卷烟厂智能自动清洁周转箱的研制

朱建新，杨清涛，赵淑华

（河南中烟安阳卷烟厂，河南安阳 455000）

卷烟厂智能自动清洁周转箱的研制

朱建新，杨清涛，赵淑华

（河南中烟安阳卷烟厂，河南安阳 455000）

根据现阶段卷烟厂制丝线的实际工作需要，设计一种新型烟片周转箱，对原周转箱透气网进行结构改进和材料改进，设计底部清吹、底部振动、气源放大及自动对接装置，实现设备的智能化和自动化。

周转箱；透气网；清吹装置

10.16621/j.cnki.issn1001-0599.2017.10.39

0 引言

卷烟厂制丝线真空回潮系统使用叶片钢式周转箱进行装载运输，经真空回潮后，周转箱四周及底部内壁的烟片表面湿度较大（14%～16%），由于自身重量较大及真空增湿，烟叶片极易粘附在烟箱四周及底部内壁，形成水渍烟叶。这些水渍烟叶将会被退出生产线，每批次产生的水渍烟叶约30 kg，造成烟叶原料的浪费；另外，为解决周转箱内壁粘料现象，车间特设专人专岗在每次翻箱机倾倒烟叶后，用压缩空气清扫周转箱，但清扫效果不佳。

1 智能周转箱设计思路

设计一款新型智能周转箱，除具有现有周转箱所具有的性能外，还满足设备智能化、自动化等需求，提高设备的可靠性和企业的生产效率，降低生产成本。设计思路：①针对周转箱底部及四周内壁不锈钢网架结构与内衬材料的研发，降低烟叶粘接量。②实现具备智能型自清洁功能周转箱的研发，使周转箱具有自动清吹底部残留烟叶的功能，替代翻箱机人工清吹，降低劳动强度，提升该工位自动化程度。

2 智能周转箱设计方案

2.1 技术路线

智能周转箱设计技术路线见图1。

图1 技术路线图

2.2 底部及四周内壁透气网结构改进

将周转箱不锈钢网架四周及底部原来的直角改为圆角R，使箱体更加滑顺，阻力减小，改善直角易积攒烟叶状况，见图2。

图2 圆角设计

2.3 底部及四周内壁透气网材料改进

对目前行业内所使用的各类透气网内衬材料，如麻包片、竹席、尼龙、聚四氟乙烯、表面涂镀特氟龙、表面涂镀纳米碳不粘材料等进行研究分析，经多次试验、对比，确定采用不锈钢透气网表面涂镀纳米碳不粘材料，如图3所示。

图3 纳米碳不粘透气网

2.4 底部清吹装置设计

真空回潮后周转箱内粘接的烟叶主要积攒在底部四角、边线及中间位置，因此在接近底部4个棱角处及中间位置分别增加两排吹气孔，吹气嘴在钢网下部，见图4。

图4 清吹装置

2.5 气源放大设计

经分析验算，设计清吹喷嘴数量达80个才能满足清吹效果，清吹周转箱内部粘接烟片时，瞬间需要消耗大量压缩空气，为保证周转箱底部清吹效果，利用压缩空气引射原理，设计喷嘴气源放大装置，以实现小流量气源增加多倍的气流量，达到清吹效果，见图5。

图5 气源放大装置

2.6 底部振动设计

箱体底部4个角及中间共装配5个振动气缸，当周转箱到达翻箱机翻转倾倒烟叶后，5个振动气缸将底部透气网振动20 s后，再通过各清吹喷嘴将粘接在烟箱底部各个位置的烟叶喷吹出箱外，然后再振动20 s，继续喷吹，以确保清吹效果，底部振动设计见图6。

图6 底部振动设计

2.7 气源自动对接设计

周转箱采用大口径导向气源接口，柔性自动找正对接。当周转箱到位后气源接头通过气缸推到周转箱气源导向孔，然后通过气源端部自动找正接头柔性微动插入周转箱进气接口，大口径导向气源接口设计3层密封，确保自动找正接头密封效果，见图7。

图7 自动对接设计

如图8、图9所示，对接装置由子口、母口两部分组成，作为动端的子口被设计在移动翻箱机站台工位后的框架上，母口设计在翻箱机机架上作为静端。动端与静端的对接路径在同一水平线上，动、静端的对接通过一个气动气缸控制实现，该气缸带动端子口沿水平线伸出并与静端母口对接。为保证子母口之间的密封效果，在静端母口内安放密封环，同时在母口底座后端安装回力弹簧及底座以增大与动端子口之间的作用力，保证气动密封效果。

图8 对接子口

图9 对接母口

3 改进前后周转箱工作流程

3.1 改进前周转箱工作流程

改进前周转箱工作流程见图10。该流程一个周转箱人工清吹需3 min，一个批次共需28只周转箱，人工耗时共84 min。清吹效果见图11。

3.2 改进后工作流程

改进后周转箱工作流程见图12。该流程一个周转箱自动清吹需1 min，一个批次共28个周转箱，自动清吹耗时30 min。清吹效果见图13。

4 结语

周转箱的改造，提高了设备的智能化和自动化程度。不需设置翻箱机人工清吹岗位，每批次清吹时间由原来的84 min缩短到30 min左右，提高工作效率65%。烟叶原料的消耗降低，大大降低了原料成本。避免了喷吹工序产品混淆及水渍烟叶的产生，在制品加工质量得到提高。

图10 改进前周转箱工作流程

图11 改进前清吹效果

图12 改进后周转箱工作流程

图13 改进后清吹效果

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〔编辑 李 波〕