陈卿 郭江 金平

摘 要：本次改進属于卷烟生产设备技术领域，是一种适用于超高速卷烟机的粉碎机。粉碎机采用了弹簧式基座设计，能增强粉碎机工作的稳定性，将设备的维护周期延长至1年，异物对刀片的损伤接近零，同时粉碎机的日常维护与故障维修时间花销降至10min内，能够实现有效剪切卷烟纸，防止卷烟纸飘动至停机或质量问题。

关键词：卷烟机;烟条粉碎机;改进

中图分类号：TS43 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2020）13-0063-02

0 引言

浙江中烟历来重视科技创新，以“卷烟上水平”为导向，积极组织与开展卷烟设备的科技创新与技术改进，保持良好、稳定的发展势头。烟草工业科技水平快速发展，卷烟生产设备大量引进新技术，实现高度的自动化、智能化，降低人工成本，提升企业的生产效率。杭州卷烟厂对于科技创新、技术改进大力支持，进口备件国产化的进程有序推进。面对国内卷烟生产的工艺流程，进口机型有较多细节需要改进或升级，杭州卷烟厂针对进口设备生产过程中的缺陷改正在大力推进。

1 存在问题

PROTOS M8超高速卷烟机是由德国HAUNI公司设计生产卷烟生产设备，额定生产能力可达到20000支/min，至今仍是全球最为先进的卷烟卷接生产设备。由于超高的生产速度，必须强化自动化程度，SE粉碎机设计由此产生，用以替代以往机型人工折断、筛选烟条、烟丝、卷烟纸。经过粉碎后的生产废料再由MAX坏烟输送皮带自动运输至集中式坏烟回收桶内，完成生产废料的回收工作。SE粉碎机的工作方式为剪切式，刀口间隙要求小、压力要求精确。由于要处理的废料种类多样，主要有烟条、卷烟纸、烟丝、极少量杂物。废料具有厚薄、硬度等性能指标差异较大的特性，使用过程中稍有不慎就会出现刀口钝化或破损的故障，影响设备正常运行。

由杭州卷烟厂工装科牵头，希望卷包车间设备改进小组能够改进SE粉碎机，要求该部件具备有效粉碎卷烟纸、烟条，同时进行杂物粉碎时要具备一定的防破损能力，且要求更换安装时具备方便快捷等特性。

2 原因分析

根据以往故障的原因统计、分析，从几个方面分析SE粉碎机故障发生的原因：（1）由于操作人员操作失误，导致铜丝刷、清洁抹布或工具不慎掉入粉碎机，导致粉碎机刀片位移或破损。（2）机械装置工作环境。SE粉碎机基座位于SE粉碎机滚刀右侧，由支架固定于SE板面上，通过滚刀刀口与其接触实现剪切。SE粉碎机滚刀与基座都为固定位置，无法实现有效缓冲与保护，杂物进入时，即使触发滚刀驱动电机过载保护状态，滚刀或基座破损时有发生。（3）粉碎材料存在较大差异。卷烟纸的厚度约为0.1mm，烟丝厚度约为0.15mm（烟丝长度较短无需粉碎，故可忽略），卷制烟条直径为7.7mm，生产废料厚度差别较大。设备启动至打条成功或正常生产至设备停机，所产生的生产废料主要包括：卷烟纸、烟丝、卷制烟条，都需要经过粉碎机粉碎进入坏烟输送皮带。（4）安装工艺。SE粉碎机对于刀片安装精度要求较高，在安装精度未达到要求的情况下，长时间正常使用也会出现钝化或磨损，每隔半年需要更换。

3 改进措施

经过上述原因分析，为了解决如上技术问题，本次改进的目的是提供一种适用于超高速卷烟机的粉碎机，该设备能有效粉碎卷烟纸、烟条，同时进行杂物粉碎时具备防破损能力。为了实现上述改进目的，采用以下技术方案，如图1、图2、图3所示。

