煙絲輸送皮帶導(dǎo)流勻料裝置的研制及應(yīng)用*

王中山，張艷科，張 銳，謝 松，謝 衛(wèi)，王 浩，楊蔚晟，趙靜宜，楊正軍，劉 怡，楊元鑫，張道偉，宋世強(qiáng)

(貴州中煙工業(yè)有限責(zé)任公司 遵義卷煙廠，貴州 遵義 563000)

在卷煙加工過(guò)程中，制絲工藝是其中的核心內(nèi)容，而煙絲摻配又是制絲工藝中的重點(diǎn)，因此加強(qiáng)對(duì)摻配過(guò)程的研究，能夠有效提高整體的穩(wěn)定度[1]。煙絲摻配是將梗絲、膨脹絲等按產(chǎn)品配方設(shè)計(jì)要求，按照一定的比例，準(zhǔn)確、均勻地在線摻配到干燥煙絲中的工藝過(guò)程，是實(shí)現(xiàn)各組分煙絲含量均勻一致的關(guān)鍵工序[2]。摻配過(guò)程實(shí)物混合的均勻性，對(duì)于后續(xù)加香乃至卷制、成品質(zhì)量等方面都有重要的影響。

1 現(xiàn)狀分析

1.1 面臨問(wèn)題

日常生產(chǎn)中面臨的實(shí)際問(wèn)題，即在煙絲摻配過(guò)程中，物料匯總主通道皮帶上，物料實(shí)物分布、混合不均勻，如圖1所示。

圖1 原煙絲摻配過(guò)程中物料分布狀態(tài)

主要表現(xiàn)有：皮帶邊緣明顯散落煙絲；側(cè)邊壓條上積攢煙絲；摻配之后，有純?nèi)~絲或純梗絲的情況發(fā)生，也就是“漏摻”；物料流邊緣明顯凹凸，寬度極差、高度極差較大。

1.2 原因分析

電子皮帶秤落料口高度差較大，物料在掉落到輸送皮帶后，容易四散開來(lái)。煙絲因?yàn)楸旧硖匦远p繞輸送，在電子皮帶秤上掉落時(shí)，容易成團(tuán)成股的落下。在電子皮帶秤之后、摻配之前，無(wú)設(shè)備或工序、勻料振槽等，對(duì)煙絲進(jìn)行聚攏、勻料。

1.3 國(guó)內(nèi)研究

目前行業(yè)內(nèi)存在相應(yīng)的煙絲、煙葉輸送過(guò)程的導(dǎo)流勻料裝置，但是各有利弊。對(duì)皮帶輸送機(jī)出料口進(jìn)行技術(shù)改造，增加分料裝置，將物料由一路分成三路，均勻分布到下游振動(dòng)輸送機(jī)上，振動(dòng)輸送機(jī)能在短時(shí)間內(nèi)達(dá)到勻料的目的[3]，這是針對(duì)高水分高溫度煙葉輸送皮帶的(松散回潮工序后)，而摻配工序是常溫水分低煙絲，同樣的方法會(huì)造成煙絲造碎明顯。選擇性拉切松散技術(shù)體系與葉絲選擇性松散設(shè)備，可以實(shí)現(xiàn)提高卷煙品質(zhì)、降低煙絲消耗、提高生產(chǎn)效率，但增加了煙絲造碎[4]。

其他諸如通過(guò)增加轉(zhuǎn)角皮帶機(jī)、U型皮帶等方式，可以提高葉絲分布和瞬時(shí)摻配均勻性，涉及到現(xiàn)場(chǎng)很大的改動(dòng)和投資，且后期保養(yǎng)維護(hù)麻煩；通過(guò)勻料振槽等方式進(jìn)行改進(jìn)，又涉及到現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備布局和生產(chǎn)線的整體設(shè)計(jì)優(yōu)化，改動(dòng)規(guī)模較大且效果有限。通過(guò)查詢相關(guān)資料，在制絲過(guò)程工藝流程相對(duì)固定情況下，未發(fā)現(xiàn)有能夠不增加造碎、輕巧簡(jiǎn)便的對(duì)煙絲進(jìn)行導(dǎo)流勻料的方式。

2 裝置設(shè)計(jì)

