卷烟机梗签在线分离装置设计研究.pdf

137工 艺 与 装 备卷烟机梗签在线分离装置设计研究索粮曲军建闫林李国广（河南中烟工业有限责任公司南阳卷烟厂，南阳 473000）摘要：由于原卷接机组排梗阀辊无法有效阻止除尘负压风进入漂流室，导致漂流室内气流受除尘管内负压风的干扰，使得其中一部分烟丝和其他可卷制成分被除尘风吸走，造成了原料浪费。因此，在原机基础上对相关分离装置进行改进设计，使得新设计装置可实现 PASSIM 卷烟机梗签剔除物中梗丝的分离回收。梗丝分离回收装置能够彻底分离卷烟机二次分选出来进入出梗腔的梗签和烟丝，节约了成本，提升了设备的工作效率。关键词：PASSIM 卷烟机；梗签剔除物；在线分离；回收装置Design and Research of On-Line Separation Device for Cigarette Machine Stem TagSUO Liang,QU Junjian,YAN Lin,LI Guoguang(Henan Tobacco Industry Co.,Ltd.,Nanyang Cigarette Factory,Nanyang 473000)Abstract:Because the discharge valve roller of the original winding unit could not effectively prevent the negative pressure air of dust removal from entering the drift chamber,the air flow in the drift chamber was interfered by the negative pressure air in the dust removal pipe,which made part of the tobacco and other rolling components sucked away by the dust removal wind,resulting in waste of raw materials.Therefore,on the basis of the original machine,the related separation device is improved and designed.The new design device can realize the separation and recovery of the stem filament in the stripper of PASSIM cigarette machine.The stem separating and recycling device can completely separate the stem tag and tobacco from the secondary sorting into the stem cavity of the cigarette machine,saving the cost and improving the working efficiency of the equipment.Keywords:PASSIM cigarette machine;stalk cull;on-line separation;recovery unitPASSSIM 7K 卷接机组排梗系统包括排梗阀辊、排梗腔、除尘负压风管、漂浮室、叶片、离合器和传动系统等，具有生产速度快、质量好、性能佳、适应性强、易维修和易操作等特点，是国内卷烟生产企业使用较多的一种卷烟生产设备。但其也存在一定的缺陷，如因排梗设备缺陷导致烟丝回收率、分离效率较低等。本项目通过研究 PASSIM 卷烟机梗签剔除物在线分离回收技术，设计配套技术方案，可实现卷烟机梗签物中烟丝的在线分离、回收及利用，提升烟丝的利用率，减少人力资源的投入，保证工艺质量。1项目设计总体技术要求项目改造需实现对 PASSIM 卷烟机梗签剔除物进行在线分离，并回收利用其中的烟丝，总体技术要求如下。（1）通过设计控制能够分离卷烟机二次分选出来的梗签物，处理能力不低于 40 kg h-1，适应机速大于 8 000 支 min-1，回收后的烟丝满足卷烟工艺要求。