张红军
（河南中烟工业有限责任公司许昌卷烟厂，河南许昌 461000）
[摘要]近年来随着旋转式切丝机在制丝生产线上的应用增多。作为目前较为先进的旋转式切丝机TOBSPIN，在使用过程中存在有切后烟丝中花片（窗花）现象的质量缺陷，对后序的卷制加工和卷烟感官质量造成一定的影响。本文对TOBSPIN切丝机切后烟丝产生花片的原因进行分析，以及相对应的解决措施展开相关论述。希望可以提供一些有价值的参考意见。
[关键词] 旋转式切丝机 花片现象 质量缺陷 解决措施
切叶丝机是烟草制丝生产线上的关键设备之一，其基本功能是将工艺处理后的烟叶，切制成符合烟草制丝工艺规范要求宽度的叶（梗）丝。TOBSPIN旋转式切丝机是德国HAUNI公司生产的新型切丝机。该机主要用于制丝线叶丝段的切叶丝生产。切出烟丝合格率是最重要的切丝工艺指标之一，因烟丝质量对卷烟加工质量、填充能力和经济效益有着直接影响。又因影响切出烟丝质量的因素比较复杂。从设计要素、切丝原理、切丝物料的形状、物料在输送与切割过程中的状态，到切丝机的调整、使用、维护等。都直接影响切出烟丝质量。对切出烟丝质量都有较大影响，
一、现状及问题
1.1 现状简述
切丝机是切叶丝机和切梗丝机的统称，是烟草生产线上的关键设备之一。切丝机的基本功能是将经过处理后的烟叶或烟梗，切制成符合烟草制丝工艺要求的宽度。切丝机的进料方式一般有两种，一种是垂直进料，一种是水平进料。在国内用于切叶片的切丝机一般采用垂直进料方式，用于切烟梗的切丝机一般采用水平送料。切叶片的切丝机与切烟梗的切丝机在结构和控制上有所不同，不可互用。由于TOBSPIN旋转式切丝机是德国HAUNI公司生产的新型切丝机，该切丝机设计为切叶丝或切梗丝可相互通用。在进料方式上采用了水平送料，而国内厂家又将该机用于切叶丝生产的较多。在使用过程中存在有切后烟丝中花片（窗花）现象的质量缺陷，对后序的卷制加工和卷烟感官质量造成一定的影响。
1.2原理分析
1.2.1来料因素
因导致切后烟丝出现花片主要原因在于单个烟片多次折叠后，经切丝机切割时造成切出的烟丝出现多根烟丝相互连接形成花片（窗花）烟丝。而造成单个烟片多次折叠的原因包括了切丝前所有的加工工艺设备。单个烟片多次折叠的现象无法避免和消除。所以对来料中烟片多次折叠的现象进行了检测统计。
1.2.2设备因素
TOBSPIN切丝机主要由上、下输送铜排链、预压实输送带及两侧机身侧墙板组成物料输送通道，机身右侧墙板与物料接触部分为不锈钢材质。为方便观察物料输送情况，左侧墙板与物料接触部分为两块有机玻璃材质的三角形观察窗。实际物料输送过程中因物料与左侧两块有机玻璃材质墙板接触磨擦，引起物料在观察窗可视部分产生竖状搓结，导致物料形成卷筒形状，这些筒状烟片被输送至刀门处切割后，出现烟丝与烟丝之间相互连接形成窗花状烟丝，致使切后烟丝花片率较高。
进料振车CCF负责将上游设备输送过来的烟片输送至切丝机物料输送通道，其原理为上游设备输送过来的烟片落入CCF小车槽体后，槽体在传动装置的带动下，产生振动将落入槽体的烟片沿着输送方向产生抛掷，使烟片向前移动，直到落下与槽体再次接触，烟片又重新得到加速度再次被抛起前移，如此重复进行，从而实现输送烟片的目的。若CCF小车振动频率与振幅与排链输送速度不匹配，物料长时间在CCF小车槽体内的往复振动，产生物料叠加结团。折叠后的烟片通过预压实输送带、上输送铜排链压实后形成多次折叠烟片，这些折叠烟片被输送至刀门处切割后，形成切后烟丝相互连接，导致切后烟丝花片率较高。
二、改善措施
目前TOBSPIN切丝机进料方式为水平进料小车，送料过程烟片与两侧墙板摩擦是导致烟叶卷曲的主要原因。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆而目前技术上改进TOBSPIN切丝机进料方式的能力有限，最终效果不易确定。根据以上原理分析、观察检测。本课题从以下两方面进行实验改进，尝试减少切丝花片比例。
