降低切丝过程泥条产生量研究

2020-07-13朱建新

中国设备工程 2020年13期

朱建新

（河南中烟安阳卷烟厂，河南安阳 455000）

具有一定流量的烟片通过进料输送装置进入料斗，经过推板的往复摆动，压实烟片，减少空穴，并将烟片推送到具有一定夹角，呈喇叭口形状的上、下铜排链之间。在铜排链向前运动过程中，烟片一方面向前运动，一方面受到上铜排链向下作用力逐渐压缩，到达通道小端的矩形刀门处时，由于刀门气缸的向下压力烟片形成坚实的烟饼。主电机通过传动带驱动刀辊沿刀门旋转，刀辊转速和排链速度由PLC控制，并按严格的比率保持运行。置于刀辊上的切丝刀片分别由推刀装置作连续或断续的定量进给，并由磨刀器往复磨砺，形成了一个规定直径的、刃口锋利的切削圆柱体，将从刀门连续送出的“烟饼”切成所要求宽度的烟丝，从落料斗送出，从而完成整个切丝过程。烟丝纯净度也是影响卷烟产品质量的主要因素之一，而泥条产生量较高严重影响烟丝纯净度。泥条是在切丝过程中，油份、糖类以及粉尘等在导丝条上聚集成块，随着刀辊切削过程被甩出，混入烟丝中，在后续工序很难剔除干净。残存的泥条在卷接过程中会造成烟枪阻塞、烟支搭口裂开、产生跑条以及竹节、空头烟支等。在卷制过程中易刺破卷烟纸，使卷烟废品率加大，降低卷烟机的工作效率，导致卷烟产品质量的不稳定。为解决切丝过程泥条产生量过大问题，通过改变导丝条结构尺寸和表面涂层等手段，着重对影响切丝宽度及泥条产生量的关键因素进行研究，切后叶丝泥条量由原来的12Kg/批次降低到0.6Kg/批以下，为提高产品质量提供有力的技术支撑。

1 改进方法

切丝工序是卷烟工业制丝生产线上的关键工序之一，该工序负责将烟片切成一定宽度的叶丝。由于设备结构原因，在切丝过程中会产生烟丝泥条，泥条在后续工序中很难剔除，如果卷入烟支将会影响卷烟的感官质量。切丝过程中，当烟片被压成烟饼时，烟片受到上铜排链向下作用力逐渐压缩，到达通道小端的矩形刀门处时，由于刀门气缸的向下压力烟片形成坚实的烟饼。在压饼过程中，由于压力较大，烟片的细胞的结构受到破坏，细胞内的细胞质、糖类和油分物质浸出细胞壁，粘结在细胞表面。在切丝过程中，切刀在切削过程中会带出一部分细胞内的细胞质、糖类和油分物质。由于导丝条表面有一定的粗糙程度，所以这些细胞质、糖类和油分物质加上烟片中水和灰尘会渐渐地在导丝条上粘结，达到一定时间以后，粘结的物质会越来越多，最后在滚刀切削过程中被甩出来混在烟丝中。泥条在烟丝中的含量在一定程度影响了卷烟质量，同时也影响了卷烟的吸食安全性。

1.1 现状调查

对安阳卷烟厂在产牌号卷烟切丝后烟丝纯净度进行检测发现（见表3-28），各牌号卷烟切后烟丝在不同程度上都存在着泥条产生，产品结构越高，存在的问题越明显。以黄金叶（硬红旗渠）为例，平均每批次切后烟丝泥条产生量为12.03Kg，严重影响了切后烟丝纯净度及卷烟品质，因此，减小切丝过程中泥条的产生量是十分必要的。

表1 不同牌号卷泥条条产生量检测数据（Kg/批次）

1.1.1 切丝时间对泥条产生量的影响

对切丝机正常保养后，在制丝线正常工作的前提下，从30-240min，每30min为一个梯度进行测试，得到切丝泥条数据。

图1 切丝时间与泥条产生量的关系

从图可以看出，在切丝机正常运转90min内，泥条量随切丝时间的增加而增加。当切丝机正常工作90min后，泥条产生量趋于稳定。由于导丝条表面有一定的粗糙程度，在压饼和切削过程中，产生的细胞质、糖类和油分物质加上烟片中水和灰尘会在导丝条上粘结，随着时间的增加，导丝条上粘结得越多，产生的泥条量也会越多，达到一定时间后，导丝条上粘结的这些物质达到最大值，泥条的产生量也达到最大。而后随着时间的增加，泥条量不再增加，趋于稳定。

生产中发现，泥条的主要产生在导丝条与刀片连接处，特别是导丝条过渡圆弧处，因此对导丝条结构尺寸的改进，主要是调整导丝条过渡圆弧曲率半径及圆心位置。将导丝条过渡圆弧曲率半径顺次改变为0mm（取消过渡圆弧）、5mm、3.2mm（圆心位置为16.11mm），装配到切丝机上进行试验。

表2 不同导丝条结构尺寸测试结果（黄金叶（硬红旗渠））

表3 单因子方差分析

由单因子方差分析（表3）可以看出，P=0.000，小于0.01，说明导丝条结构尺寸对泥条产生量影响极显著。

将导丝条过渡圆弧在原机导丝条基础上，增大过渡圆弧曲率半径（5mm），泥条产生量随之减少。推断原因可能是由于增大过渡圆弧曲率半径后，过渡圆弧与倒丝圆弧衔接更为平缓，尖顶变小，切丝过程中，切后烟丝与过渡圆弧、倒丝圆弧的接触概率较高，在过渡圆弧、倒丝圆弧的作用下抛出，并随即带走切丝粉尘，下落到料槽内。在此过程中，粉尘不易在此处聚集，所以泥条产生量降低。但是，随着过渡圆弧曲率半径增加，在其他尺寸不变的情况下，导丝条过渡圆弧与接刀面的夹角减小，易造成将导丝条过渡圆弧磨损，使用寿命降低。并且，随着导丝条过渡圆弧磨损，过渡圆弧与倒丝圆弧衔接除尖顶变大，烟丝在尖顶处的运行状态发生变化，容易形成新的泥条。

综合考虑导丝条的使用寿命和泥条产生量两个因素，在过渡圆弧曲率半径（5mm）基础上，适当减小曲率半径并改变过渡圆弧圆心位置，选择过渡圆弧半径为3.2mm，圆心位置16.11mm。实验证明，泥条产生量显著降低。推断原因可能是由于改变过渡圆弧曲率半径后，过渡圆弧与倒丝圆弧衔接较为平缓，尖顶变小，切丝过程中，切后烟丝与过渡圆弧、倒丝圆弧的接触概率较高，在过渡圆弧、倒丝圆弧的作用下抛出，并随即带走切丝粉尘，下落到料槽内，并且由于导丝条过渡圆弧磨损减小，尖顶变化不显著，烟丝在尖顶处的运行状态未发生明显变化，在此过程中，粉尘不易在此处聚集，所以泥条产生量明显降低。