煙絲輸送帶導(dǎo)流勻料裝置采用可調(diào)節(jié)寬度式導(dǎo)流板，對(duì)皮帶機(jī)上物料進(jìn)行收攏，避免煙絲在輸送過(guò)程中斷料斷流現(xiàn)象出現(xiàn)，有效進(jìn)行導(dǎo)流和勻料。

2.1 結(jié)構(gòu)組成

在皮帶機(jī)兩側(cè)板架設(shè)固定架。固定架內(nèi)部焊接導(dǎo)流安裝板(左右兩塊)，分別安裝左、右導(dǎo)流板組件。每個(gè)導(dǎo)流板由兩塊板通過(guò)鉸接而成(分旋轉(zhuǎn)板和滑移板)。左、右導(dǎo)流板(滑移部分)由左右旋梯形絲杠連接，可通過(guò)棘輪扳手(正反向)調(diào)節(jié)絲杠，實(shí)現(xiàn)左右導(dǎo)流板(滑移板)間距調(diào)節(jié)，保證輸送煙絲的收料效果。并配置PC耐力可視化蓋板，采用氣力彈簧輔助開合，保證裝置使用安全。如圖2所示。

圖2 勻料裝置結(jié)構(gòu)示意圖

2.2 工作原理

本裝置根據(jù)煙絲輸送狀態(tài)和漏摻問(wèn)題程度，適當(dāng)調(diào)節(jié)左右螺旋絲杠，調(diào)整導(dǎo)流板間隔距離，并現(xiàn)場(chǎng)跟蹤測(cè)試運(yùn)料效果。當(dāng)測(cè)試結(jié)果符合生產(chǎn)要求時(shí)，旋緊導(dǎo)流板組件星形把手，牢固連接導(dǎo)流板組件至固定架上，閉合蓋板，裝置進(jìn)入工作狀態(tài)。如煙絲輸送流量、速度、斷料程度發(fā)生變化時(shí)，重復(fù)上述過(guò)程，直至勻料效果符合要求。調(diào)節(jié)原理如圖3所示。

圖3 勻料裝置調(diào)節(jié)原理示意圖

2.3 功能部件

2.3.1 固定架及導(dǎo)流板

固定架由架體和導(dǎo)流板組件安裝板焊接成型。導(dǎo)流板組件螺栓連接在固定架安裝板上，由旋轉(zhuǎn)和滑移兩部分鉸接而成，每部分由導(dǎo)流側(cè)板、密封條、壓邊條及立眼軸承組成。其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖如圖4所示。

圖4 固定架及導(dǎo)流板組件示意圖

導(dǎo)流板組件安裝板設(shè)計(jì)固定孔位、弧形槽位及橫向槽位等。導(dǎo)流板滑移部分設(shè)計(jì)縱向槽位，以滿足導(dǎo)流板間距調(diào)整時(shí)各部分的旋轉(zhuǎn)及縱橫滑移要求。導(dǎo)流板組件間距調(diào)整前，稍微松開全部固定螺釘和星形把手。調(diào)整滑移板間距時(shí)(以左部分為例)，01旋轉(zhuǎn)部分圍繞固定螺釘01作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，星形把手01沿弧形導(dǎo)槽滑動(dòng)，星形把手02和星形把手03及絲杠調(diào)節(jié)支架01沿橫向?qū)Р刍瑒?dòng)。01滑移部分在沿橫向?qū)Р刍频耐瑫r(shí)沿縱向?qū)Р刍啤８鞑糠诌\(yùn)行軌跡參照?qǐng)D3。

為保證導(dǎo)流板組件的導(dǎo)料及收攏聚料效果，導(dǎo)流板與皮帶表面間隙采用密封條銜接，防止煙絲散落導(dǎo)流板外側(cè)(保證煙絲全部收攏)。密封條采用食品級(jí)硅膠材質(zhì)，保障制絲生產(chǎn)質(zhì)量安全。導(dǎo)流板底部設(shè)置立眼軸承，保證導(dǎo)流板組件因拆裝或意外脫落時(shí)與輸送帶表面滑動(dòng)接觸，避免損傷輸送帶表面。

