于非工作狀態時，氣缸推動平準器裝置運動到下極限位置，這樣風室體擺動過程中不會與劈刀發生磕碰;當機器處于工作狀態時，氣缸會推起平準器到達工作位置，工作位置可通過限位螺桿5進行調整。

1.3 PROTOS-M5卷接機組平準器裝置結構

PROTOS-M5的平準器裝置與前兩個機型一樣，都是依靠相向運動的兩個劈刀盤1對煙絲束形成剪切作用來完成組件功能的。不同的是，PROTOS-M5機型是雙煙道設備，擁有前后兩套平準器裝置，結構基本相同。與ZJ17、ZJ112相比，PROTOS-M5的平準器裝置最大的不同是采用了獨立伺服電機M23V和M24V分別驅動前后道平準盤。此外，PROTOS-M5的劈刀盤1與水平方向成一定的角度，這樣設計的是為了避免劈刀盤對另外通道的煙絲束產生干涉。

2 工作狀態的異同

ZJ17平準器裝置一端與高度調節裝置連接，其工作時自身可以繞回轉軸轉動，這種轉動使劈刀盤與上部導軌的間隙發生變化，使得修剪后的煙絲束厚度改變，從而達到控制煙支重量的目的。該種調節方式存在一定的缺陷，即在平準器裝置高度連續變化時，劈刀盤只能在某一高度處于水平位置，其他工作位置的非水平位置可能影響煙絲束修剪效果。由于ZJ17卷煙機風室體的起降是翻轉式，因此不會造成劈刀盤與風室體的運動干涉。

ZJ112與ZJ17相比平準器裝置自身不發生連續運動，而是通過氣缸驅動上升或下降，即存在兩種工作狀態，在正常運轉時，平準器裝置處在上升位置，與壓帶輪配合控制煙絲束厚度，通過私服電機控制壓帶輪高度來調節煙絲束厚度，達到控制煙支重量的目的。劈刀盤與上部導軌的間隙可通過底部調節螺桿調節。ZJ112卷煙機平準器裝置的下降運動是防止風室體水平升降時劈刀盤與風室體發生運動干涉。

PROTOS-M5平準器裝置與ZJ112相同的是在工作時固定不動，與上部劈刀導軌的間隙也是通過底部調節螺桿進行調節。PROTOS-M5卷煙機是通過伺服電機控制調節凸輪的上下移動，下壓吸絲帶，改變劈刀盤與吸絲帶間的煙絲厚度，控制煙支平均重量。與ZJ112不同的是平準器裝置不需要設置下降動作，而是在風室體起降時通過一個氣缸帶動可能發生運動干涉的修整器板上下移動。因此PROTOS-M5卷煙機平準器裝置只有一種工作狀態。

3 傳動同步

3.1轉速同步

ZJ17與ZJ112卷煙機刀盤旋轉一圈切割兩根雙倍長的煙支，劈刀盤應轉過四個凹槽，該同步關系是通過傳動系統保證的。以ZJ112為例，當煙支長度為50～67mm時，根據傳動系統圖（圖4）可計算的出劈刀盤轉速計算式：

其中，n劈為劈刀盤轉速（r/min）;n主為主電機轉速（r/min）;為煙支長度值（mm）。

刀盤的轉速計算式為：

其中，n刀為刀盤轉速（r/min）。所以，劈刀盤與刀盤的同步關系為n劈=×n刀，即刀盤轉一周時，劈刀盤轉2/3周，此時選用劈刀裝置劈刀盤凹槽數為6，刀盤旋轉一周時，劈刀盤轉過4個凹槽。

PROTOS-M5卷煙機由于采用了伺服電機驅動平準器裝置，因此其轉速的同步是由控制系統保證的。

3.2線速度同步

三種機型的劈刀盤傳動線速度應與吸絲帶傳動線速度同步，其線速度的相等不是絕對的，而是由劈刀盤及吸絲帶主動輪直徑決定的，但存在的誤差必須在能夠接受的范圍。以ZJ112為例，劈刀的線速度（）計算為：

由此可見，其劈刀盤的直徑必須保持在允許的范圍內，一般規定劈刀盤直徑在磨損超過1mm時必須進行更換。

3.3 位置同步

劈刀盤的位置同步時通過相關的調整來實現的，劈刀盤有兩個位置同步：

一是劈刀盤與刷絲輪的位置同步，用來實現刷絲輪小徑段與劈刀盤凹槽的位置同步要求。三種機型的調整方式相同，都是通過調整刷絲輪周向位置來實現。

二是劈刀盤凹槽與煙支切割系統刀片的相對位置同步，以保證刀片切在煙條緊密部分的中間。由于ZJ17與ZJ112劈刀盤的動力都是主傳動來的，其同步調整都是通過斷開傳動帶輪的連接來調整位置的，同步位置可以通過劈刀連心線至刀盤刀盤切割位置的距離與煙支長度來計算得到，實際中可通過劈刀盤上的定位孔及相關工裝實現粗調。精確調整還需要轉動微調裝置來進行，其微調原理是通過螺紋傳動使斜齒輪產生軸向的移動，從而帶動兩換向齒輪小幅度的轉動。PROTOS-M5不同于ZJ17和ZJ112的傳動形式，其私服電機的獨立傳動方式使劈刀盤相對刀片切割位置的同步調整簡單很多，只需要通過在操作屏上調整電機零位即可。

參考文獻：

[1]《PROTOS 70操作說明書》，德國Hauni Maschinenbau AG公司

[2]《ZJ112操作說明書》，常德煙草機械有限責任公司

[3]《PTOTOS-M5操作說明書》，德國Hauni Maschinenbau AG公司