煙支濾嘴接裝技術(shù)及其新方法

煙支濾部接裝技術(shù)及其新方法楊維平;李興勇;李浙昆;何偉【摘要】目前廣泛使用的搓板式煙支濾嘴接裝方法會使水松紙與組合煙有“剝離趨向”，容易導(dǎo)致水松紙出現(xiàn)泡皺缺陷，影響煙支接裝的質(zhì)量.為解決水松紙與組合煙的〃剝離趨向”，提出了正搓的接裝方法，并對消除或削弱水松紙與組合煙〃剝離趨向”的一正一反的兩次搓接方法、雙槽煙支濾嘴接裝的正搓方法、帶式搓接方法進(jìn)行了接裝原理的設(shè)計，以提高煙支濾嘴的接裝質(zhì)量.【期刊名稱】《輕工機(jī)械》【年(卷)，期】2014(032)004【總頁數(shù)】4頁(P83-85,90)【關(guān)鍵詞】煙支濾嘴;裝接方法;正搓方法;剝離趨向【作者】楊維平;李興勇;李浙昆;何偉【作者單位】昆明理工大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院，云南昆明650500;曲靖卷煙廠，云南曲靖655000;昆明理工大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院，云南昆明650500;昆明理工大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院云南昆明650500【正文語種】中文【中圖分類】TS43煙支濾嘴接裝是把一根雙倍長濾嘴放在2支未裝濾嘴的煙支中間，先將水松紙片通過上膠輪涂好膠水，然后用涂好膠水的水松紙片將煙支和濾嘴接裝成“組合煙”形成2支相連的濾嘴香煙。煙支濾嘴接裝是卷煙卷接過程中的主要工序，卷煙出現(xiàn)泡皺、產(chǎn)生漏氣等接裝質(zhì)量問題與卷煙濾嘴接裝的使用方法關(guān)系密切［1-2］。國內(nèi)外對卷煙濾嘴接裝質(zhì)量進(jìn)行的相關(guān)研究還比較少，只是在卷煙機(jī)的使用說明書和培訓(xùn)教材中對卷煙濾嘴接裝工藝及技術(shù)作了簡單的介紹［3-4］，并未從煙支濾嘴接裝機(jī)理上進(jìn)行闡述。為此，通過對煙支濾嘴接裝方法進(jìn)行分析研究，以提高煙支濾嘴接裝的效率和進(jìn)一步改善卷接機(jī)組的煙支接裝質(zhì)量。1煙支濾嘴接裝演變過程1.1卷煙機(jī)式最初的煙支濾嘴接裝類似于當(dāng)時的卷煙機(jī)，其生產(chǎn)效率很低，每分鐘生產(chǎn)600支左右。設(shè)計人員嘗試了一些濾嘴煙接裝的改進(jìn)方法，但都由于接裝原理的局限性導(dǎo)致生產(chǎn)效率低下和質(zhì)量缺陷，不久該接裝方法就被淘汰了［5］。1.2夾鉗式在20世紀(jì)70年代，人們對吸煙與健康的問題再次引起重視，西方國家相繼研制出新型的濾嘴接裝機(jī)。德國HOUNI公司根據(jù)濾嘴煙成型原理提出并制造了夾鉗式的濾嘴接裝機(jī)，使卷煙濾嘴接裝技術(shù)產(chǎn)生了新突破。夾鉗式卷煙濾嘴接裝技術(shù)經(jīng)過不斷創(chuàng)新和發(fā)展，生產(chǎn)效率提高到每分鐘生產(chǎn)1500支。但是，夾鉗式濾嘴接裝機(jī)在設(shè)計原理上存在的致命缺陷是:水松紙包裹過濾嘴和煙支段的均勻較差，使煙支濾嘴段產(chǎn)生漏氣、掉嘴等問題，另外夾鉗交替開合的動作所需時間較長，導(dǎo)致了接裝效率較低。因此，夾鉗式濾嘴接裝技術(shù)的生產(chǎn)速度和卷煙質(zhì)量都滿足不了消費者的需要和卷煙工業(yè)的發(fā)展。1.3搓板式基于夾鉗式濾嘴接裝機(jī)存在的問題，英國的MOLINS公司通過對接裝原理的創(chuàng)新，設(shè)計了搓板式接裝機(jī)。搓板式接裝與夾鉗式接裝的主要區(qū)別是接裝原理的不同。搓板式搓接原理如圖1所示，上了膠的水松紙片粘住煙支的一頭和濾嘴段后，由搓接鼓輪帶動煙支和濾嘴沿著靜止的搓板表面作純滾動，利用煙支、濾嘴與搓板的相對運動，完成水松紙與煙支、濾嘴的接裝動作。