提高烟片复烤机小护板可靠性的应用研究

王林宝WANG Lin-bao；李国章LI Guo-zhang；吴永昆WU Yong-kun；梁逢春LIANG Feng-chun

（①云南昆船烟草设备有限公司，昆明650236；②云南烟叶复烤有限责任公司石林复烤厂，石林652200）

0 引言

在烟草加工行业中，烟片复烤机是打叶复烤生产线的关键设备，处于生产线后段，其运行稳定性要求较高，一旦出现故障停机，将导致整条生产线停产，还可能产生近1吨左右的烟叶报废，给复烤企业带来损失。因此烟片复烤设备的可靠性要求较高。

现有烟片复烤机多采用双侧交替进风隧道式结构，采用隧道式湿热空气强制循环对流技术对烟片进行复烤加工，即功能热风需穿透移动输送网带承载的散状烟片，对烟片进行干燥、冷却、回潮加湿等工艺处理。散状的烟片在被功能热风穿透时会出现飞扬及飘洒情况。在循环的移动输送网带两侧与固定侧板间设置小护板。左右小护板通过螺钉分别安装在每节输送网带的左右两侧，并与输送链条连接。输送链条节距200mm，在主动大链轮的拖动下，在近60m 的烟片复烤机隧道内沿支撑导轨运动，运动速度约12m/min。小护板呈鱼鳞状前后顺次搭接，搭接段长度约115mm。小护板与固定侧板（大护板）间高度方向有约30mm 的毛毡密封段。固定的毛毡密封段与移动的小护板需紧密贴合，形成垂直密封面，保护飞扬及飘洒的烟片不从侧面漏出输送网带。常用的烟片复烤机设置约1000~1200 件小护板。由于小护板变形、磨损、安装紧固、大护板贴紧程度不同等等多种因素，烟片复烤机运行时，在垂直密封面对小护板的顶紧力作用下，小护板沿传动大链轮在转弯回转时，个别小护板可能出现勾头、侧倒甚至紧固件松动及脱落现象，导致设备故障停机。

所以提高烟片复烤机小护板的可靠性，避免由于小护板导致的故障是非常必要的。本文将结合小护板的可靠性设计及安全报警技术研究及改进在实际应用过程中的效果进行论述分析。

1 传统结构

目前打叶复烤生产线上使用的烟片复烤机的小护板采用1.5mm 的不锈钢板加工，连接耳座处采用折直角弯，前后搭接处压1.5mm 的圆弧下沉面。其结构形式见图1（传统小护板）。

图1 传统小护板

由于输送隧道较长，小护板安装在3.5m 宽的输送网带左右两侧，其运行过程无法保证直线运行。在实际使用过程中，由于小护板直角边强度差，经常出现与大护板间隙大，导致漏料。为减小间隙及漏料，安装调试时，经常会不断增加对大护板的顶紧力，使固定的密封段与移动的小护板贴合更紧密，导致小护板受到的侧向力较大，产生较大变形。长时间使用，在反复交变力作用下，小护板强度降低，出现塑性变形。小护板在沿传动大链轮转弯回转时，个别小护板出现勾头、侧倒或脱落。由于缺乏检测手段，需依赖人工对小护板工况进行定时定期检查，小护板出现问题往往都属于突发情况，人工不能有效预判，并且出现问题时人员难于及时发现。生产过程出现问题时如果不及时处理，后续的小护板失去搭接基础，在下一个转弯回转处会导致接连顺序犁倒问题。犁倒的小护板见图2（犁倒的小护板）。小护板梨倒后就失去密封作用，造成大量烟片撒落出输送网带，遗留在烟片复烤机内部，导致设备故障停机。犁倒的小护板矫形修复难度大，变形严重的只能报废。另一方面，由于小护板数量较多，拆装技术难度大、要求高，拆装、矫形耗时费力。一旦小护板出现顺序梨倒，会导致生产线停产36 小时以上，打乱复烤企业的生产组织，同时还产生近1 吨左右的烟叶报废，给复烤企业带来经济损失。

