基于Adams的烟条自动清洁装置的设计及运动仿真

  背景和目的  为降低卷接机故障停机时间,提高设备生产效率,设计了一款适用于单通道卷烟设备的烟条自动清洁装置。  方法  该装置采用活动式导烟杆的设计,有效实现烟条输送通道的自动清理功能,并基于Adams软件分析了气缸滑块与活动导烟杆的运动特征,以及不同工作压力下活动导烟杆的锁紧力和冲击力变化。  结果  以ZJ17S型卷烟机为对象进行测试,结果表明:烟条自动清洁装置安装后,清理成功率达98.9%,停机清洁时间由32.9 s降低至10.8 s,清洁效率提升67.2%,且不会影响烟支质量。  结论  改进后的设备可以有效提高生产效率,减少操作人员劳动强度。      

ZB45包装机组自动储包补包装置的设计

为减少ZB45包装机组因辅机停机造成主机停机次数多、原辅材料消耗大等问题,设计了一种自动储包补包装置。该装置安装在烟包输送通道侧面,其储包装置和补包装置分别与烟包输送通道连接,实现自动储包补包功能;通过优化主机降速程序,延长主机继续运行时间,减少主机停机次数,降低原辅材料消耗。以毕节卷烟厂生产的"黄果树(长征)"牌卷烟为对象进行测试,结果表明:安装该装置后,可自动储包补包258包烟,辅机停机后主机继续运行时间延长365 s,因辅机停机导致的主机停机次数减少约5次/班次,剔除烟包量减少90包/台班,机组运行效率提高1.93百分点,节约小盒商标纸约65.45万张/年。该技术可为提高包装机组生产适应性提供支持。     

YB618型硬条及条外透明纸包装机烟包输入通道的改进

为解决YB618型硬条及条外透明纸包装机因输入通道内上层烟包滑落导致通道堵塞而引起停机次数多等问题,对烟包输入通道进行了改进。通过分析双层烟包的输送原理和受力情况,将由上下输送带带动烟包的输送方式改为左右两侧输送带夹紧烟包的输送方式,采用原同步带轮经多组同步带传动和齿轮箱传动后驱动输送带。以大理卷烟厂生产的"红塔山(硬经典100)"牌卷烟为对象进行测试,结果表明:改进后因输入通道堵塞引起的停机次数减少8.7次/天,停机率降低97.75%。该技术可为提高包装机组生产效率提供支持。     

PROTOS2-2卷接机组搓接鼓轮自动清洁装置的研制

为解决PROTOS2-2卷接机组在烟支搓接成型过程中存在的搓板堵塞、皱纹烟支等问题,研制了一种搓接鼓轮自动清洁装置。在运行过程中,清洁毛刷与搓接鼓轮的转动方向相反,且清洁毛刷对搓接鼓轮的压缩量为1 mm时,可以对搓接鼓轮进行有效清洁;采用同步齿形带传动方式,将切纸轮清洁毛刷装置的动力传递给搓接鼓轮清洁毛刷;通过PLC程序控制清洁吹风口,及时清除聚集在搓接鼓轮上方的烟支,清洁吹风的工作时间为15 s,间隔时间为5 s,空气压力为0.2 MPa。结果表明:该装置实现了搓接鼓轮的自动清洁,改进后搓板堵塞减少了3.4次/班次,搓接鼓轮保养减少了3.73次/班次,降低了设备停机次数,提高了设备运行的稳定性。     

RTS烟支卸盘缓存装置的改进

COMFLEX-ML辅助连接设备中RTS(Rod Transfer System)烟支卸盘缓存装置存在滑板强度低、检测器误检率高、缺乏动力传递过载保护装置等缺陷,由此造成设备故障率高、停机时间长、维护成本高等问题。为此采用钢制滑板材料与大规格传感器对RTS烟支卸盘缓存装置进行了改进,并设计了动力传递过载保护装置。改进后RTS烟支卸盘缓存装置增强了滑板强度,增大了传感器的检测距离,过载保护装置在过载情况下可自动切断电机与缓存装置的动力传递,保证了装置的安全,平均故障次数由2.7次/月下降到0.5次/月,故障平均维护时间由168 min/次降低到12.7 min/次,减少了备件的损耗量,保证了设备的正常运行。     