2.3.2 絲杠組件

選擇左右旋梯形絲杠，公稱軸徑 20 mm，螺距 4 mm，精度6級(jí)。絲杠為不銹鋼材質(zhì)加工，配套銅質(zhì)絲母，具備自鎖功能。絲杠螺紋有效長(zhǎng)度可根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行調(diào)整。雙頭梯形絲杠在調(diào)節(jié)導(dǎo)流板間距過(guò)程中，為方便左右旋動(dòng)調(diào)節(jié)，本裝置配套可調(diào)節(jié)鉗口式棘輪扳手，使用方便，省時(shí)省力，如圖5所示。

圖5 絲杠組件示意圖

2.3.3 上蓋板及氣彈簧

為保證裝置使用及維護(hù)安全，本裝置設(shè)計(jì)安全蓋板，框架采用不銹鋼304矩形管焊接成型(規(guī)格：40 mm×10 mm×1 mm)，頂板采用PC耐力板(厚度 4 mm)，可有效保證結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和預(yù)防煙絲輸送過(guò)程中頂板內(nèi)部產(chǎn)生冷凝水現(xiàn)象。頂板外表面粘貼特氟龍覆膜，可有效預(yù)防頂板上方灰塵積聚，便于清潔。上蓋板通過(guò)碟形彈簧連接至固定架上，采用氮?dú)鈴椈奢o助支撐。氮?dú)鈴椈闪矶税惭b在導(dǎo)流板組件安裝板上，以保證裝置維護(hù)時(shí)人員的操作安全，以及人工開合蓋板時(shí)節(jié)省人力，如圖6所示。

圖6 上蓋板及氣彈簧示意圖

3 應(yīng)用效果

在葉絲流量分別設(shè)置為 4400 kg/h 和 2600 kg/h 時(shí)，對(duì)比使用煙絲輸送帶導(dǎo)流勻料裝置和未使用該裝置時(shí)的效果，并對(duì)相應(yīng)的質(zhì)量指標(biāo)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。結(jié)果顯示，本裝置明顯改善煙絲摻配過(guò)程煙絲分布狀態(tài)，明顯提升煙絲和摻配物的均勻性，能夠滿足煙絲輸送皮帶上的導(dǎo)流勻料。

3.1 指標(biāo)定義

漏摻(斷點(diǎn))次數(shù)，即統(tǒng)計(jì)一定時(shí)間內(nèi)(2 min)物料出現(xiàn)露底(皮帶裸露面積大于 4 cm2)的次數(shù)。

物料寬度極差，即統(tǒng)計(jì)一定時(shí)間內(nèi)(2 min)，煙絲輸送過(guò)程中物料最寬距離與最窄距離之差。

物料高度極差，即統(tǒng)計(jì)一定時(shí)間內(nèi)(2 min)，煙絲輸送過(guò)程中物料最高距離與最低距離之差。

3.2 效果對(duì)比

在葉絲流量分別設(shè)置為 4400 kg/h 和 2600 kg/h 時(shí)，相應(yīng)的效果及指標(biāo)對(duì)比見(jiàn)表1。

表1 不同流量下煙絲分布效果及指標(biāo)對(duì)比表

4 小結(jié)

煙絲輸送皮帶導(dǎo)流勻料裝置，具備不需用電、不需通信、簡(jiǎn)便、實(shí)用，且煙絲不額外造碎、不造成輸送皮帶磨損、不涉及現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備改造或調(diào)整等諸多優(yōu)點(diǎn)。并且能夠根據(jù)物料流量和來(lái)料狀況，進(jìn)行勻料效果的調(diào)整，明顯改善煙絲摻配過(guò)程煙絲分布狀態(tài)，明顯提升煙絲和摻配物的均勻性。在4400 kg/h和2600 kg/h的葉絲流量下：

1)物料漏摻(斷點(diǎn))次數(shù)減少，由原來(lái)的3及4次變?yōu)榫∮诘扔?次；

2)物料邊緣凹凸情況明顯改善，物料寬度極差由原來(lái)的47cm及 39 cm 變?yōu)榫∮?24 cm；

3)物料高低不平現(xiàn)象明顯改善，物料高度極差由原來(lái)的 20 cm 及 18 cm 變?yōu)榫∮诘扔?15 cm。