图2 犁倒的小护板

2 改进研究

针对小护板犁倒这一困扰烟叶复烤企业多年的问题，相关技术团队进行了技术研究及改进设计，并且进行多种方式的技术改进尝试，逐步优化结构，彻底解决了此问题。

2.1 提高小护板直角边强度

小护板结构改进设计。小护板连接耳座折直角弯处增加冲压加强筋，加强筋呈底边长15mm 高度40mm 的梯形，冲压深度3mm，采用冲压模具一次冲压成型，提高小护板与连接耳座的强度以及直角保持能力。（见图3）。为保证与原小护板的互换通用性，结构改进设计时连接尺寸和外形尺寸不变。小护板增加冲压加强筋，在原冲压模具上进行功能增补，同时增加了一个冲压工序，没有增加材料成本。结构改进后的小护板加工成本增加约5%；冲压模具功能增补的费用约2000 元，由于小护板在我公司为标准产品，并且每年用于产品和备件的销售数量较大，基本可以忽略分摊到单件上模具费用。

图3 提高小护板直角边强度

通过对比测试，增加冲压加强筋的小护板产生2°侧向变形时，其承受侧向力是改进前的1.5 倍，并且零件垂直度合格率由改进前的96.5%提高到100%。改进后的小护板结构对提高小护板直角边强度起到非常明显的效果，并且费用增加不多。

2.2 改进大护板顶紧及调节机构

大护板顶紧机构改进设计。烤片机干燥区是由多个箱体组合而成，每个箱体是相对独立的，大护板上端挂装在每个箱体的框架上，下端每间隔1m 左右设置活动支撑，通过弹簧顶支在箱体框架上，依靠弹簧伸缩补偿箱体大护板下段与移动小护板的间隙（见图4）。通过改进设计，在每个箱体左右两侧的大护板顶紧弹簧的导向杆处设置调节螺栓并减小顶紧弹簧弹性系数（见图5）。弹簧弹性系数由改进前的7N/mm 改为4N/mm，调节螺栓调节量为20mm，同时在双侧交替进风复烤隧道两侧预留大护板顶紧弹簧调节操作口，便于大护板顶紧力的精细调节。安装调试以及生产过程可通过对大护板顶紧度的精细化调节，保证大护板下段基本呈直线，并且具备基本相同的顶紧力，保证小护板在运动过程中的不同位置与大护板的侧向力基本相同，避免忽大忽小的问题。同时也有效保证了每节输送网带的左右两侧的侧向力基本相同，避免左右受力不均匀的问题。

图4 改进设计前大护板顶紧机构

图5 改进设计的大护板顶紧机构

大护板顶紧及调节机构改进后，毛毡密封段与移动的小护板的贴合更均匀，更紧密，飞扬及飘洒的烟片从侧面漏出输送网带的现象得到非常明显的解决，每个班次漏料量由10kg 降到3kg，并且漏出的物料多为碎末，基本没有成品烟片漏出。同时有效降低的小护板与密封毛毡的磨损量，密封毛毡备件由1 年一换变为3 年一换，小护板备件由3 年一换变为6 年一换。在有效降低成品加工损失的同时降低小护板和密封毛毡备件的订购费用以及更换人工费用，有效为复烤企业提高成品产出率并节约生产成本。

2.3 增加小护板清刷装置

功能改进设计。回潮加湿段的富含细微水颗粒的高温高湿气流在运动过程中遇到温度偏低的物体就会形成结露。小护板在通过烟片复烤机的回潮区时，表面会形成结露，导致小护板表面粘附烟片、粉尘、烟油以及杂质。长期不清理，导致小护板搭接缝间残存杂物引起缝隙加大以及受力不均等问题。