（2）PASSIM 卷烟机梗签剔除物在线分离回收装置应将原机后侧位置作为设计空间，避免损坏原机的机架，保持原机的外观，设备运行噪声低于 75 dB。（3）通过一次风分和二次离心风分再次分离PASSIM 梗签物，降低烟丝的单箱消耗。（4）新型梗签分离装置处理烟梗后，梗中含丝率均稳定控制在 1%以下。（5）不改变原机的性能和布局，采取紧凑型设计，合理利用设备现有的空间位置。（6）改造后不影响原机设备的正常使用。（7）要求机械机构安装简便，以便于维修时能够快速及时地拆卸及再安装。（8）改造后安装应不影响原机设备的正常操作，而且要保留一定的设备维修和操作空间。（9）各种机械装置及电气设备符合相关安全要求，包含堵丝堵梗超载等安全报警装置。（10）在线梗签物分离回收装置应操作简便，方便操作人员使用及日常维护。（11）主体及防护罩的涂漆颜色应与主机外观涂漆色泽协调一致，或经招标方同意。（12）所用电气元件应为国内外知名品牌，易从市场购得，并应安全防护运行件。2项目具体技术方案改变卷接机组原有的排梗方式，主要通过断开与排梗腔相通的除尘负压风，将除尘风直接通向大气，这样就可以不用考虑排梗阀辊密封性的好坏。通过设计一种螺旋推进器排梗装置，利用螺旋与传动装置将现 代 制 造 技 术 与 装 备1382023 年第 7 期总第 320 期漂浮室风选下来的梗签与杂物推至排梗腔外，再通过延伸连接套将梗签与杂物传送到专门的回收装置内，最后通过除尘风管负压风将其吸走1。2.1技术背景PASSIM 8K卷接机组额定生产速度为8 000支min-1，烟丝通过风力送丝后进入料斗，通过陡角提丝带、大针辊、匀丝辊、抛丝辊和梗丝分离后进入吸风室形成烟条。其中，由烟丝输送带将烟丝均匀输送至梗丝分离装置，将烟丝中的梗签、结团烟丝等分离出来。分离出的梗签及结团烟丝等全部直接送入除尘房处理。梗签分离采用风力浮选方式，其中较重的梗签、烟丝团从风选口剔除，较轻的烟丝进入吸风室。在生产中，为使烟支中含梗量达到工艺要求标准，需要调大梗丝分离装置的风力，导致剔除的梗签中含有大量成品烟丝，造成烟丝的浪费，增加了烟丝的单箱消耗2。针对该问题，本方案在原机排梗口下设计一套新型梗签分离装置，对落下的梗丝进行再次风分，通过风分及离心分离过程有效分离烟丝和梗签。2.2具体方案设计2.2.1PASSIM 原机梗丝分离装置工作原理PASSIM 卷烟机主要利用真空浮选方式来分离烟丝中多余的梗签，先通过风力将烟丝送入进料斗，再经卷烟机的一次风分装置分离出烟丝中的梗签、结团烟丝等。较重的梗签、烟丝团进入第 2 次梗丝分离装置后，从风选口剔除送入除尘房处理，较轻的烟丝进入吸风室3。2.2.2改进后的梗签分离装置工作原理本方案采用原机相同的风力浮选，通过一次风分和二次离心风分再次分离 ZJ17 分离出的梗丝混合物，降低烟丝的单箱消耗。该装置由悬浮分离腔体、真空发生器、气流调节阀、软管和离心分离装置组成，如图 1 所示。1234576接设备正压空气接除梗管1.悬浮分离腔体；2.软管一；3.真空发生器；4.气流调节阀；5.梗签离心分离装置；6.软管；7.软管二。图 1新型梗签分离装置该装置针对原机二次风分后的梗丝混合物进行第3 次、第 4 次分离，工作流程如图 2 所示。第 3 次分离风选口剔除较轻的烟丝吸风室烟丝卷制成形除尘房处理梗丝混合物一次风分装置20%的梗丝混合物第 2 次梗丝分离装置VE贮料室第 4 次分离新型梗签分离装置小梗签轻梗签烟丝图 2新型梗签分离装置工作流程图新型梗签分离装置工作原理，如图 3 所示。它主要是连接气管与原机的正压气源，通过气流调节阀合理调节真空发生器内的负压大小，以改变悬浮分离腔内的气流情况，使其满足分离所需的理想气流。在卷烟机工作过程中，原机中的梗丝混合物先从梗签分离装置进入接梗通道，再借助负压作用将其分离。其中，较重的梗签和团结烟丝从悬浮分离腔体的下出口进入梗签收集器内，而较轻的烟丝及梗签则从悬浮分离腔体的上出口经过软管最终进入梗签离心分离装置。梗签离心分离装置主要是利用真空发生器提供的正压气流进一步分离烟丝，最终较轻的烟丝经回丝管出口进入烟丝料斗，较重的则从烟梗管口进入除尘房梗签管道。2.3主要结构设计2.3.1总体外形设计该装置采用独立模块化设计，所有功能结构部件和控制部件都集中在一个独立箱体内，外观紧凑，占139工 艺 与 装 备地面积小。原机分离出来的梗丝物通过一个管路直通装置，管路采用快速连结管套连接主机和装置4，如图 4 所示。