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摘 要：国产ZJ17卷烟机是目前国内卷烟工厂的主力机型，是由常德烟机公司在消化、吸收进口PROTOS70卷烟机的基础上研发而成，具有产品质量稳定、运行效率较高的优点，但也存在着烟支重量标偏较大、较难控制的不足。为解决ZJ17卷烟机生产的烟支单支重量标准偏差大的问题，通过研究ZJ112、ZJ116、PROTOSM5、M8烟支重量控制的相关技术，对ZJ17卷烟机重量控制机构进行了改进。
关键词：ZJ17卷烟机;重量控制装置;改进
1、前言
对卷烟生产企业来讲，卷烟单支重量标准偏差，作为衡量企业卷制过程烟支质量与卷烟设备运行控制精度的情况的一个重要指标，直接反映加工过程中卷烟重量的波动情况或均匀性，不仅影响空稀头、竹节烟等卷烟外观质量，也影响产品内在质量卷烟吸阻、硬度等物理指标的稳定，更影响卷烟吸味消费者吸食的口感感官质量的稳定性和一致性，同时更关乎烟丝损耗等消耗指标的完成。
2、ZJ17卷烟机烟支重量控制原理
国产ZJ17卷接机重量控制系统由扫描装置、重量控制单元和执行机构3个部分组成。其工作原理是：利用扫描装置内放射源发出的射线对烟丝的密度进行检测，烟丝吸收射线的多少随着烟条内烟丝密度的变化而变化，检测到的数值反馈到重量控制单元，经记录分析后与预设在重量控制单元内的标准进行比较，再将不同的结果发信号到平准器电机，由其控制平准器的上下移动来达到控制烟丝密度及重量的目的。影响ZJ17卷烟机烟支重量标偏的因素较多且复杂，如烟丝的含水率、长丝率、烟丝填充值等。在设备性能、参数不变的情况下，不同结构、不同填充值的烟丝，产生的重量标偏都是不同的。在此介绍对卷烟机供丝系统及烟支成型系统的调整和改造，由此降低烟支重量标偏。
3、问题分析
目前ZJ17卷烟机设计的劈刀装置在运行的过程中存在笨重、运动不灵活，电机传递路径远，反应迟钝，控制会出现滞后的现象;劈刀上下摆动会出现烟丝在未劈断之前由于劈刀向下运动而将烟丝拉松或者拉掉的现象，同时也造成劈刀与烟丝束不平行，烟丝束剪切后会出现锯齿状，容易引起烟支重量发生变化。该执行机构没有直接安装在风室体上也会出现控制滞后的情况。以上问题造成了烟支重量变异系数较大，特别是烟支重量短期偏差超差严重。
4、改进方法
4.1 工作原理改进
借鉴PROTOSM5卷烟机的重量控制系统原理，对ZJ17卷烟机进行改进。通过研究卷烟机重量控制原理，分析影响卷烟单支重量控制精度的各个因素，分析造成烟支重量变异系数较大，特别是烟支重量短期偏差超差严重等质量问题的设备因素，确定压吸丝带机构单元，吸丝带滑轨，劈刀装置的控制单元为主要研究对象。以及与HAUNI公司最新重量控制技术比较，对影响烟支重量控制的主要因素进行改进设计，制定设计方案主要包括：劈刀与驱动电机的关系，压吸丝带机构的设计、吸丝带滑轨的设计和劈刀装置的控制设计。这些技术的运用将提高烟支的重量控制精度，为企业制造精品卷烟奠定基础。
4.2 重量控制装置结构设计
