潘恒乐，孟庆华

1.常德烟草机械有限责任公司，湖南省常德市武陵区长庚路999号 415000 2.山东中烟工业有限责任公司青州卷烟厂，山东省青州市玲珑山北路1818号 262599

接装纸是卷烟产品的主要材料之一，其作用是利用乳胶作为粘接剂将滤棒与烟条紧密接装在一起［1］。接装纸的表面粗糙度、纵向抗张强度、吸胶性、背涂工艺等因素均会影响卷接设备的运行效率［2］。ZJ116B型卷接机组是一种用于生产细支卷烟的卷接设备，额定生产速度为10 000支/min［3］。与常规卷烟相比，细支卷烟在设备启停阶段容易出现接装纸回卷现象。接装纸回卷是指在设备运行过程中，接装纸被分切完成后，当振荡辊迅速回拉接装纸时容易出现接装纸卷入胶辊的现象，由此造成设备故障停机，且需要人工将胶辊从设备中取出进行清理，操作繁琐，费时费力。近年来，针对接装纸的研究主要集中在涂胶胶位控制［4-5］、粘接效果［6-7］、张力控制［8］、透气性［9-11］等方面，如何解决接装纸回卷问题则鲜有报道。为此，通过对ZJ116B机组接装纸切割原理进行分析，设计了一种预防接装纸回卷的吹气装置，以期提高卷接设备运行效率。

1 问题分析

1.1 接装纸切割原理

改进前接装纸切割系统主要由胶辊、振荡辊、压纸辊、接装纸、切纸轮和刀辊等组成，见图1。设备运行时，负压空气通过切纸轮5表面的吸风孔将接装纸4紧紧吸附在切纸轮5的外圆上，接装纸4随切纸轮5的转动向前运动。在刀辊6与切纸轮5的刀刃开始分切接装纸4直至分切刚好完成前，通过振荡辊2的补偿作用，接装纸4与切纸轮5同步运转。当接装纸4分切完成后，振荡辊2快速将接装纸4向后拉回，使接装纸4与分切后的接装纸片7分开一定距离，然后接装纸4随切纸轮5继续运转，进入下一次分切程序。而分切后的接装纸片7继续吸附在切纸轮5上并随切纸轮5的转动向前运动，进入下一道工序。

在此过程中，振荡辊将未切割接装纸拉回的距离称为滑差，其计算公式［12］为：

式中：ΔL为滑差，mm；S为每次切割时切纸轮转动的弧长，mm；L为接装纸片长度，mm。

切纸轮每转动一圈切割12次，则每次切割时切纸轮转动的弧长S的计算公式为：

式中：d切为切纸轮直径，mm。

已知d切=150 mm，则S≈39 mm。细支卷烟的接装纸片长度L细=19 mm，常规卷烟的接装纸片长度L常=27 mm，故细支卷烟的滑差ΔL细=39-19=20 mm，常规卷烟的滑差ΔL常=39-27=12 mm。由于细支卷烟的滑差比常规卷烟长8 mm，因此细支卷烟接装纸随振荡辊转动产生的波动幅度较大。

1.2 存在问题

由图1可见，在ZJ116B机组启动阶段，压纸辊3处于非工作状态，未将接装纸4压在胶辊1表面，接装纸4相当于悬浮在胶辊1上方，在切纸轮5牵引和振荡辊2回拉的作用下接装纸4会来回移动。由于细支卷烟接装纸回拉距离长，波动幅度大，因此接装纸很容易落在胶辊表面，在粘附胶水后随胶辊转动卷成一团。而在ZJ116B机组停机阶段，压纸辊3快速抬起，不再将接装纸4压在胶辊1表面，但在惯性作用下，通过主电机驱动齿轮转动的振荡辊2、切纸轮5以及刀辊6，在停机后仍会继续转动一段时间，此时压纸辊3与胶辊1之间的接装纸也会来回移动，同样容易出现接装纸回卷现象。

