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PROTOS70卷烟机夹末研究
摘要：针对PROTOS70接嘴装置水松纸夹末这一问题，通过分析滤嘴烟支在水松纸接装的工作原理及工艺流程，找到了问题产生的原因，因此设计一套水松纸除夹末装置。设计安装了烟末负压收集系统，较好的控制及降低了水松纸夹末质量缺陷的产生频次，提高烟支的外观质量。
[关键词]：夹末；收集；水松纸；质量1、概述
PROTOS70卷烟机组是我厂重点引进的卷烟卷制设备，其主要特点是生产速度高、整机控制系统完善、卷烟质量好。该机组运行稳定可靠，从引进至今运转良好。但是在实际生产过程中随着企业对产品质量的要求不断提高，我们发现该设备还存在一些需要改进的部位。特别是我厂某些品牌水松纸（浅色水松纸）的使用，使得卷烟水松纸夹末这一矛盾越显突出了。
2、改造背景
卷制的烟支水松纸夹末是指烟末被包裹在水松纸(接装成型纸和滤棒成型纸之间，当水松纸纸颜色较浅时，可以明显的看到烟末所在的位置。虽然国标中允许卷烟表面有长度不大于2mm的夹末，但是夹末会引起水松纸搭口翘边、泡皱等一些外观质量缺陷（如图一），并且夹末本身就会降低消费者的感官，所以必须采取相应的措施来减少水松纸夹末。
据统计，水松纸接装缺陷烟支约为总缺陷烟支的平均比率的50%左右，而水松纸接装缺陷夹末占水松纸接装缺陷烟支的平均比率约为70%左右，以上数据表面：约一半以上的缺陷烟支是水松纸缺陷造成，而水松纸缺陷烟支的绝大部分是因为水松纸夹末缺陷构成。

图1：烟支夹末3、问题分析
3.1ZJ17卷制机组滤嘴卷烟接装装置工艺流程
由卷烟机卷制成型的双倍长烟支，经蜘蛛手送入接烟轮，在接烟轮负压吸风作用下进行制动，改变烟支运动方向，形成双倍长烟支流，随着接烟轮的转动将双倍长烟支逐个传给烟支切割鼓轮，切割圆刀把切割轮上的双倍烟支一切为二，形成两排的单长烟支，切割后的烟支被分离轮分离后的中间距离等于一个双倍长的嘴棒长度+2mm，滤嘴供给系统将滤嘴切割、错位、并行成双倍长滤嘴段并和烟支在汇合鼓轮上汇合形成“烟支+双倍长滤嘴段+烟支”的烟组，汇合后的烟组传送到靠拢鼓轮，在靠拢鼓轮两边挡环的作用下，消除烟支与双倍长滤嘴段的间隙，然后由靠拢鼓轮将烟组传送到靠拢鼓轮与水松纸鼓轮之间，此时的水松纸鼓轮已接收到由水松纸供给系统送来的经过加热，涂胶，切割的水松纸片，水松纸片和烟组汇合进入搓接轮和搓板之间在搓板和搓接轮相对运动和压力作用下搓接成双倍长滤嘴烟支。
3.2产生故障的原因分析
我们通过用频闪仪对生产中的设备仔细观察，发现在YJ17接装过程中，由于鼓轮的高速转动，烟端的烟末在离心力的作用下被抛出。抛出的烟末有一部分在重力的作用下掉入废烟箱，而另一部分会跟随鼓轮转动并被带到下游鼓轮上，从而在运转的鼓轮外围形成一股流动的烟末流，鼓轮的无烟区域也是如此。烟末在鼓轮向上和向下的受力情况如图二所示，红色的圆圈表示烟末。当烟末在鼓轮向上的工作区域时图二左边所示，烟末在离心力的作用下被抛出，由于惯性烟末沿切线方向运动并在自身重力作用下下落，同时因为鼓轮的高速转动带到鼓轮表
面的气流也高速流动。根据流体的速度与压强的原理知道，鼓轮表面气流流速快压强小，而外围气流的流速慢压强大，所以烟末在两种气流产生的压强差的作用下跟随鼓轮转动，质量大的烟末由于重力的作用有的会掉入废品箱，有的会掉在

图二：烟末受力图

鼓轮表面又会被鼓轮带走。当烟末在鼓轮向下的工作区域时图二右边所示，烟末的受力情况和向上的情况一样，但是质量大的烟末在离心力和重力的作用下克服气流的压强差，由于没有鼓轮表面的阻挡直接掉入废品箱，质量小的烟末一样会跟随鼓轮转动，所以在鼓轮向上和向下的工作区域都会形成烟末流。
PROTOS70接装机为了保证烟条的交接平稳，在设计上是上游鼓轮的负压气阀提前关闭，下游鼓轮负压气阀提前打开，以免鼓轮上下游负压发生干涉烟条交接不平稳有皱纹。这种设计同时也为烟末流的传递创造了条件，上游鼓轮的烟末在鼓轮的交接处会被下游鼓轮提前打开的负压带走，同时下游鼓轮表面气流和外围气流压强差的作用下，烟末就会传递到下游鼓轮上形成我们前面所看到的烟末流。2.3烟末流在综合鼓上容易对水松纸产生污染(如图三，图中红色小点表示烟末。综合轮切纸轮向旋转，综合轮烟组向切纸轮传送同时也把本身掉落的烟末和上游鼓轮传递的大量的烟末带过去，切纸轮上过胶的水松纸片经刀辊切成纸片也往综合轮的烟组上传递以供包裹烟组。切纸轮刀辊护罩和综合轮成一个比较狭小的空间，所以在这种情况下，水松纸片和烟末形成了相向运动，烟末极易粘在水松纸片上，造成搓接成型后的烟支水松纸夹末。

图三:烟支流示意
4、改进方案及实施
我再一次用频闪仪对生产中的设备各鼓轮仔细观察，终于发现了前期遗漏的问题，前面的频闪观察中，我只注意了四处飞溅的烟末，而忽略了各鼓轮表面还附着了很多烟末，而附着的烟末能克服离心力、克服新安装吸夹末装置的正负压的力量至始至终附着在鼓轮表面，鼓轮在高速的旋转状况下为什么还会附着那么多的烟末呢？烟末会不会附着在滤棒和水松纸片上呢？
1.在综合轮与切纸轮交界处增加一切纸轮风幕装置，该装置利用设备原有的负压风，将综合轮上的烟末吸附到防尘系统中。如下图所示：

2.在搓烟轮上方增加一搓接防尘装置，该装置利用设备原有负压风，将搓烟轮、综合轮、传递轮之间的烟末一并吸附到防尘系统中。如下图所示：
3.在大压板处增加一负压吸尘装置，将该处烟末及灰尘吸附掉。如下图所示：

4.改进原分离轮风罩，增加一负压风幕装置，使得风罩吸附灰尘跟集中。如下图所示：

5、结束语
通过这套系统，烟支夹末支数下降了70%左右，对提高了烟支的接装质量，减轻操作工的心理负担有积极意义。经生产车间多台设备验证对减少烟支夹末现象，提高烟支质量有很好的效果。

参考文献
【1】初嘉鹏、胡建中主编.《机械设计基础》.-3版.北京.中国计量出版社.2009
【2】丁仁亮主编.《金属材料及热处理》.-4版.北京.机械工业出版社.2009【3】HAUNI公司随机资料.《PROTOS70卷接机组操作说明书》1

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