PROTOS-M5水松纸切割原理及常见质量问题分析

余坤河

摘要：PROTOS-M5卷接机组引进国内已经多年，随着设备运行年限的增加，很多的零部件逐步出现不同程度的损坏或者磨损，从而影响产品的生产质量。本文介绍了PROTOS-M5卷接机组水松纸切割系统的工作原理，包括切割系统的剪切原理、切割系统的传动结构、配气系统的工作原理等。并在此基础上分析了由于水松纸切割不良，引起水松纸搓接泡皱、错口等质量问题的具体原因和处理方法。

关键词：PROTOS-M5;水松纸切割原理;质量问题分析

0  引言

PROTOS-M5卷接机组作为先进的卷烟生产设备，引进国内已经多年。随着设备运行年限的增加，很多的零部件逐步出现不同程度的损坏或者磨损，设备精度逐步降低，从而影响产品生产质量的稳定性和可靠性。因此在进行设备检修和维护保养时，就要求技术人员能够熟练掌握设备的工作原理，才能迅速判断质量问题的产生原因并进行有针对的维护处理。只有保证设备具有的足够的运行精度和良好状态，才能保证产品生产质量的高稳定性和高可靠性。

1  切割系统工作原理

图1所示为水松纸切割系统示意图。如图所示，水松纸切割系统介于水松纸上胶系统2和定位搓接系统之间，其主要作用是将已经完成胶水涂抹的水松纸，切割成符合一定尺寸规格的水松纸片3，并经过一段距离的滑差输送，最终成功的将纸片的前端（第一搭口）粘贴到烟条段与滤棒组成的组烟4上。

1.1 切割系统剪切原理

如图1所示，切刀辊5有12把合金切刀，切纸辊6有12组风孔和12把合金切刀。当水松纸来料1经过上胶系统2后，输送运行至切割系统进行剪切时，水松纸依靠切纸辊6上的负压吸风进行吸附，并与切纸辊进行顺时针转动。而切刀辊5进行逆时针转动，刀片的工作位置均为内高外低。这样，当切纸辊与切刀辊进行反向转动时，形成了从内到外的剪切效果，完成水松纸的切断任务。因切纸辊的线速度大于供纸辊的线速度，因此，完成切割后的水松纸片3以切纸辊的线速度同速转动，与未裁切的水松纸来料形成一段距离的滑差，水松纸片3的前端（第一搭口）与定位鼓轮7上的组烟4结合，完成粘贴任务后形成组烟8，组烟8最终由搓接鼓轮带走。

1.2 切割系统传动结构

图2所示为水松纸切割装置的传动结构示意图[1]。图示中M14M和M13M为伺服电机。其中M14M驱动切纸辊毛刷传动轴，使切纸辊毛刷1顺时针转动，毛刷1的作用是清洁切纸辊。M13M驱动切刀辊的传动轴，从而带动切刀辊3转动。同时，切刀辊传动轴上设计有传动齿轮Z70。传动齿轮Z70一侧与齿轮Z23啮合，带动切刀辊毛刷轴使毛刷4顺时针转动，毛刷4的作用是清洁润滑切刀辊的12把切刀。传动齿轮Z70另一侧与双齿轮组Z70啮合，带动切纸辊2转动。齿轮Z70与双齿轮组Z70之间的间隙可调节，通过调节缩小其配合间隙可调整提高其传动精度。

1.3 配气系统工作原理

图3所示为配气系统工作原理示意图，其中A区负压由真空泵M102.1M进行提供，其主要作用是负责将水松纸拉进切割位置[1]。为了确保水松纸1输送过程中拥有持续均匀的拉力，测量辊2上的压力传感器B30M实时检测，当检测到水松纸拉力有变化时，通过调节阀Y21M来实时调节A区负压的大小。B区负压则由真空泵M102.2M进行提供，其主要作用是负责输送并转交已经完成切割的水松纸片。C区负压由另外一台气动真空泵进行提供，其主要作用是负责取出未上胶的水松纸纸片[1]，设备在启动和停止阶段没有涂抹胶水的水松纸纸片，将被C区负压吸取。D区正压则由中央压缩空气系统进行提供，其主要作用是负责吹出未上胶的水松纸纸片并吹气清洁切纸轮[1]，被C区负压吸取的没有涂抹胶水的水松纸纸片，将被吹出至接装纸片抽吸装置，D区正压还同时吹气清洁切纸辊。PROTOS-M5切纸轮采用机械密封[2]，空气控制环3为石墨配气环。石墨配气环为静环，后端盖为动环，弹簧作为弹力补偿机构使两者始终贴合，形成端面密封摩擦副，避免漏气[3]。配气系统ABCD四个区域的压力参数设置是否正确，将影响水松纸切割和输送的稳定性。

2  常见质量问题分析

随着设备运行时间的增加以及保养维护等因素的影响，水松纸切割系统经常会出现切割不良的现象，从而影响产品质量，包括烟支水松纸搓接的泡皱（即水松纸搓接后有不匀贴的泡起）、错口（即水松纸搓接后水松纸搭口错开不平齐）等。这不仅影响烟支的外观，还会影响通风度等物理指标。因此，及时处理解决因水松纸切割不良引发的烟支产品质量问题至关重要。

2.1 问题原因

PROTOS-M5卷接机组由于水松纸切割不良，引起搓接泡皱、错口的主要原因有：

①切纸辊合金切刀和切刀辊合金切刀经过长时间的运行，出现了磨损或者崩口，导致切割不良;②切纸辊与切刀辊切割的相对位置不正确，导致切割不良;③切割装置传动齿轮Z70与双齿轮组Z70磨损后，其配合间隙过大，导致切割不良;④水松纸拉力检测B30M，其检测有误或失效，引起水松纸切割拉力不稳定，导致切割不良;⑤切纸辊的12组风孔存在堵塞，导致水松纸吸附传送不良;⑥切纸辊与定位鼓轮的间隙尺寸或相对位置不正确，导致水松纸片与组烟粘贴不良。

2.2 处理方法

上述问题的对应处理措施如下：

①检修水松纸切纸辊合金切刀和切刀辊合金切刀，发现磨损或崩口后，立即更换合金刀片;②检修切纸辊与切刀辊切割的相对位置，将切纸辊合金切刀和切刀輥合金切刀的切割过盈量调整为0.05mm;③检修传动齿轮Z70与双齿轮组Z70之间的间隙，间隙过大时需拆下切割装置，重新调整双联齿轮间隙至0.04mm以下;④检修水松纸切割情况，校准水松纸拉力检测B30M，并适当调整A区负压大小;⑤检查切纸辊的12组风孔，必要时对风孔进行清洁疏通;⑥检修切纸辊与定位鼓轮的间隙尺寸或相对位置。间隙尺寸不当时应将切纸辊与定位鼓轮槽底的相对尺寸调整为：d=烟支直径D-1.5mm。若是相对位置不当则可以通过操作电脑的图文显示系统，重新校准相对位置。

参考文献：

[1]《PROTOS-M5卷接机组》编写组.PROTOS-M5卷接机组（上册）[M].郑州：河南科学技术出版社，2014，12.

[2]孙见君，魏龙，顾伯勤.机械密封的发展历程与研究动向[J].润滑与密封，2004（4）：128-131，134.

[3]赖晖.PROTOS-M5快速转换型切纸轮结构分析[J].机械工程师，2014，2：239-240.