2.1机身侧板改进思路及实验。
对切丝机侧墙板不同材质进行试验对比，或改变烟片与切丝机侧墙板的接触方式、等分别进行实验，以到达减小烟片与侧墙板的摩擦系数，从而减少烟片物料打卷现象。
实验一
更改侧板材料为PC耐力板，并对其结构进行了重新设计，结合实际叶片散碎与不规则程度，在PC耐力板与烟片接触部分设置与物料通道平行的波浪形凹凸纹理，经过圆弧度与烟片压紧反复手推实验确定峰谷间隔8mm。
并对同一牌号物料进行了原聚碳酸酯侧板与PC耐力侧板的实验对比，设备稳定切丝过程中，在观察窗部位观察叶片搓结情况，平均每分钟出现4个结团，对比同设备原用有聚碳酸酯侧板相同部位，平均每分钟出现9个结团。相对减少5次结团。待生产稳定后，间隔十分钟取一次料检测统计切丝花片比例，共取料五次。
实验二
将侧板材料更换为抛光不锈钢材料进行实验。通过使用摩擦系数低的抛光不锈钢材料对现有机身侧板进行更换，减少物料搓结现象。材料使用要求应满足观察窗可视要求。设备稳定切丝过程中，在预留观察窗部位观察搓结情况，平均每分钟出现3个结团，对比同设备原用有聚碳酸酯侧板相同部位，平均每分钟出现9个结团。相对减少6次结团。在一批次料生产过程中，待生产稳定后，间隔十分钟取一次料检测统计切丝花片比例，共取料五次。
实验三
将观察窗更换为抛光超高分子聚乙烯材料进行实验。设备稳定切丝过程中，在预留观察口部位观察搓结情况，平均每分钟出现3个结团，对同设备原用有机玻璃相同部位，平均每分钟出现9个结团。相对减少6次结团。在一批次料生产过程中，待生产稳定后，间隔十分钟取一次料检测统计切丝花片比例，共取料五次。
2.2进料振车CCF的振幅及频率实验思路及实验。
进料振车CCF将烟片输送至切丝机下铜排链上部，槽体产生的振动将落入的烟片沿着输送方向产生抛掷。若CCF小车振动频率与振幅与排链输送速度不匹配。也会造成烟片打卷、叠加结团。产生切后烟丝出现花片。通过调整CCF送料小车运行参数，如振幅及频率进行实验，尝试减少切丝花片比例。
切丝机进料振车出厂振幅为32mm，是第三档，偏心分五个档位可调，频率为50Hz
通过更改不同振幅和频率进行实验，切丝花片比例。
三、效果
通过实验手段，分析了三种不同材质、形状的侧墙板，在减少切后烟丝花片比例的效果。根据实验数据将原设备聚碳酸酯板侧墙板，更换为抛光不锈钢材料侧墙板。通过实验进料振车CCF的振幅及频率对花片现象的影响，调整送料振车CCF的振幅原来32mm三挡降为29.4mm二挡，频率由原来的50Hz降为35Hz。减少了切丝花片现象的产生，提高了切丝质量。
四、结论
影响切丝机切后烟丝花片比例的因素有许多，如来料叶片温度、湿度、多次折叠叶片比例、等因素。本课题主要分析了TOBSPIN切丝机设备本身产生切丝花片的原因，通过实验手段，分析了观察窗侧板、进料振车CCF的振幅及频率对花片现象的影响，通过改进和调整，使TOBSPIN旋转式切丝机切后烟丝花片比例由原来的2.05%下降至0.95%，减少原料消耗，保障了后序加工质量、填充能力和提高了经济效益。
[参考文献]
HAUNI公司 主编《TOBSPIN切丝机说明书》
成大先 主编《机械设计手册》 化学工业出版社 2010年。
初嘉鹏、胡建忠主编《机械设计基础》 中国计量出版社 2011年
吴建生 主编《工程力学》 机械工业出版社 2012年
论文作者:张红军
论文发表刊物:《科技新时代》2019年2期
论文发表时间:2019/4/10
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