（1）劈刀与驱动电机的关系研究。建立ZJ17烟支重量控制机构数学模型，利用数学模型推导出劈刀升降与驱动电机转角的函数关系式。
（2）压吸丝带机构的研究。分析劈刀升降与驱动电机转角的函数关系式，研究如何采用凸轮推杆机构来实现烟支重量控制，并且使机构结构简短、可靠，运动准确，凸轮的设计计算采用软件进行。通过凸轮推杆机构使吸丝带压轨进行上下运动，推动带有烟丝束的吸丝带与劈刀做垂直运动，实现烟丝束的修剪。
（3）吸丝带滑轨的研究。将滑轮改为滑轨，滑轨表面镶嵌YG6硬质合金，吸丝带紧贴滑轨运行过程中无任何抖动。重新对风室烟道进行布局。分析研究目前国际最先进的超高速卷接机组PROTOSM5的风室导轨结构形式和布局，将吸丝带的支撑由陶瓷滚轮改为固定式导轨。采用这种结构的最大好处是吸丝带紧贴滑轨运行，在运行过程中无任何抖动，烟支重量控制准确，短期偏差小。
（4）劈刀装置的控制。针对原平整盘上下摆动会造成烟丝束修剪不平整引起重量变化，现将平整盘由圆形改为锥形，由平行式调整为倾斜式，确保平整盘在机器正常运行中不参与重量控制，减少烟丝修剪过程中位置偏移。当烟支重量控制采用压吸丝带的方式时劈刀升降机构只是一个辅助部件，在机器正常运行过程中不起作用，即不参与烟支重量控制过程。只保证劈刀机构在开机时到达工作位置，停机时降低到一定位置以方便打开风室体部件。为实现这一功能，必须根据工作流程修改相关控制程序，同时对该部件重新布局和设计。
4.3 设备调试
采用凸轮推杆机构来实现烟支重量控制，重新对风室烟道进行布局，并将吸丝带的支撑由陶瓷滚轮改为固定式导轨，实现电控系统与机械部件控制相匹配。设备及电控系统安装完毕后首先进行手动盘车。测试方法：
A.手动盘车检查劈刀与刷丝轮间隙情况。
B.检查测量劈刀与风室导轨间的距离，以及是否有渗漏油现象。
C.檢查压吸丝带机构动作是否顺畅。测试结果：经反复测试、调整后，各器件位置及动作运行轨迹无误，符合设计要求。
4.4 空载试运行测试
测试方法：
A.设备空载运行期间，使用噪音检测仪、热成像仪等检测设备的温度、噪音和震动是否异常。
B.分别在空载运行2小时、4小时、8小时后，停机检查劈刀及各传动器件松动情况，以及是否有渗漏油现象。
测试结果：设备运行正常
4.5 带料运行测试
测试方法：分别在车速为3000支/分钟、7000支/分钟时，进行带料运行。测试结果：设备运行正常。
5、结论
（1）通过对烟丝束修剪方式的改变。将劈刀装置在工作过程中固定不动，吸丝带通过凸轮推杆带动进行上下移动，实现烟丝束的修剪均匀。本方法借鉴国际最先进的超高速卷接机组PROTOSM5的风室导轨结构形式和布局，进行烟支单支重量系统控制。
（2）将器件结构进行优化。吸丝带由滑轨支撑，减小了吸丝带的振动;劈刀由圆形改为锥形，减少烟丝在修建过程中的位置偏移，确保消费者吸食时感官质量的稳定。
参考文献
[1]菅威，杨时政.Protos70卷烟机工艺参数与重量控制稳定性的关系研究[A].中国烟草学会工业专业委员会烟草工艺学术研讨会论文集[C]，2010.
[2]赵汉文，赵晓梅.卷烟机平整器对卷烟质量稳定性的影响[J].烟草科技，2007（12）.