滾動搓接與夾鉗式接裝相比較，其優(yōu)點是接裝均勻性高，水松紙與濾嘴、煙支能完全且均勻地貼合，搓卷動作連續(xù)、快速完成，這就從根本上解決了濾嘴煙支漏氣、掉嘴等質(zhì)量缺陷，使接裝質(zhì)量和生產(chǎn)能力得到大幅提高。于是，搓板式接裝技術(shù)取代了夾鉗式接裝并沿用至今。圖1搓板式搓接原理圖Figure1Principlediagramofwashboardtypeinstallation1—搓接鼓輪;2—組合煙;3—搓板目前煙支濾嘴接裝采用的是搓板式接裝技術(shù)，從搓接原理的角度，對水松紙層、粘合劑層、組合煙進(jìn)行受力分析，如圖1和圖2所示，在搓接過程中，搓接鼓輪對組合煙有1個作用于煙支徑向的正壓力P，搓接鼓輪轉(zhuǎn)動對組合煙產(chǎn)生摩擦力F1并帶動其中心向左滾動，而組合煙對水松紙片有1個與F1反方向作用力，這個力對水松紙與組合煙有“剝離趨向”現(xiàn)象，F(xiàn)1的存在極易導(dǎo)致水松紙出現(xiàn)泡皺缺陷，影響了煙支接裝的質(zhì)量。有人從搓板的結(jié)構(gòu)上進(jìn)行改進(jìn)以提高煙支接裝的質(zhì)量[6-7]，但從理論上分析可知，搓板式接裝技術(shù)無法從根本上消除水松紙的泡皺的可能。要從根本上解決水松紙的泡皺問題，必須采用一種新的搓接方法。因此，有必要深入研究煙支濾嘴接裝原理，提出新的煙支濾嘴接裝方法，設(shè)計新的煙支濾嘴接裝裝置。圖2煙支濾嘴裝接受力分析Figure2Installationforceanalysisofcigarettefilter1—水松紙片;2一粘合劑層;3—組合煙2煙支濾嘴接裝方法的創(chuàng)新研究正搓是一種近乎自然、更為科學(xué)合理的水松紙片包卷方式。采用正搓的方法可以最大限度地消除〃剝離趨向”現(xiàn)象和水松紙出現(xiàn)泡皺缺陷。正搓原理如圖3所示，水松紙片與〃組合煙”第一搭接點粘接后，此時當(dāng)v3-v2=0時，“組合煙”作純滾動的作用力不直接作用于紙片與膠質(zhì)層，圖2中的〃剝離趨向”作用力F1就不存在，則接裝中的〃剝離趨向”現(xiàn)象可消除。此方法的應(yīng)用關(guān)鍵是怎樣使搓板運動和組合煙順利輸出。圖3正搓原理圖Figure3Principlediagramofapositiveondirectionrubbingmethod1—搓接鼓輪;2一組合煙;3—搓板2.1—正一反的2次搓接方法—正一反2次搓接方法的搓接過程如圖4所示，已上了膠的水松紙通過水松紙輥，被刀輥上的切刃按所需水松紙的長度切斷成為水松紙片，然后再黏接在推壓板鼓傳送過來的組合煙上，水松紙片與組合煙黏接的位置離紙的斷頭5mm,當(dāng)組合煙隨推壓板鼓轉(zhuǎn)動至搓板①（搓板①固定在機(jī)架上，搓板①表面與組合煙所處的推壓板鼓凹槽底部距離比組合煙直徑小4mm）處時在摩擦力的作用下沿搓板①的表面和推壓板鼓凹槽底部弧線作純滾動，滾動距離在5~7mm,這樣就把伸出的5mm水松紙滾壓黏接在組合煙上，這個滾壓過程不存在使水松紙與組合煙有〃剝離”趨向，通過這個滾壓過程就將水松紙的一端黏牢在組合煙上。接著組合煙由推壓板鼓交接到搓接鼓輪上，在搓接鼓輪上的組合煙與搓板②再進(jìn)行搓接，這次搓接由已經(jīng)黏牢的端頭開始，將水松紙滾壓粘接在組合煙上，這個過程也不存在使水松紙與組合煙〃剝離趨向”。通過這么2次一正一反的搓接，消除了圖2中具有〃剝離趨向”的作用力F1,降低了產(chǎn)生水松紙泡皺煙支的可能，使煙支接裝質(zhì)量得到提高。圖4—正一反2次搓接原理圖Figure4Principlediagramofapositiveandnegativedirectionsrubbingmethod1—水松紙片2—搓板①;3—水松紙;4—水松紙輥;5一切刃;6一刀輥;7一推壓板鼓輪;8一組合煙;9一搓接鼓輪;10一搓板②2.2雙槽煙支濾嘴接裝的正搓方法如圖5所示，搓接鼓輪4的圓表面上均勻分布有一組煙槽（凹槽），煙槽深約1mm,煙槽底部有負(fù)壓吸風(fēng)口，當(dāng)組合煙進(jìn)入搓接鼓輪時煙槽底部的吸風(fēng)口就產(chǎn)生負(fù)壓吸住組合煙［8］,防止組合煙脫落。