烟用内衬纸自动清洁装置的设计与应用

烟用内衬纸自动清洁装置的设计与应用

刘亚鹏

山东中烟工业有限责任公司滕州卷烟厂

1 提出问题

烟用内衬纸的清洁主要依靠毛毡和石蜡。按照操作规程，操作工利用油壶将石蜡喷到毛毡上，然后手动调整毛毡支架，使毛毡表面与内衬纸接触。人工加注石蜡的方式存在以下弊端及隐患：一是不能满足“定量”、“定期”原则，即使是同一操作工润滑间隔时间和添加油量不好统一，随意性较强；二是设备停机时，必须使毛毡脱离内衬纸，否则有产生油渍烟的质量隐患；设备正常开机时，必须使毛毡轻轻压在内衬纸上，否则容易造成内衬纸切口毛口、内衬纸免角、商标纸错牙等质量缺陷；三是调整润滑毛毡支架必须停机操作（以免高速转动的内衬纸划伤人），增加停机时长和次数，影响设备的运行效率。

图1 人工给毛毡加注润滑油图

2 提出方案

针对包装机内衬纸自动清洁装置的设计，小组召开头脑风暴会，从多个角度提出可供选择的观点和意见，从多角度提出可供选择的意见、观点，汇总得出了三种方案。

方案一：定时式自动注油装置。设置定时继电器，控制执行元件动作，毛毡一直紧贴内衬纸，无需设计抬起动作。设备正常运行时，继电器每间隔一段时间触发发出信号，执行元件动作，自动给毛毡注油。设备停机时，定时継电器不发出信号，执行元件不动作，不向毛毡注油。

图2 定时式自动清洁图

方案二：计数式自动清洁装置（图2-4）。控制器连接烟包计数传感器和执行器，当累计的烟包数量达到所述预设烟包数量时,控制器驱动执行器将定量的油流入毛毡上出。采用烟包计数法,周期性向毛毡自动注油,采集开、停机同步信号,开机时毛毡接触内衬纸,停机时毛毡脱离内衬纸,供油、润滑均匀。

图3 计数式自动清洁图

方案三：电阻式自动清洁装置（图2-5）。毛毡有油状态和干燥状态的电阻率不同，设置一临界阈值（确保有油状态的毛毡紧贴内衬纸也不会造成油烟），低于临界值控制器发出信号，执行器自动注油，高于阈值至停止注油，无需设计抬起动作。

图4 电阻式自动清洁图

表1  方案论证一览表

通过综合比较分析，方案二具有流量可调、给油可控、设计复杂的特点，但小组可以自行设计实施，因此采取方案二计数式自动清洁装置为最佳方案。

3 方案实施

本装置的线路设计主要涉及三种，分别是由电磁阀控制的油路、电磁阀控制气缸动作的气路和PLC连接电磁阀、烟包信号、启停信号等电气线路。

①油路设计

油路设计的关键就是向毛毡注入油液的多少。根据不可压缩；流体质量流量公式，有

从以上公式可以看出只要改变流体流动的时间,就可以改变流体流过单位面积的质量,同时流过电磁阀前后的流体质量是不变的。通过以上分析可知,只需改变PLC控制油路电磁阀开闭的时间,就可以改变供油量。

为与电磁阀接口适配，选用的是6mm×4mm透明PU高压软管作为油管，并配套φ4卡套弯头安装处连接头。为得到电磁阀最佳注油时间，小组在设备正常运转情况下，利用油壶和PU管直接向毛毡注油，检查烟包内衬纸润滑效果和是否有油烟。经过质检人员对试验结果确认认为每正常生产500包烟包时，注油5s最佳。

图5 模拟实验图

②气路设计

《卷烟包装工专业知识》及《ZB25包装机组作业指导书》中对各部位压缩空气所用压力值有明确要求，其中“气源压力要求0.6Mpa,工作压力0.5Mpa,商标纸及封签加胶气缸压力标准范围≥0.5Mpa”。

③线路设计

电气线路设计主要满足三个功能：定时给油、定量给油、毛毡动作。PLC连接设备启停信号和铝纸导向继电器，以判断左侧或者右侧铝纸处于工作状态。以左侧内衬纸工作为例，计数器采集铝纸前端到位检测信号，设定每计数500片内衬纸时，计数器自动复位一次，同时左侧油管电磁阀打开5s。计数器再次触发500次时，重复以上过程。当出现停机或者切换内衬纸时，左侧计数器数据保存，右侧计数器开始工作，待到左侧内衬纸开始使用时，左侧计数器在寄存数据基础上累计。

图6 毛毡动作原理图

通过以上原理设计、分析，小组成员绘制电气接线图和PLC控制图和PLC程序。经过论证，自行设计的原理图能满足以上设计需求。

图7 电气接线图

4 效果检查

为进一步验证装置有效性，安装调试完成后，小组成员对包装机内衬纸自动清洁装置使用情况进行了1个月的跟踪统计，实现了润滑加油不停机。

表3 使用自动加油装置后加油时间统计表

从统计的数据分析来看，使用内衬纸自动清洁装置后，毛准动作准确率100%，加油停机时间由平均8秒/次降低到3秒/次。

参考文献：

 [1]杨冬梅,侯鹏娟,李江彩君,等.软包商标脱色性能检测装置的设计与研究[J].设备管理与维修,2023(15):58-60.DOI:10.16621/j.cnki.issn1001-0599.2023.08.22.

 [2]丁樯,刘俊,郑淮棱.商标纸色差自动检测装置的研制[J].机械制造与自动化,2024,53(02):271-273.DOI:10.19344/j.cnki.issn1671-5276.2024.02.056.

[3]李超,范多青,李娥贤,等.基于机器视觉识别的高光性镭射商标纸色差测量方法研究[J].昆明学院学报,2019,41(03):30-33.DOI:10.14091/j.cnki.kmxyxb.2019.03.006.