YB618型硬条提升及条外透明纸美容装置的改进

为解决YB618型包装机堆叠塔提升美容装置因设备故障时无法及时排空,导致烟条外观质量下降、原辅材料浪费等问题,通过改变烟条相互堆叠的提升方式,设计了"一条一推"提升美容装置。该装置以独立的伺服电机为动力源,以同步带传动链、齿轮齿条机构作为动力传输纽带,在滑动导轨、固定导轨的相互配合下实现烟条等间隔提升,同时增加第六面美容装置对烟条进行全方位美容。结果表明,改进后烟条提升模块停机故障减少3次/月,报废烟条数量减少68条/月,包装质量不合格烟条数量减少67条/月,烟条外观质量缺陷比例降低16百分点。该装置有效提高了包装设备有效作业率,改善了烟条外观质量。     

基于减少烟支端面泡皱率装置的研制

为解决ZJ17卷接机组由第二分切圆刀片导致的烟支质量缺陷和停机处理耗时长等问题,设计了一种第二分切圆刀片清洁装置。该装置由清洁剂储存器、清洁剂自动供给系统两部分组成。清洁剂储存器主要为清洁工件提供稳定的清洁剂,清洁剂自动供给系统负责使清洁剂储存装置清洁剂的剂量符合需要。由正交试验可得,清洁装置的最优设计参数为输送通道管径4 mm,清洁工件与圆刀片的重合量8～10 mm,自动供给系统泵启动间隔4 s,自动供给系统泵运行4 s。文章以恩施卷烟厂使用的ZJ17卷接机组为试验对象进行研究,试验结果表明,安装清洁装置后,因分切圆刀片未清洁导致的质量缺陷的发生次数由8.5次/月降至1.67次/月（降幅80%）,停机处理耗时由5.15 h/月降至0.45 h/月（降幅91.2%）,圆刀片的损耗量由7.5张/月降至1.33张/月（降幅82.2%）。也就是说,该技术可为提高卷接设备的生产效率提供有力的支持。     

新型异型条烟分拣机的设计

为解决传统立式分拣机工作效率低且生产成本高等问题,基于立式分拣机的结构和分拣方式,通过理论计算设计了新型异型条烟分拣机。该设备主要由补烟装置、储烟柜、出烟装置等部分组成,将条烟按规格尺寸分别存放在储烟柜的烟仓中,补烟装置对条烟数量不足的烟仓自动补烟,出烟装置按订单需求自动出烟。随机选取40种异型条烟作为分拣对象,对两种分拣机性能进行测试,结果表明:新型分拣机运行稳定,与立式分拣机相比,分拣量提高1 493条/h,烟仓储量增加400条,操作人员减少2人,设备停机次数减少3次/h。该设备可为提高异型条烟分拣效率和减少人工成本提供技术支持。     

ZJ116A型卷接机组搓接自动清洁装置研制

为减少ZJ116A型卷接机组因搓板堵塞而造成的停机次数,降低设备的维保强度,设计了一种自动清洁装置。该装置既通过电机驱动毛刷清洁搓烟轮表面,又采用IPC系统控制压缩空气清洁搓板的表面,两者实现了搓接装置的自动清洁功能。以生产"白沙(硬)"牌卷烟为对象,对改进前后的卷接机组进行对比测试,结果表明:改进后的设备出现搓板堵塞的次数减少了15次/月,人工清洁搓板次数减少了16次/月,人工清洁搓烟轮的次数减少了20次/月。     

