新型煙箱清掃機構的研制

摘" 要：為解決儲葉煙箱清掃機使用過程中部分煙箱內殘留物無法清掃干凈的問題，對煙箱清掃機的清掃機構進行分析和研制。通過增加振動發生器和雙排毛刷，實現清掃機高效徹底清除煙箱殘留物的要求。以昆明卷煙廠葉庫5臺清掃機為對象進行測試，每臺清掃機清掃100個煙箱。結果表明，研制的新型煙箱清掃機構清掃干凈煙箱占比平均值增加了23.4%。該技術可為提高貯煙箱清潔度提供技術支持。

關鍵詞：煙箱；清掃機；氣動振動器；鋼絲繩減振器；煙箱清掃

中圖分類號：TP242" " " 文獻標志碼：A" " " " " 文章編號：2095-2945（2024）32-0043-04

Abstract： In order to solve the problem that the residues in some cigarette boxes cannot be cleaned during the use of the leaf storage cigarette box cleaner， the cleaning mechanism of the cigarette box cleaner was analyzed and developed. By adding a vibration generator and double rows of brushes， the requirements of the cleaner to efficiently and thoroughly remove residues in the cigarette box are achieved. Taking five leaf warehouse cleaners of Kunming Cigarette Factory as an example， each cleaner cleaned 100 cigarette boxes. The results showed that the proportion of cigarette boxes cleaned by the new cigarette box cleaning mechanism increased by an average of 23.4%. This technology can provide technical support for improving the cleanliness of cigarette storage boxes.

Keywords： smoke box; cleaner; pneumatic vibrator; wire rope damper; smoke box cleaning

隨著制絲設備的不斷發展，對煙絲加工質量要求越來越高[1]。由于箱式儲葉技術可促進片煙醇化和料液吸收，改善片煙內在品質[2]，煙草行業越來越多的煙草制造企業采用箱式自動化立體倉庫進行卷煙儲存和出入庫作業的工藝[3]。煙箱作為箱式儲煙的重要儲存工具，由于煙草物料具有流動性、粘連性等物理特性[4]，在實際生產中，經清掃機清掃后，部分儲葉煙箱無法清掃干凈。崔嵬等[5]設計了一種自動清掃裝置，利用毛刷輥清潔煙箱外壁，同時利用吸塵系統吸風，吸走毛刷輥清掃下來的灰塵，從而達到清掃煙箱的目的。但針對儲葉箱內部殘留物濕度大、體積大、黏附力大等特點，清掃儲葉箱的研究鮮有研究報道。為此，通過對儲葉煙箱清掃機清掃機構進行分析，研制了一種新型清掃機構，以期提高儲葉煙箱的清潔度，保證煙絲質量。

1" 問題分析

1.1" 工作原理

待清掃煙箱到達清掃位置后，翻箱機1將煙箱翻轉到位，清掃機構3對煙箱進行清掃，殘留物落入接料小車2，如圖1所示。其中，清掃機的清掃機構主要由清掃刮板1和支撐板2等部分組成，如圖2所示。清掃時，清掃機構的清掃刮板對煙箱內殘留物進行清掃，同時清掃機構上裝有噴吹氣嘴噴射壓縮空氣，對煙箱殘留物進行清吹，根據設定運行軌跡，完成煙箱內部清掃工作。

1.2" 存在問題

實際生產中發現部分儲葉煙箱經過清掃機清掃后仍然有殘留物存留，清掃機無法保證所有煙箱清掃干凈，且清掃不干凈的煙箱占比較大，殘留物長期積累在煙箱內部存在發生變質，產生異味的質量隱患，嚴重影響在制煙葉煙絲的質量。主要原因：①為了保證翻箱機能夠準確夾緊煙箱，翻箱機夾緊機構留有10 mm的高度容差，此高度容差造成煙箱翻轉到位后煙箱內壁與清掃刮板產生間隙或抵死現象，如圖3所示。②清掃刮板硬度低，清掃煙箱殘留物時容易變形失效。

2" 系統設計

設計的新型煙箱清掃機構由毛刷、氣動振動器、鋼絲繩減振器、支撐板1和支撐板2等部分組成，如圖4所示。研制的新型清掃機構中，毛刷安裝在支撐板1上，氣動振動器安裝在支撐板另外一面。鋼絲繩減振器安裝在支撐板1和支撐板2之間固定。安裝時保證2塊支撐板平行安裝。其中，毛刷采用雙排刷絲的毛刷，且雙排毛刷長短有別，防止毛刷清掃過程中與煙箱抵死而失效；利用氣動振動器產生的機械振動破壞煙葉與煙箱的黏附力，將煙葉清掃下來；加裝6組鋼絲繩減振器起到緩沖機械振動的作用。

2.1" 毛刷

由于尼龍彈性好，耐磨且不易脫絲，故選擇尼龍絲材料毛刷。為了消除煙箱內壁與清掃刮板產生間隙或抵死現象，選擇雙排毛刷結構，且刷絲長短不同，長短刷絲長度相差10 mm，如圖4所示。當長刷絲與煙箱抵死失效后，短毛刷開始進行清掃工作，可有效保證毛刷清掃效果。

