卷烟机紧头位置的改进方法研究

在重量控制系统检测到紧头位置与切口位置偏移量超出设定范围后，由紧头自动跟踪控制系统根据偏移量和偏移方向发出纠偏信号，电机7通过带轮6，8带动丝杠10转动，丝杠的转动带动移动辊11上下移动，使齿形带4松弛或张紧，同时摆臂13带动张紧辊2摆动，使齿形带作反向伸缩，从而使与主传动轴相连的主动带轮3和平准器输入带轮1之间的传动相位发生改变。进而由平准器输入带轮通过传动链带动平准器凹槽相位做与紧头偏移方向相反的改变，达到校正紧头位置的目的。但在实际运行中发现，该机构调节范围受丝杠长度的限制，偏移往往是向同一个方向产生，因此容易引起丝杆与丝母行程超限而出现“卡死”现象，使整个机构调整功能失效。同时，由于齿形带较长，在受热、受力后节距会发生改变，弹簧拉力和齿形带张力也会不匹配，造成传动不稳定，导致传动过程中齿形带经常发生“跳齿”现象，影响调整效果。

改进方法

针对上述不足，对紧头位置跟踪系统的调整机构进行了改进，采用行星差动轮系作为传动链的补偿机构［6］，即在原主传动轴与平准器输入轴之间安装一个行星差动机构，行星差动轮系变速后，再传递给平准器输入带轮。改进后调整机构采用速度补偿而非相位补偿的方式实现同步，主传动轴、平准器输入带轮、调节电机以及电机上的小带轮保持不变，见图2。调整机构主要由主动齿轮、行星齿轮、输出齿轮、齿轮小轴、支承盘、大带轮等组成。其中，主动齿轮4固定在主传动轴1上；行星齿轮2与行星齿轮3固连，通过齿轮小轴14安装在外壳上，行星齿轮2与主动齿轮4啮合；输出齿轮5通过轴承安装在主传动轴1上，与输出带轮6啮合；支承盘13与齿轮小轴14固连，大带轮12与支承盘13啮合；大带轮12通过齿形带11与小带轮10连接；平准器输入带轮8通过齿形带7与输出带轮6连接。正常工作时，即紧头位置不发生偏移时，调节电机不工作，此时由主动齿轮4驱动行星齿轮2及同轴的行星齿轮3转动，再带动输出齿轮5及输出带轮6转动，进而由齿形带7带动平准器输入带轮8转动，完成传动过程。当卷烟机重量控制系统检测到紧头位置偏移量超过设定值时，紧头自动跟踪控制系统发出指令，调节电机启动并做与偏移相反的转动，通过输出速度变化为行星差动机构提供速度补偿，以修正平准器的转速。此时由小带轮10通过齿形带11驱动大带轮12，大带轮带动转动支承盘13、齿轮小轴14绕主传动轴1传动，从而带动行星齿轮2及行星齿轮3绕主动齿轮4做行星传动，进而使输出齿轮5做相应转动，达到调节目的。改进中仅涉及机械结构，控制部分不做改进，传动系统也未改变。设主动齿轮的转速为V输入，齿数为Z输入；行星齿轮的齿数分别为Z2，Z3；输出带轮的转速为V输出,齿数为Z输出。根据NW型行星传动的计算公式［6］，由主传动轴输入到输出带轮的传动比i=1+Z2Z输出/Z3Z输入，卷烟机平准器传动要求i=1.2897，通过对上述齿轮的齿数进行设计，即可满足要求。

改进效果

改进后紧头位置调整结构不再通过齿形带的松紧状态进行调节，所使用的行星差动轮系调速平稳、可靠，完全避免了“跳齿”现象，也解决了因紧头偏移趋向一个方向造成的“卡死”问题。为检验实施效果，以空头率和里外排重量差异［8］为指标对改进前后调整机构进行了连续跟踪对比，见表1。结果表明：改进后里外排重量差异合格率提高23.6百分点，空头率降低0.30百分点，端部落丝量降低1.84mg/支，有效提高了紧头自动控制系统的准确性和稳定性，减少了设备维修量，降低了设备故障率。（本文作者：李少平、范磊、王秋领、胡宏帅、李浩亮、孙二明、巢珍 单位：河南中烟工业有限责任公司许昌卷烟厂）