在回程段的出料口下方增加小护板清刷装置，生产过程清刷小护板。当小护板在运动过程中途经清扫装置时，冠状毛刷通过驱动装置使毛刷绕刷轴的轴心转动，旋转的冠状毛刷与小护板接触，从而实时扫除粘带在小护板上的烟片、粉尘、烟油以及杂质，避免小护板在生产过程不断粘黏杂物，导致小护板搭接缝间残存杂物引起缝隙加大并发生变形。实际应用证明，小护板清刷装置能及时清理小护板粘附和夹带的烟片及烟垢，减少小护板搭接缝间残存杂物导致缝隙加大以及受力不均等问题。（见图6）。

图6 小护板清刷装置

增加小护板清刷装置后，小护板粘接烟垢及杂质的问题得到解决，确实降低了成品片烟霉变风险，成品烟包霉变反馈数量由5 箱降低为2 箱，得到烟草工业客户的好评。

2.4 增加小护板位置监测及安全保护装置

增加安全保护装置，实时监测记录小护板位置。小护板检测装置有效实时检测小护板的位置，便于操作人员预测小护板可能出现的变形问题，并根据情况对小护板进行提前维护处理，避免较多数量的小护板变形或倾倒给校形或更换带来繁杂的工作量，影响正常生产。

在回程段的出料口下方增加光电测距传感器，时时检测左右小护板的位置信息，并输出反馈到电控系统（见图7）。结合实际小护板变形量设置为±8mm、±15mm 和＞±15mm 三档。当检测反馈的小护板左右位置在±8mm 范围内变化时，控制系统认为小护板处于正常工况；当检测反馈的小护板左右位置出现在±8 至±15mm 范围内变化时，控制系统认为小护板运行处于非正常工况，则发出声光报警，需要人工现场观察确认小护板是否能满足继续生产的要求，如果能满足继续生产的要求，可在设备停机后进行处理，则由人工确认故障，设备继续生产，但系统记录提示维修人员需停机后对小护板进行检修，检修完成后进行故障确认；当检测反馈的小护板左右位置出现＞±15mm时，控制系统认为小护板运行处于非正常工况，已经不能满足继续生产的要求，前端设备需停止进料，同时发出声光报警，需要人工及时现场观察确认小护板是否能满足运行回程半周的要求，如果能满足，可在设备回程半周运行后停机，把已经进入设备内的物料输出设备后再对变形的小护板进行处理，同时由人工确认故障，设备可持续运行，当小护板沿回程半周进入到进料口处时停止运行，人工及时处理变形的小护板，排出故障。如果不能满足继续生产的要求，或小护板左右位置持续出现＞±15mm，或超过60秒未进行人工确认故障，控制系统认为小护板运行处于危险运行工况，需及时停机排除故障，前端设备停止进料，同时持续发出声光报警。

图7 小护板位置监测装置

增加小护板位置监测及安全保护装置，更好的保障了小护板的运行安全。正常工作过程，小护板巡检间隔时间由4 小时/次延长至7 天/次。近5 年统计结果，小护板意外变形导致的备件更换数量由300 件/年降低为20 件/年。

3 应用效果

结合石林复烤厂提高烟片复烤机小护板可靠性的应用研究项目，经过多年的使用验证及统计结果，项目取得非常明显的效果。近5 年统计计算结果：①由于班次漏料量的减少，每个烤季减少21 万元的漏料损失；②由于成品烟包霉变风险和数量的降低，烟草工业客户对石林复烤厂的综合评分提升了1.5 分；③小护板和密封毛毡备件订购及更换维修费用支出平均降低5.5 万元/烤季；④小护板巡检巡查工作量由10 人.天/烤季降低到0.5 人.天/烤季。

4 结束语

提高烟片复烤机小护板可靠性应用研究在石林复烤厂的应用取得明显成果，之后的近5 又在多台双侧交替进风烟片复烤设备中应用。我公司针对此技术的应用成果进行了专项技术跟踪及用户回访，小护板可靠性应用研究成果确实解决了烟片复烤及小护板勾头、侧倒或脱落导致的接连顺序犁倒问题，取得的效果与石林复烤厂基本一致。在设备管理、使用、操作及维护等方面都起到的积极推进作用，得到用户的一致好评，确实提高了昆船烟草设备有限公司双侧交替烟片复烤机的市场竞争力。