28910原机梗签分离装置原机烟丝料斗梗签收集器接设备 正压空气4371651.悬浮分离腔体；2.软管；3.真空发生器；4.调节阀；5.梗签离心分离装置；6.接梗通道；7.悬浮分离腔体下出口；8.悬浮分离腔体上出口；9.回丝管；10.烟梗管。图 3新型梗签分离装置工作原理2.3.2悬浮分离腔体的设计悬浮分离腔体采用长方体外形。长方体腔体中间便于安装挡块以改变风的流向，在确保分离效果最好的前提下降低烟丝的造碎率，易于下端出口分离出的烟梗下落，分离效果较好。材料选用可加工性好、硬度较低、耐腐蚀性强的不锈钢材料。图 4装置独立模块化设计接梗通道需要与分离腔体相配合，宽度均设计为100 mm。在通入负压值一定的情况下，为了确定分离腔体的长度、高度尺寸，需进行试验分析。悬浮分离腔体尺寸的设计示意图，如图 5 所示。图 5悬浮分离腔体尺寸的设计（单位：mm）（下转第 143 页）143工 艺 与 装 备度。可以考虑折叠机构的折叠速度、操作力度和操作步骤的简单程度等指标。再次，评估折叠机构在长期使用和频繁折叠展开后的耐久性和寿命。可以进行疲劳测试、循环折叠测试和材料性能测试等，以确定折叠机构的使用寿命和可靠性。最后，评估折叠机构的成本效益，包括制造成本、维护成本和使用寿命等因素。综合考虑折叠机构的性能和价格，以确定其性价比和市场竞争力。5结语文章介绍了电动单车折叠机构的设计原理、材料选择、制造工艺、组装方法、操作方法、注意事项以及维护保养建议。针对折叠机构存在的问题，提出了结构优化、材料改进、润滑减摩、操作简化、安全设计和创新设计等改进方案。同时，强调折叠机构性能评价的重要性，包括结构稳定性、折叠性能、耐久性、安全性、使用者体验和成本效益。通过持续改进和优化折叠机构，可以提高其可靠性、耐久性和用户体验，实现便携性与便利性的完美结合。未来折叠机构将在出行方式中发挥更重要的作用，为用户带来更便捷、可靠的出行体验。参考文献1 匡焱.一款收缩式折叠自行车创新设计 J.中国自行车，2022（4）：83-85.2 檀丛啸.折叠电动自行车作为地铁接驳工具的探讨 J.中国设备工程，2022（4）：29-30.3 王润东.折叠电动自行车车架优化设计 J.中国自行车，2021（6）：56-59.4 夏瑜珠.人机工程学在电动自行车设计中的应用 D.济南：齐鲁工业大学，2014.5 周小军.折叠式电动自行车设计研究及应用开发 D.贵阳：贵州大学，2016.2.3.3梗签收集器的设计考虑收集器主要用于收集烟梗，放置位置较低，易受冲击，需坚固耐用，最终选择硬度较高、经济性强的不锈钢作为梗签收集器的材料。收集器应能全部接住经过真空悬浮分离后的烟梗，同时兼顾原机的预留空间，最终确定梗签收集器的尺寸为 300 mm 250 mm270 mm。2.3.4离心风分装置的设计进入离心分离腔体的梗丝混合物，在真空发生器及除梗管道的正压和负压共同作用下，要想实现有效分离，需要改变腔体的结构形状，进而改变装置内的气流流速大小。重量小于气流升力的烟丝会沿内腔的上部出口进入落料槽，较重的梗签则会从内腔下部的梗签出口分离出来5。此外，为了降低烟丝的造碎率，所设计的装置腔体为圆弧形，整体离心分离装置的外形为马蹄形，如图 6 所示。图 6离心分离腔体三维图此装置体积小，易维护，分离距离短，烟丝造碎率低，而且易调节和观察。3结语新设计的卷烟机梗签分离装置在原机的基础上增加了旋推进器、传动装置及储梗箱等装备后，通过断开与排梗腔相通的除尘负压风，改变了原有的排梗方式，将梗签与混合杂物在排梗装置中进行操作，避免了除尘管在负压风的作用下抽吸漂浮室烟丝的情况。这样不仅有效解决了除尘管中负压风对漂浮室工作气流的干扰，而且提升了烟丝的提取率，使得梗中含丝率为 3%5%，符合卷烟工艺的规范要求。参考文献1 曹炳强，周靖博.PASSIM 卷烟机烟支定点搓转装置的研发 J.设备管理与维修，2022（1）：79-82.2 肖二凯，李萌辉.PASSIM 卷烟机烟纸供给系统改造 J.设备管理与维修，2021（19）：72-73.3 王德懿.对 PASSIM 卷烟机吸尘盒的技术改造 J.机械设计与制造工程，2021（2）：50-52.4 张建新，凌帅，郑小珍，等.交流伺服在 PASSIM 卷烟机紧头位置调整系统中的应用 J.机械制造与自动化，2016（5）：192-194.5 刘静宇.PASSIM 卷烟机旋转喇叭嘴渗油问题的分析与解决 J.机械工程师，2016（10）：261.（上接第 139 页）