KDF2滤棒成型机组纸盘架装置的改进

韩红彬

中烟机械技术中心有限责任公司，上海市浦东新区金海路1000号201206

KDF2滤棒成型机组是德国HAUNI公司20世纪70年代产品，国内于1987年引进了该项技术。该机组具有性能稳定、经久耐用等特点，目前仍是国内生产醋纤滤棒的主流设备［1］。由于受设计年代技术水平的限制，机组存在着结构复杂、自动化程度低、操作维护不便等问题。其中KDF2纸盘架装置采用螺母锁紧方式对纸盘进行固定，更换纸盘不方便，纸盘安装定位也不够精确。新开发的KDF4等成型机组普遍采用气动控制连杆方式对纸盘进行固定［2］，自动化程度高，操作简便，回转盘回转定位准确，盘纸运行平稳可靠。但由于KDF2机座结构的原因，无法直接采用新技术对其进行改进。为此在不改变机座结构的前提下，将气缸与纸盘架设计成一体，通过自动锁紧和释放纸盘，以解决更换纸盘过程中存在的问题。

1 存在问题

KDF2滤棒成型机组上使用的纸盘架装置见图1。轴（10）安装固定在回转盘（1）上，纸盘座（2）绕轴（10）旋转，采用衬套（8）和滚花螺母（9）轴向定位，纸盘圈（4）固定在纸盘座（2）上。当需要更换纸盘时，整个装置随回转盘（1）一起旋转180°，旋下螺母（7），取下纸盘圈（6）后，换上新纸盘（5）到纸盘圈（4）上，然后再装上纸盘圈（6）并旋上螺母（7），利用纸盘圈（6）上的圆锥面锁紧纸盘使之定位并固定［3］。

图1 改进前KDF2滤棒成型机组纸盘架结构图

但该纸盘架装置存在以下不足：①更换纸盘不方便。每次换纸都需要旋下、旋上螺母和纸盘圈；②纸盘定位不精确。纸圈盘经常在螺纹面上拆卸，容易发生磨损并与纸盘座之间形成间隙，同时纸圈盘圆锥面与纸盘为线接触，在拧紧螺母时容易使纸盘偏心和倾斜；③回转盘无准确的定位装置。当从纸盘外侧引纸时，由于力臂较大，容易拉动回转盘转动，不利于设备正常运转。而从纸盘外侧引纸，可以使成型纸的正面正好包裹在滤棒的外侧，减少滤棒表面尘埃。

2 改进方法

2.1 设计方案

KDF4滤棒成型机组和PROTOS系列卷接机组均采用气动控制式纸盘架结构，见图2。释放锁紧装置的气缸（3）安装在纸盘架装置的固定盘（2）上，当机器发出更换盘纸指令后，气缸（3）推动回转盘上的纸盘架锁紧装置释放纸盘，取下旧纸盘并装上新纸盘后，按下锁紧按钮，气缸（3）缩回，锁紧装置自动定位并固定纸盘［4］。KDF2的纸盘架直接安装在右机座前立面上，没有固定盘结构，因此无法直接借用KDF4的结构。即使将机座重新加工再安装固定盘，由于机座内紧靠前立面安装有负压风机和润滑系统等部件，会与其发生位置干涉。

图2 KDF4滤棒成型机组和PROTOS系列卷接机组纸盘架结构图

KDF2成型纸的中心线到机座立面的距离与KDF4和PROTOS系列卷接机组一样都是80 mm，由于KDF4和PROTOS系列卷接机组的固定盘凹入机座内，若不改变KDF2机座的结构，将气缸直接安装在KDF2机座上，纸盘架与机座的距离变大，纸盘的安装位置也会发生改变。为此将气缸与锁紧装置设计成一体［5］，既能满足锁紧和释放纸盘的要求，又能保证纸盘与机座的位置要求。

2.2 纸盘架装置的改进

2.2.1 纸盘架结构

改进后纸盘架将气缸固定在回转盘上，纸盘座通过轴承安装在气缸的伸出端，同时将活塞轴和顶块分开并通过轴承连接，使气缸活塞只做往复运动，不随纸盘旋转，保证了活塞的密封性，延长了使用寿命［6］。如图3所示，缸体（6）安装在回转盘（1）上固定不转，端盖（2）与活塞（5）在缸体内形成密闭空间，轴（3）上设计有通气孔，保持活塞右端与外界连通。当需要更换纸盘时，操作进气按钮开启高压空气从管接头（7）进入气缸内，使活塞右移推动轴（3）和顶块（14），最终拉动锁钩（11）内缩，释放对纸盘（10）的定位和锁紧。更换新纸盘后，关闭高压空气，扭簧（12）和弹簧（4）的作用使锁钩外伸并锁紧纸盘，换纸完成。

2.2.2 气缸组件

改进后纸盘架配气系统见图4。密封板（3）安装在固定板（2）的凹台内，厚度大于凹台深度，其中心孔与管接头（1）相通。回转盘（6）上安装两个连接块（4），碟形弹簧（5）使连接块压紧密封板，连接块内的螺纹孔安装管接头，通过气管与图3中的管接头（7）相连，构成整个配气系统。

图4 配气系统结构图

图4中2个连接块（4）与1个密封板（3）的轮换配合是配气系统的关键部位。实际生产中，密封板采用耐磨、耐腐蚀的铸造铜合金ZCuSn10Pb1制成，连接块采用耐磨的合金结构钢38CrMoAl并进行淬硬处理，可有效减小表面磨损，保持接触面密封。为保证每次回转盘转动后密封板与连接块的通气孔对正，保障气路畅通，设计了回转盘定位装置。如图5所示，气缸体（3）安装到固定板（7）上，回转盘（4）上对称安装两个定位套（6）。当回转盘需要转动时，高压空气从管接头（8）进入气缸推动活塞（5）向左运动，活塞离开定位套后回转盘转动180°，当传感器检测到回转盘到位后关闭高压空气，弹簧（2）推动活塞杆进入定位套使回转盘固定。

图5 回转盘定位装置图

3 使用效果

KDF2滤棒成型机组纸盘架装置的改进，在不改变机座结构的前提下，将气缸与纸盘架设计成一体，并将活塞轴与顶块分离，使气缸活塞不随纸盘旋转，保证了气缸活塞的密封性，延长了使用寿命。实际操作简单易行，只需对原回转盘进行改进，安装上新的纸盘架和回转盘定位装置即可。纸盘架装置改进后，更换纸盘方便，纸盘定位准确，避免了纸盘的偏心和倾斜，生产过程运行平稳可靠。增加的回转盘定位装置保证了回转盘转动后定位准确可靠，满足了从纸盘外侧引纸的需要。

［1］刘春林.ZL22滤棒成型机组成型枪冷却系统的改造［J］.烟草科技，2007（3）：29-30.

［2］德国Hauni公司.KDF4滤棒成型机使用说明书［G］.2004.

［3］德国Hauni公司.KDF2滤棒成型机使用说明书［G］.1989.

［4］《YJ17-YJ27卷接机组》编写组.YJ17-YJ27卷接机组［M］.北京：科学技术出版社，2001.

［5］成大先.机械设计手册［M］.北京：高等教育出版社，2006.

［6］陈超，李卓军.PROTOS 70卷接机组进刀装置的改进［J］.烟草科技，2008（8）：31-32.