煙條自動拆解方式原理實驗研究

方俊俊 蘇怡帆 余云松 王宇 李紹波

紅塔煙草（集團）有限責任公司玉溪卷煙廠 云南玉溪 653100

1 實驗目的和任務

1.1 實驗目的

本次實驗目的是探索條盒拆解的原理，一是研究能否采用斜置的刀片割開條盒端面，初估刀片角度；獲取切割速度數據，探索頂塊和刀片的高度差數值以及頂塊的長度數據，量取實驗中兩側導板的寬度數據，實驗能否實現兩端同時切割煙條。為條煙拆解設備的方案制定提供實際依據，實現無損化拆解[1]。

1.2 實驗任務

（1）實驗一：是否可以通過斜置刀片切開條盒端面且不損壞小包；

（2）實驗二：是否可以用刀尖切開小盒玻璃紙且不損壞煙支；

（3）如果能用刀片割開條煙端面，記錄刀片角度，切割速度數據，頂塊和刀片的高度差數值以及頂塊的長度數據；

（4）如果能用刀尖切開小盒玻璃紙，記錄刀尖伸出量和切割速度；

（5）收集并記錄該切割原理下可能出現的其他問題。

2 材料與準備

2.1 材料及設備

（1）成品煙條數條；

（2）實驗平臺一套；

（3）行程≥300的滾珠絲杠及控制裝置一套；

（4）陶瓷刀片及美工刀片若干；

（5）實驗所需零配件（見清單）；

（6）工裝夾具若干；

2.2 備件加工

根據實驗需求加工所需零配件共計15件，分別為：SG-110固定底座、SG-111壓塊、SG-01側導板、SG-04推板、SG-05推板底座、SG-07墊板、SG-08壓板、SG-09頂塊1、SG-10頂塊2、SG-11側導板、SG-12上限位折角、SG-13前限位擋片、SG-13前限位擋片、SG-112小盒玻璃紙推頭座2、SG-113角鐵、SG-114推頭。

3 實驗方法

3.1 零部件的安裝

按下圖1所示，將相關零件安裝于實驗設備平臺上。

3.2 實驗步驟

（1）實驗一：通過滾珠絲杠推動煙條做直線運動，使煙條一端通過斜置的刀片；觀察煙條兩端能否被切開并記錄相關實驗數據。

（2）實驗二：通過滾珠絲杠推動煙條做直線運動，使煙條兩端同時通過斜置的刀片，觀察切割效果并記錄相關實驗數據。

（3）實驗數據，見圖2。

4 實驗數據處理與分析

4.1 實驗數據分析

（1）頂塊長度為100mm和50mm都可以實現切割。

（2）刀片角度在45°到60°之間都可以實現切割。

圖1 零配件安裝示意圖

圖2 實驗數據記錄

（3）頂塊和刀片高度差按照模型原始尺寸（不加墊塊）時的0.25mm切割沒有問題，但增加0.7mm墊塊后會切到小盒。

（4）頂塊和刀片距離在2-10mm范圍內對切割效果無影響。

（5）單側切割及雙側同時切割都可實現。（6）刀片角度為-60°仍可以正常切除。

4.2 實驗結果與討論

4.2.1 實驗結果

（1）單側切割和雙側切割都可以實現，從受力情況和設備尺寸考慮優先選擇雙側同時切割的方式；單側切割時，由于一側被切，煙條總長減小，切第二側時導板距離應減小。

（2）頂塊和刀片距離在2-10mm范圍內均可，但距離小對紙屑排除有影響，距離大增加設備尺寸，約在5mm為宜，結構設計時可考慮調整。

（3）頂塊與刀片高度小于1mm，大于1mm會傷到內裝煙包的外包裝，此高度差初定為0.25mm，實際設計中需考慮可調整。

（4）從刀片受力及耐用度考慮，刀片角度初定為60°。

（5）頂塊長度不影響切割效果的情況下，設計尺寸可定為50mm，倒角可參照實驗所用的零件。

（6）經多次實驗，條盒兩側導板的寬度可以與煙條自然長度相等，兩端頂塊的距離與5個小盒寬度方向相等或小1-2mm。

（7）刀片角度（向前或向后傾斜）對切割質量未發下明顯影響，后續刀片設計考慮控件或安全因素限制。

（8）刀片斜進切割效果好，需要有一定的切割速度，保證切割質量。

4.2.2 存在的問題

（1）切割后兩側的排屑問題。

（2）刀片形狀和材料選擇，實驗中發生陶瓷刀片崩刃的現象，實際設計時要考慮刀具的耐用度，權衡刀片剛度和韌性來選擇材料和熱處理。

（3）切割完一側后，切另一側時，基準面應收縮一定距離，保證切完一遍后煙條可被加緊固定，需保證內壁絕對光滑俄同時具有一定的加緊力度[2]。

5 實驗結論

（1）利用滾珠絲杠讓煙條做直線運動，采用斜置的刀片能割開條盒端面。

（2）刀片角度參數：45°至60°可實現無損小盒切割。

（3）刀片頂塊和刀片高度差為：0.25mm；頂塊和刀片距離10mm可實現兩端同時切割煙條。