粉碎机装置固定在超高速卷烟机机体1的烟条导轨前下方，由伺服电机2驱动提供转动的动力，通过设置“粉碎机的比例系数”控制粉碎机速度与烟条速度之比，实现烟条固定长度粉碎。粉碎装置包括支撑框架、滚刀42和弹簧式基座43，滚刀与基座固定在支撑框架内，且基座与滚刀间隙配合。基座由固定在支撑框架上，固定刀片由销子固定在基座上，通过导向装置438、止挡装置439与弹簧433的配合，控制固定刀片在承重状态下的运动轨迹及运动极限位置。弹簧为三组，分别放置于中心位置与两端对称位置，实现对刀架的支撑作用。刀架在切割杂物、异物时，通过对弹簧进行挤压，实现缓冲，弹簧挤压形变程度增大的过程中，弹力逐渐增加，促使电机过载保护功能开启，实现对设备的保护，防止卷烟机粉碎机刀片破碎。通过手动旋动转轴，得出各种材料需要弹簧具备的预计属性值，初步选定弹簧的型号为φ2×12×40×10N。注意弹簧的最大压缩弹力必须大于电机的过载保护设定，避免对设备造成损伤。止挡块439使用销与螺钉安装在固定架外侧面，通过其90°折边部分与止挡块的上接触面，限定非工作状态基座与刀架相对平行的极限角度。导向装置438，成L形，折边底部与止挡块上部相抵。使用导向装置实现基座相对于刀架的极限角度，将定位件通过两个定位销定位，并使用螺钉固定在刀架上。

4 效果验证

设计完成后，进行安装与测试，根据需求分析的内容，对如下项目进行验证：

4.1 更换安装时具备方便快捷

由于固定刀片安装在刀片座432上，所以，仅在首次安装时校准位置，维护更换新刀片时，拧下螺丝更换刀片后，无需再次校准位置，可以大幅度减少设备维护时间，将维护时间成本降至10min以内，达到更换方便快捷的效果。

4.2 有效粉碎卷烟纸、烟条

首次安装校准位置，空转时要对SE粉碎机滚刀的剪切间隙与压力进行调整，使滚动刀口与基座刀口运动过程中完全接触，正常切割状态下滚刀刀口与基座压力使弹簧发生轻度形变，满足剪切时支撑压力的需求。再使用卷烟纸、烟条进行测试，实现有效切割，即安装完成。对安装完成后的粉碎机进行为期一年的跟踪观察，直至观察期结束，略有磨损的刀口依靠弹簧的弹力，使固定刀口处于切割良好的位置，依然能够满足粉碎机有效切割需求。

4.3 粉碎杂物时要具备一定的防破损能力

对原因分析时可能造成粉碎机故障的原辅料及杂物进行测试，得出结论如表1所示。

通过以上三方面的效果验证，本次改进的效果良好，达到预期需求，能够减少维护时间，具备防破损能力，可以减少设备整体故障频率。

5 有益效果

本改进在卷包车间A4机台试用期间，减少维修保养时间成本14.8h/年，同时增加设备稳定性，减少卷烟纸飘动至停机1次/d，每次停机时长1min，可减少设备停机7.3h/年。将节约的22.1h，按该年91%生产效率转化成烟支生产，每年可为企业多生产（22.1（h）*60（分/h）*20000（支/min）*91%）/（50000（支/箱））=439.2箱（50000支/箱）利群新版成品烟，能为企业带来100多万元收益。

6 结语

在各部门的帮助下，经过长达6个月的改进期，团队克服困难，开拓思路，顺利完成预定目标，对改进设备进行总结：弹簧式粉碎机能够按照工艺要求粉碎卷烟生产过程中的原辅料，具备安装快速、维护简单、生命周期较长的特性，能够大幅度降低杂物对于粉碎机装置的损伤，达到降低PROTOS-M8卷烟机的烟条粉碎机故障率的效果。

Abstract：This improvement belongs to the technical field of cigarette production equipment， it is a pulverizer suitable for ultra-high speed cigarette maker. The crusher has a spring base design， it can enhance the stability of the pulverizer， extend the maintenance period of the equipment to one year， the damage of foreign body to the blade is close to zero， at the same time， the daily maintenance and troubleshooting time of the crusher is reduced to less than 10 minutes， it can cut cigarette paper effectively， prevent cigarette paper from floating to stop or quality problems.

Key words：cigarette maker;cigarette shredder;improvement

收稿日期：2020-06-02

作者簡介：陈卿（1984—），男，浙江绍兴人，本科，工程师，研究方向：卷烟设备管理与维护。