YJ17 卷烟机刀盘倾角快速调整装置的研制

赵长财，刘永强

（甘肃烟草工业有限责任公司天水卷烟厂，甘肃天水 741020）

0 引言

烟支切割系统主要由刀盘机构、磨刀装置喇叭嘴机构等组成。YJ17 卷烟机刀盘采用虎克式刀盘机构，刀盘除动力输入端支撑外，在刀盘的另一端增加辅助支撑，为了适应刀盘倾角，在刀盘内设计有一“十字万向联轴节”结构，并与固定切刀的刀架相连，向刀架提供在刀盘内摆动的动力。卷烟机运行过程中，烟条在左右喇叭嘴中以特定速度通过，同时，由曲柄带动刀盘转动，使刀片从两喇叭嘴间隙中穿过，进而将烟条切割成双倍烟支长度。烟支切割系统的主要任务是完成烟支切割。采用双刀双切的切割形式，即刀盘旋转一周切出两支双倍长的烟支，进入接装机后再进行二次分切（图1）。

图1 烟支切割系统

为了保证烟支切割质量达到工艺要求，在烟支正常切割时，刀片的水平分速度必须与烟条运行速度及支承烟条的喇叭嘴速度相同。

因此，刀盘必须有一个竖直方向的夹角来保证刀片的水平分速度达到要求。在卷制成形后作直线运动的烟条切割成规定长度的双倍长烟支，且要达到烟支长度相等、切口平齐光洁、切口与烟支轴线垂直的工艺要求。

刀盘角度根据烟支长度规格变换，通过调整传动箱和刀盘支承座的位置实现。在实际刀盘角度调整时，如果刀盘倾角调整不正确，则在生产过程中会出现烟支切面与烟支不垂直（烟支切口斜面）、烟支切口毛渣、、在烟支切割时刀片将喇叭嘴损坏或打坏刀片。由于调整工具专业性限制，调整过程不仅繁琐、且效率不高，再加上调整精度低，尤其是反复调整的情况，不仅加大工作量，同时还浪费材料，影响企业生产效益。基于刀盘倾角校准费时费力的原因，研发快速校准装置，使得刀盘倾角的校准时间达到30 min 以下。

1 装置设计需求

维修人员对刀盘倾角进行调整时，需用力旋转壳体和刀盘。由于没有专用调整工具，维修人员只能凭感觉进行调整，精度难以把握。具体调节步骤为：

（1）首先使用百分表调行程。

（2）盘车使刀片刚进入喇叭嘴和刀片的后端即将离开喇叭嘴时，观察刀片与右喇叭嘴的相对位置。松开壳体的紧固螺丝，调整壳体位置。此步骤需反复调整检验刀片与喇叭嘴的相对位置。

（3）调整完毕后将所有松开螺丝紧固，并在半球座中放入调整量块，使半球座与刀盘轴同轴心。2019 年车间YJ17 卷烟机调整刀盘倾角平均耗时达到76 min。

目前车间有3 种规格长度的烟支，两两之间互相更换时，会出现调整刀盘倾角的情况。如果能设计出3 个固定角度的装置，在每次调整倾角时根据不同规格的烟支长度放入各自的装置，快速完成倾角的调整，则会大大减少工作强度和返工耗时。

刀盘偏转角α 与烟支长度L 的关系：刀盘上装有两把刀片，刀盘每转一圈切割两支双倍长烟支。可得到如下的计算公式：

式中，为刀盘倾角α 与烟支长度L 的关系，Da是一个设计定值，本机刀盘切割点的旋转直径Da=360 mm，取L=64 mm代入式（3）。

利用调整角度原理，设计新型机械工装。并有如下优点：①能实现调整倾角功能；②仅需1 人完成；③利用机械原理，可以做到快速精准调整；④实施过程简单。

新型机械工装也有如下的缺点：①需设计机械机构并为委外加工；②需对设备进行风险评估并打孔。

2 装置设计

为了研制出一种快速调整刀盘倾角的工装，根据实际情况所要达到的目标进行了全面的需求分析，机械装置需求汇总分析见表1。

表1 机械装置需求分析

经过全面的需求分析，得到了各机械部件的具体方案，经过组合就得到整个装置（图2）。

图2 机械装置各部件的具体方案

刀盘倾角调整装置调整支架尺寸为：42 mm×42 mm×42 mm，固定支架尺寸42 mm×42 mm×42 mm，支架打孔直径为8±0.01 mm；支架调整圆心到底边的长度为21 mm，螺杆尺寸为：M8×68 mm。基准面到固定支架的长度为460 mm；基准面到调整支架的长度为396 mm，测量量块尺寸，误差在±0.05 mm 内。机械装置校准工装总体如图3 所示，机械装置总体实物4 所示。

从图3 和图4 可以看出，量块是校准工装的核心部分，不同的烟支规格对应不同的量块。就目前而言，车间有3 种烟支规格，因此就有3 个量块，为了便于存储，将3个量块合三为一，量块三合一如图5 所示。

图3 机械装置总体样图

图4 机械装置总体实物

图5 量块三合一图

3 装置测试

在课题中，为了达到预期的目标——就是只测量一次完成以后的校准。需要作好如下工作：①利用轮保时间将做好的支架安装在设备壳体和机架上；②利用轮保时间测量得到精准的量块尺寸；③重复操作，多次测量，取平均值；④得到标准化的量块尺寸。

经过多次测量，得到了量块各个部位的尺寸，符合烟支端面垂直烟支，喇叭嘴完好的要求。对整个装置在2020 年10 月在YJ17 卷烟机上进行测试，经过统计得到所有卷烟机刀盘倾角精准调整的耗时，车间2020 年10 月份调整刀盘倾角耗时统计见表2。

表2 车间2020 年10 月份调整刀盘倾角耗时统计

4 结束语

综上所述，刀盘倾角校准调整工装可以对刀盘倾角进行有效调节，避免重复调整，降低工人的劳动强度，将校准时间压缩在30 min以下。与此同时，刀盘校准调整工具还能够根据不同长度的烟条，及时、精确地调整与测量生产所需的刀盘倾角，在提高工作效率的同时，为切割截面的质量提供保障。