小批量生产模式下柜式先进先出卷烟储存输送装置的改进

为解决加热卷烟小批量（产量≤2箱,1箱=5万支）生产时柜式先进先出卷烟储存输送装置因物料输送路径较长导致生产耗时长等问题,对输送装置进行了改进。在输送装置外部增加一套烟支自动输送接料旁路系统,包括进料腔、旁路输送通道、自动接料机构及人机交互系统。各机构均采用伺服驱动电机独立控制,通过建立物料流量传输模型,实现了物料快进快出和自动接料功能。以湖北中烟武汉卷烟厂生产的加热卷烟为对象对输送装置进行测试,结果表明：在小批量生产模式下,改进后输送装置生产耗时降低66%,人工投入降低50%。该技术可为提高加热卷烟产品质量稳定性和生产效率提供支持。     

ZJ17卷接机组废接装纸收集装置的设计

为解决ZJ17卷接机组因废接装纸导致烟支质量缺陷和停机处理耗时长等问题,设计了一种废接装纸收集装置。该装置由导向部件、单向收集通道、收集腔和输送通道4部分组成,导向部件将切纸轮产生的废接装纸导入单向收集通道,通道内正压气流经T型管路转向和变速后形成负压气流,进而将废接装纸吸入收集腔并在正压气流作用下经输送通道进入废料桶,实现废接装纸收集。由正交试验可得,收集装置的最优设计参数为单向收集通道正压气流压强0.6 MPa,收集腔正压气流压强0.4 MPa,导向辊直径8 mm,输送通道管径80 mm。以毕节卷烟厂使用的ZJ17卷接机组为对象进行测试,结果表明：使用废接装纸收集装置后,因废接装纸干扰烟支接装导致的质量缺陷发生次数由18.2次/月降低至1.3次/月,降幅92.9%;停机处理耗时由7.6 h/月减少至1.0 h/月,降幅86.3%。该技术可为提高卷接设备生产效率提供支持。     

设计机械手实现G.D包装机美容器内的条烟自动取出

G.D机组CV条透明纸包装机增设的条烟美容器无自动取出装置,停机后若不及时取出美容器内的条烟,条烟易被烫坏,为此设计了一套机械手自动取出条烟装置。通过分析机械手方式实现条烟取出的可行性和可靠性,设计了机械手的“手指”、“手臂”和电、气自动控制系统,实现了机械手自动取出条烟美容器内的条烟。经长期运行表明,该装置能准确无误地将条烟自动取出,取出的条烟的烟支质量也是完好的。实现美容器内条烟自动取出,避免了条烟被长时间过度加热,使产品质量得到了保证,同时也减少了因条烟透明纸被烫坏而造成的原辅材料消耗,降低了生产成本。     

条烟收集机的设计与应用

为解决条烟排包机和横向收集机在生产中出现的条烟不到位、故障率高、维修保养不方便等问题,采用下滑式条烟输送方式和整体提升技术对排包机进行了改进.收集机接收到下滑的条烟,由皮带机输送到封箱机,减少条烟输送链板的停机频次,保证设备的正常运行;采用凸轮驱动保证条烟提升运动的可靠性,条烟提升和输出均采用伺服电机控制,条烟检测和控制系统均采用PLC控制.应用效果表明,条烟输送系统的故障停机次数由原来的每月340次左右降低为40次以下,机台人员手工装箱工作量由原来的每天每台15件以上降低到2～5件,减少了设备维修量,提高了设备运行效率.     

YB95条包机出口与烟条提升器入口联动装置研究

烟条提升器作为GDX1软包机组与装箱机组连接输送装置,当烟条提升器入口堵塞导致YB95包装机出口堵塞,造成包装设备停机率高及卷烟外观质量挤压变形。通过设计三种方案将YB95与烟条提升器进行联动,综合考虑选择较优方案:增添光电开关、蜂鸣器、排烟按钮,该联动装置能及时发出堵塞报警提示,并在必要的时候控制YB95进行停机,改进后YB95出口堵塞必须停机处理的频次大幅度降低。     