2.2" 氣動振動器

氣動振動器具有體積小、結構簡單、制造成本低等優點[6]。故選用氣動振動器，其結構如圖5所示。

2.3" 鋼絲繩減振器

減振器可以用來減小結構振動[7]。鋼絲繩減振器具有強適應性、體積小、結構簡單、易于安裝及穩定可靠等優點[8]，能夠吸收左右、上下、前后三維的振動和沖擊，如圖6所示。當氣動振動器產生機械振動時，鋼絲繩減振器通過鋼絲繩形變對機械振動進行緩沖，從而減小機械振動產生的機械損傷。

2.4" 支撐板1

支撐板1主要用于毛刷、氣動減振器和鋼絲繩減振器的安裝，同時承受氣動振動器的沖擊力。為了符合強度要求，同時滿足氣動振動器和鋼絲繩減振器安裝時不發生干涉，支撐板1采用材料45鋼材料，厚度為3 mm的鋼板加工出長寬尺寸為400 mm×400 mm的支撐板，同時加工螺紋孔，用于毛刷、氣動振動器、鋼絲繩減振器的安裝。

2.5" 支撐板2

支撐板2主要用于鋼絲繩減振器的安裝，同時承擔整個清掃機構與清掃機驅動軸的連接固定。支撐板2采用材料45鋼材料，厚度為3 mm的鋼板加工出長寬尺寸為400 mm×400 mm的支撐板，同時為不干涉氣動振動器的安裝，方便氣動振動器連接壓縮空氣管道，在支撐板中間開方形孔，并倒圓角。

2.6" 支撐板1受力分析

通過對支撐板1進行應力仿真分析，6組減振器安裝位置受力均勻，保證了新型煙箱清掃機構的穩定性。同時，支撐板1形變量最大值為0.017 mm，如圖7所示，可見支撐板1變形量較小。

3" 應用效果

3.1" 實驗設計

材料：待清掃儲葉煙箱（由昆明卷煙廠提供）。

設備：TF154煙箱清掃機（昆明船舶設備集團有限公司）；新型清掃機構（紅云紅河煙草（集團）有限責任公司昆明卷煙廠研制）。

方法：將氣動振動器進氣壓縮空氣壓力調節為0.4 MPa，分別對研制前后葉庫5臺清掃機清掃效果進行統計，每臺清掃機實驗100個煙箱，分別統計研制前后每臺煙箱清掃機清掃后清掃干凈煙箱的個數，求得每臺清掃機清掃后清掃干凈煙箱占比，取平均值，具體見表1。

3.2" 數據分析

由表1可知，研制前清掃后的儲葉煙箱清潔干凈占比平均值為76%。研制后清掃后的儲葉煙箱清潔干凈占比平均值為99.4%，提高清掃干凈煙箱占比23.4%，有效提高了儲葉煙箱干凈程度，保證了卷煙在制品的質量。以昆明卷煙廠制絲車間生產量計算，每天約需要對1 488個儲葉煙箱進行清掃，每天可增加清潔干凈煙箱約354個，可見研制后的清掃機構可以大幅提高清掃機清掃煙箱有效性，保證儲葉煙箱清潔度。

4" 結論

通過研制新型煙箱清掃機清掃機構，利用氣動振動器產生機械振動，帶動刷絲長短不同的雙排毛刷對儲葉煙箱進行清掃，利用機械振動產生的沖擊力破壞煙葉與煙箱之間的黏附力，從而達到將儲葉煙箱清掃干凈的目的。以昆明卷煙廠葉庫5臺清掃機為對象，對研制前后清掃效果進行測試對比，研制的新型煙箱清掃機構可以提高清掃干凈煙箱占比23.4%，每天可以多清掃干凈煙箱約354個，提高了儲葉煙箱的清潔度，保證了制絲在制品的質量。

參考文獻：

[1] 李榮，楊力，石濤，等.VAS冷床煙絲回收裝置的改進[J].煙草科技，2021，54（8）：95-99，112.

[2] 劉澤，朱勇，邱昌桂，等.儲葉過程中片煙吸收料液效果的評價方法[J].中國煙草學報，2015，21（1）：22-27.

[3] 付嵐濤.基于箱式儲絲自動化立體倉庫的研究與設計[D].昆明：昆明理工大學，2013.

[4] 張鵬飛.箱式儲煙物流控制系統的研究與設計[D].昆明：昆明理工大學，2010.

[5] 崔嵬，宋義斌，陳傳通，等.煙絲庫區煙箱自動清掃裝置研發[J].機械工程師，2016（9）：142-143.

[6] 李衛，王濟美.渦流式氣動振動器性能的計算與試驗[J].鑿巖機械氣動工具，1999（2）：13-16.

[7] 田千里，高贊明，倪一清.用鋼絲繩減振器控制結構振動[J].機械強度，1991，13（4）：7-10，20.

[8] 郭棟.新型鋼絲繩減振器減振性能的試驗研究[D].太原：中北大學，2012.