2 改进方法

2.1 系统结构

要解决接装纸回卷到胶辊的问题，关键是要减弱接装纸在启停阶段的波动幅度。为此，根据ZJ116B机组接装纸切割原理，在振荡辊1与切纸轮5之间加装了一个吹气装置3，主要由支座、吹气管、管接头以及气管等部分组成，见图2。吹气装置3安装在箱体2上，两个吹气管7和8安装在支座9上，并对称设置于接装纸4上下两侧。两个L形管接头10分别连接两个吹气管7和8，通过气管13将Y形管接头11与两个L形管接头10连通。气管12连接电磁阀，利用电磁阀控制压缩空气的通断。通过调节两个吹气管上气孔的方向，使气孔对向接装纸，以保证吹出的气流能够张紧接装纸，进而避免接装纸卷入胶辊。

图2 改进后接装纸切割系统示意图Fig.2 Schematic diagram of tipping paper cutting system after modification

气路主要由两位三通电磁阀和可调单向节流阀等部分组成，见图3。两位三通电磁阀3选用ZJ116B机组的备用电磁阀A11M-Y64，主要用于控制气源4中压缩空气的通断。当启停阶段需要张紧接装纸时，调节电磁阀使气源与气路连通，压缩空气经过节流阀2输送到两个吹气管1上的气孔，形成射流对接装纸进行吹气。通过调节节流阀可以控制压缩空气的压力，保证接装纸处于张紧状态。

图3 气路控制原理图Fig.3 Control principle of air circuit

2.2 控制程序设计

ZJ116B机组的电控系统采用IPC控制技术［13］，故利用IPC系统编写控制模块用于控制气源中压缩空气的通断，控制流程见图4。当设备启动时，两位三通电磁阀通电换位，压缩空气通过两个吹气管对接装纸进行吹气使其张紧；然后压纸辊下压，将接装纸压在胶辊上；当开关B67M检测到压纸辊时发送信号，电磁阀断电，在弹簧的作用下，电磁阀复位，气源关闭。当设备停止运行时，压纸辊抬起，电磁阀通电换位，吹气管持续对接装纸吹气2 s，使接装纸保持张紧状态；然后电磁阀断电复位，吹气管停止工作。

图4 吹气装置控制流程图Fig.4 Control flow chart of air blowing device

3 应用效果

3.1 实验设计

材料：“泰山（白将军）”牌细支卷烟（山东中烟工业有限责任公司青岛卷烟厂提供）。

设备：ZJ116B型卷接机组（常德烟草机械有限责任公司）。

方法：ZJ116B机组的运行速度为10 000支/min，统计改进前后5个班次在设备启动和停机阶段接装纸卷入胶辊的次数，以及接装纸卷入胶辊后人工清理胶辊时间，取平均值。

3.2 数据分析

由表1可见，改进后接装纸卷入胶辊次数由7.4次/班次降低到0，有效提高了设备运行效率。由表2可见，改进前人工清理胶辊时间74 min/班次，改进后未出现接装纸卷入胶辊现象，无需再清理胶辊，降低了设备维保时间。

表1 改进前后接装纸卷入胶辊次数①Tab.1 Frequency of tipping paper winding on gluing roller before and after modification（次/班次）

表2 改进前后人工清理胶辊时间①Tab.2 Time for artificial gluing roller cleaning before and after modification （min/班次）

3 结论

采用IPC系统编写控制模块以控制气源中压缩空气的通断，在设备启停阶段通过吹气装置吹气使接装纸保持张紧状态，避免了接装纸因振荡波动幅度过大而卷入胶辊。以青岛卷烟厂生产的“泰山（白将军）”牌细支卷烟为对象，对改进前后ZJ116B机组进行对比测试，结果表明：改进后机组在启动和停机阶段均未出现接装纸卷入胶辊现象，接装纸卷入胶辊次数由7.4次/班次降低到0，人工清洗胶辊时间减少74 min/班次，有效提高了设备运行效率，降低了设备维保时间。该技术可在ZJ17D、ZJ112A等细支卷烟卷接机组上推广应用。