新型链式废烟提升输送装置的研制

为解决ZJ116型卷接机组废烟提升输送装置输送带易磨损、维护保养周期短等问题,研制了一种新型废烟提升输送装置。该装置采用链条传送方式将通道底部的废烟提升输送到装置顶部,解决了输送带易磨损、易跑偏等缺陷;设计了一种快拆装置,便于链条和链轮拆卸更换;驱动电机位置下移,提高设备安全性能。以青岛卷烟厂生产的"泰山"牌卷烟为对象进行测试,结果表明:改进后废烟提升输送装置的维保次数减少8次/年,维保时间减少4.2 h/次,全年总维保时间减少33.6 h。该方法可为提高卷接机组运行效率提供技术支持。     

条烟输送设备实现分道控制方法

目前较多的卷烟厂条烟输送设备实行多条条烟输送通道统一控制,即条烟输送线动力头采用带减速箱的电机直接驱动条烟输送主动链轮轴（轴上固定多个链轮）的形式（图1）,当一组条烟输送设备的光电检测器检测到条烟输送通道堵烟时,则电机停止运转,该组条烟输送设备的所有条烟输送通道同时停止运转,短时间内造成大量的条烟堆积。     

基于PLC的条烟输送通道远程控制系统

设计一种基于PLC的条烟输送通道远程控制系统,质量缺陷烟进入条烟输送通道后,通道前端包装机操作工可以在第一时间停止通道;包装机停止开关复位后,通道后端装封箱机操作工可以重新启动条烟输送通道,拦截通道中的质量缺陷烟。解决了改造之前不能及时拦截通道中的质量缺陷烟,导致质量缺陷进入成品库,造成产品追溯的问题,大幅度降低了产品追溯的次数和每次追溯条烟数量,减少人力和时间的浪费,提高了生产效率。     

GDX包装机烟支通道内乱烟有效检测方法的探索

目前,烟草行业内的GDX1(GDX2)包装机组与PROTOS70卷接机组之间的烟支传递主要是通过烟支输送通道来进行输送的。在生产过程中,卷接机组的卸盘机的出口到包装机组的烟支烟库的入口之间经常容易出现乱烟支情况,导致烟库下烟通道烟支堵塞后出现烟库无烟支、弹性壁堵塞、烟支模盒缺支等故障停机,其中烟库无烟和烟支模盒缺支两种故障发生频次较高,且每次发生烟库无烟支和烟支模盒缺支故障停机后,都需要操作工手动对堵塞烟支进行清除,非常耗时且造成烟支消耗增大,严重影响设备的运行效率,降低台班产量。本文主要通过对烟支通道内发生的乱烟支进行分析,探索有效的检测方法。     

YF17卷烟储存输送系统提升机的分析与改进

为解决YF17卷烟储存输送系统提升机中存在的烟支下坠、皱纹烟支等问题,对提升通道中烟支流量匹配和相对运动进行了分析,由于烟支通过转弯段的有效利用宽度是变化值,采用固定通道的方式无法实现烟支流量的匹配。改进后提升机在入口转弯段采用了摆臂式柔性输送装置,对垂直提升段与入口转弯段实施分段控制,出口转弯段则采用了弹性输送装置。应用效果表明,实现了对烟支流量的精确控制和柔性输送,烟支下坠现象消失,皱纹烟支由3~4支/min降低到0.5~1.0支/min,有效提高了卷烟产品的外观品质。     

链板输送带自动清洁进给装置

链板输送机条烟输送系统有效地实现了从卷包机组成型条烟与装封箱机过渡连接,具有整体美观大方、功能齐全、操作安全方便等优点,是卷烟厂提高生产自动化水平的理想选择。在实际过程中条烟输送带暴露在外面,因此表面会堆积灰尘。在链板输送带上输送时,条烟透明纸表面会粘有灰尘,影响条烟外观,从而造成外观质量缺陷。因为输送机涉及高空、空间狭窄等因素,造成输送机的清理维护成为了难题,人工清理方式不能有效地对输送机进行彻底清理。通过对链板输送通道下方安装毛刷,由气缸自动进给始终对链板输送带保持一定的压力,依靠链板输送带自身动力驱动进行链板输送通道清洁。同时减少因链板输送带表面脏污引起的条烟透明纸脏污,减轻了维护人员的劳动强度。