水松紙片被黏接在由搓接鼓輪傳送過來的組合煙上時，為防止水松紙片黏接在搓接鼓輪表面，則在水松紙片與搓接鼓可能會接觸的輪表面上制造有針尖，而這些針尖的周圍也有產(chǎn)生負(fù)壓的吸風(fēng)口，這些吸風(fēng)口產(chǎn)生的負(fù)壓將水松紙吸住支撐在針尖上，防止水松紙亂飄。組合煙進(jìn)入搓板工作區(qū)域，搓扳上的筋條將組合煙從搓接鼓輪上取出，組合煙與搓接鼓輪接觸點的速度與搓接鼓輪的圓周速度相同，組合煙與搓板的接觸點是組合煙滾動的絕對瞬心，此段搓接鼓表面是光滑的，同時在搓接區(qū)域，搓接鼓輪上的煙槽底部及針尖旁的吸風(fēng)口產(chǎn)生的負(fù)壓被關(guān)閉，使涂好膠的水松紙片將“組合煙”順利地包裹在一起，形成長支濾嘴卷煙（長度為2支濾嘴卷煙的長），在輔助裝置的作用下，長支濾嘴卷煙又一次進(jìn)入搓接鼓輪的煙槽而被輸送到下一位置。圖5雙槽煙支濾嘴接裝的正搓方法原理圖Figure5Principlediagramofadoublegroovespositivedirectionrubbingmethodi—搓板;2—水松紙;3一組合煙；4一搓接鼓輪2.3帶式搓接方法圖6PROTOSM8帶搓接結(jié)構(gòu)圖Figure6StructurediagramofPROTOSM8beltrubbingmethodi—推壓板鼓輪（帶輪）;2一窄平帶;3—帶的張緊輪;4—平帶搓板裝置;5一傳送鼓輪（帶輪）;6一組合煙德國HAUNI公司PROTOSM8機(jī)型，為適應(yīng)高速生產(chǎn)，搓板結(jié)構(gòu)采用了帶式搓接方式，就其搓接原理來講仍然屬于搓板式搓接裝接技術(shù)［9］。搓接過程采用特殊材料的平帶取代了固定不動的搓板結(jié)構(gòu)。如圖6所示，下面1根寬平帶起到搓板的作用，并慢速逆時針方向運動，上面5根窄平帶取代了搓接鼓輪的作用，中間3根平帶將帶膠的水松紙片包裹在濾嘴與煙支組成的“組合煙”上，“組合煙”與寬平皮帶接觸點的運動方向與寬平皮帶運動方向一致，內(nèi)、夕卜2根平帶保證在搓接時濾嘴與煙支同步運動。窄平帶的運動速度與圖6中的推壓板鼓輪（帶輪）或傳送鼓輪（帶輪）的線速度相同，由于下寬平帶與上窄平帶之間存在的速度差，形成濾嘴與煙支組成的“組合煙”逆時針方向轉(zhuǎn)動，從而實現(xiàn)濾嘴、煙支與水松紙的搓接過程。PROTOSM8帶搓接方法的特點是:煙支進(jìn)入帶之間產(chǎn)生搓接時是柔性的，帶的傳動平穩(wěn)無沖擊，煙支受損大大降低，濾嘴與煙支的搓接質(zhì)量高。帶搓接裝置對帶有較高的質(zhì)量要求，帶的好壞將影響到搓接質(zhì)量的高低，同時平帶是易損件，維修率與備件消耗將會增加。3結(jié)語搓板式接裝技術(shù)是目前廣泛使用的煙支濾嘴接裝方法，能使水松紙與濾嘴段、煙支完全、均勻的貼合，搓卷動作連續(xù)、實現(xiàn)接裝快速完成。但從搓接的原理上搓板式接裝技術(shù)就存在有水松紙與組合煙的“剝離趨向”，從而影響煙支濾嘴的接裝質(zhì)量。文中提出了一種〃正搓”的煙支濾嘴的接裝方法，該方法的使用可以消除水松紙與組合煙在搓接過程中的〃剝離趨向”，能提高煙支的接裝質(zhì)量和接裝速度。但〃正搓”方法在現(xiàn)實中還未完全實現(xiàn)，因此，還需對其進(jìn)行深入研究，以解決在實際中的應(yīng)用問題。參考文獻(xiàn)：[1]張槐苓，馬林.卷煙工藝學(xué)[M].北京:中國輕工出版社，1997.[2]栗勇偉，喬建軍，馬少軍，等.卷接機(jī)組煙支搓接質(zhì)量的研究及改進(j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