卷烟机铰链式大压板锁紧机构的设计与应用

吴泉兰，吴传绪，蔡洪江，刘 勇

（贵州中烟工业有限责任公司毕节卷烟厂，贵州毕节 551700）

0 引言

YJ17卷烟机是引进德国PROTOS70卷烟机技术后，国内制造的先进设备，也是目前卷烟厂卷烟卷接的主要机型。主要由供料部分、卷制部分以及接装部分组成[1]。它能在线自动检测烟支的一些物理指标，比如：烟支的重量、烟支漏气、烟支空头、烟支软硬点等并自动剔除不合格烟支[2]。随着社会的进步和人民生活水平的提高，消费者除了对烟支品吸味道方面的要求高以外，还对烟支外观质量有更高要求，为此对设备的某些关键部位进行改进，以提高设备的稳定性和可靠性。

针对YJ17卷烟机生产的烟支搭口不够平整的问题，借鉴YJ19型卷烟机设计改进的烟枪及大压板装置，该装置的大压板锁紧方式为压簧锁紧，在生产过程中发现大压板锁紧机构容易失灵造成烟支圆周控制不稳定，不满足工艺要求的现象比较频繁。因此，对大压板锁紧机构的锁紧方式进行改进。

1 现状调查

引进的烟枪大压板装置的烟舌比原机的烟舌长，烟舌入口与出口高度差相同，烟丝束能比较顺畅地通过烟舌与烟枪槽形成的圆锥形通道，卷烟纸通过烟舌时受到的摩擦阻力较小，卷纸边缘搭口部位拉伸变形量不大，因此烟支搭口比较光滑平整。但该烟枪大压板装置在使用过程中烟支圆周控制不稳定，圆周波动大不能满足工艺要求的频次较高，每次出现圆周波动都不同程度的造成成品烟支报废。根据车间2016年7月对因烟支圆周波动造成成品烟支报废的统计表明，平均每次产生圆周波动报废成品烟支约1万支，增加了单箱制造成本。

对2016年7月车间10台卷烟机产生圆周波动的原因进行统计，发现造成烟支圆周波动不能满足工艺要求共24次，其中由于大压板锁紧机构失灵导致烟支圆周波动20次，占总数的83.3%。平均每台机组每月因大压板锁紧机构失灵导致圆周波动2次，每次圆周波动约报废1万支成品烟支。每台机组每月因大压板锁紧机构失灵导致约2万支成品烟支报废。

2 原机大压板结构与工作原理

大压板主要由支座、固定件、升降件、圆弧件等组成（图1），支座用螺钉固定在烟枪上，固定件通过轴与支座连接，可绕轴上下翻转。升降件均布4个导向销和4个矩形压簧。4个导向销与固定件导向孔间隙配合，可在孔内滑动。调节手柄螺杆穿过固定件通孔与升降件连接，圆弧件镶嵌在升降件槽内。向前搬动锁紧手柄到垂直位置时，锁紧压簧将压板锁紧在烟枪上，圆弧件圆弧面与烟枪圆弧槽组合成圆形通道。通过旋转调节手柄使圆弧件随升降件升高或降低改变圆形通道的大小，从而调整烟支圆周。

图1 原机大压板锁紧机构

3 原因分析

由于大压板通过压簧被锁紧在烟枪上（图2），当压簧对压板的压力F产生的力矩F×L1与烟条通过压板时对压板竖直向上的张力N产生的力矩N×L相等时，大压板相对烟枪的位置不变，由于压簧在工作过程中频繁的压缩和释放，使压簧疲劳，使用一段时间后压簧对压板的压力F逐渐减小，当压力减小到一定程度时F×L1＜N×L，大压板的平衡被破坏，大压板就会轻微向上抬起，由于烟条对大压板的张力N是不断变化的，所以大压板产生跳动，使大压板与烟枪形成的圆形通道的大小不断变化，导致烟支圆周波动。

图2 大压板锁紧原理

4 大压板锁紧机构改进方案

（1）新设计的大压板由铰链座、铰链轴、工作件和翻转件等4个部件组成（图3）。铰链座安装在烟枪槽里侧，用2颗M6的螺钉固定在烟枪上。铰链孔直经14mm，安装HK1015的滚针轴承。工作件镶嵌在翻转件槽内，用M5螺钉连接。翻转件前面中间位置开一个缺口（图4），方便锁紧螺钉移出后，大压板向上翻转。

图3 铰链式大压板锁紧机构

图4 翻转件

（2）大压板锁紧机构和调节装置为一体，由调节手柄、压簧和铰链式螺母组成。在大压板前面缺口对应处的烟枪上加工一个缺口，烟枪底部缺口两侧各加工一个铰链槽，用来安装铰链式螺母。烟枪上面缺口两侧各加工一个盲孔安装压簧。调节手柄螺杆通过压板前面的缺口与安装在烟枪上的铰链式螺母相连，螺杆台阶限制压板向上翻转的自由度，压板与烟枪之间的压簧保证压板始终处于调节手柄限制的最高位置。转动调节手柄可调节大压板相对烟枪的高度，保证设备运行中大压板与烟枪形成的圆形通道不受烟条径向张力影响而发生变化。需要清洁大压板时，向压板缺口方向搬动调节手柄就可以向上翻转压板进行清洁，清理完后放下压板，向外搬动手柄使弹簧压缩，同时将调节手柄搬向压板前面的开口锁紧压板。

5 使用效果

改进后的大压板及锁紧机构于2016年8月安装在3号卷烟机上试用，对其使用情况进行半年的跟踪统计，其间只出现一次烙铁引起的圆周波动，未出现大压板引起的圆周波动。大压板及锁紧机构对保证烟支圆周稳定性效果良好，已逐步在其他卷烟机上推广使用。

经济效益：按改造前每台机组每月报废成品烟2万支，最低品牌万支成本价1000元人民币计算，使用改进型大压板锁紧装置的3台机组每年可产生经济效益7.2万元人民币。