关键词：ZJ17卷烟机;重量控制装置;改进
1、前言
对卷烟生产企业来讲，卷烟单支重量标准偏差，作为衡量企业卷制过程烟支质量与卷烟设备运行控制精度的情况的一个重要指标，直接反映加工过程中卷烟重量的波动情况或均匀性，不仅影响空稀头、竹节烟等卷烟外观质量，也影响产品内在质量卷烟吸阻、硬度等物理指标的稳定，更影响卷烟吸味消费者吸食的口感感官质量的稳定性和一致性，同时更关乎烟丝损耗等消耗指标的完成。
2、ZJ17卷烟机烟支重量控制原理
国产ZJ17卷接机重量控制系统由扫描装置、重量控制单元和执行机构3个部分组成。其工作原理是：利用扫描装置内放射源发出的射线对烟丝的密度进行检测，烟丝吸收射线的多少随着烟条内烟丝密度的变化而变化，检测到的数值反馈到重量控制单元，经记录分析后与预设在重量控制单元内的标准进行比较，再将不同的结果发信号到平准器电机，由其控制平准器的上下移动来达到控制烟丝密度及重量的目的。影响ZJ17卷烟机烟支重量标偏的因素较多且复杂，如烟丝的含水率、长丝率、烟丝填充值等。在设备性能、参数不变的情况下，不同结构、不同填充值的烟丝，产生的重量标偏都是不同的。在此介绍对卷烟机供丝系统及烟支成型系统的调整和改造，由此降低烟支重量标偏。
3、问题分析
目前ZJ17卷烟机设计的劈刀装置在运行的过程中存在笨重、运动不灵活，电机传递路径远，反应迟钝，控制会出现滞后的现象;劈刀上下摆动会出现烟丝在未劈断之前由于劈刀向下运动而将烟丝拉松或者拉掉的现象，同时也造成劈刀与烟丝束不平行，烟丝束剪切后会出现锯齿状，容易引起烟支重量发生变化。该执行机构没有直接安装在风室体上也会出现控制滞后的情况。以上问题造成了烟支重量变异系数较大，特别是烟支重量短期偏差超差严重。
4、改进方法
4.1 工作原理改进
借鉴PROTOSM5卷烟机的重量控制系统原理，对ZJ17卷烟机进行改进。通过研究卷烟机重量控制原理，分析影响卷烟单支重量控制精度的各个因素，分析造成烟支重量变异系数较大，特别是烟支重量短期偏差超差严重等质量问题的设备因素，确定压吸丝带机构单元，吸丝带滑轨，劈刀装置的控制单元为主要研究对象。以及与HAUNI公司最新重量控制技术比较，对影响烟支重量控制的主要因素进行改进设计，制定设计方案主要包括：劈刀与驱动电机的关系，压吸丝带机构的设计、吸丝带滑轨的设计和劈刀装置的控制设计。这些技术的运用将提高烟支的重量控制精度，为企业制造精品卷烟奠定基础。
4.2 重量控制装置结构设计
（1）劈刀与驱动电机的关系研究。建立ZJ17烟支重量控制机构数学模型，利用数学模型推导出劈刀升降与驱动电机转角的函数关系式。
（2）压吸丝带机构的研究。分析劈刀升降与驱动电机转角的函数关系式，研究如何采用凸轮推杆机构来实现烟支重量控制，并且使机构结构简短、可靠，运动准确，凸轮的设计计算采用软件进行。通过凸轮推杆机构使吸丝带压轨进行上下运动，推动带有烟丝束的吸丝带与劈刀做垂直运动，实现烟丝束的修剪。
（3）吸丝带滑轨的研究。将滑轮改为滑轨，滑轨表面镶嵌YG6硬质合金，吸丝带紧贴滑轨运行过程中无任何抖动。重新对风室烟道进行布局。分析研究目前国际最先进的超高速卷接机组PROTOSM5的风室导轨结构形式和布局，将吸丝带的支撑由陶瓷滚轮改为固定式导轨。采用这种结构的最大好处是吸丝带紧贴滑轨运行，在运行过程中无任何抖动，烟支重量控制准确，短期偏差小。
（4）劈刀装置的控制。针对原平整盘上下摆动会造成烟丝束修剪不平整引起重量变化，现将平整盘由圆形改为锥形，由平行式调整为倾斜式，确保平整盘在机器正常运行中不参与重量控制，减少烟丝修剪过程中位置偏移。当烟支重量控制采用压吸丝带的方式时劈刀升降机构只是一个辅助部件，在机器正常运行过程中不起作用，即不参与烟支重量控制过程。只保证劈刀机构在开机时到达工作位置，停机时降低到一定位置以方便打开风室体部件。为实现这一功能，必须根据工作流程修改相关控制程序，同时对该部件重新布局和设计。
4.3 设备调试
采用凸轮推杆机构来实现烟支重量控制，重新对风室烟道进行布局，并将吸丝带的支撑由陶瓷滚轮改为固定式导轨，实现电控系统与机械部件控制相匹配。设备及电控系统安装完毕后首先进行手动盘车。测试方法：
A.手动盘车检查劈刀与刷丝轮间隙情况。
B.检查测量劈刀与风室导轨间的距离，以及是否有渗漏油现象。
C.檢查压吸丝带机构动作是否顺畅。测试结果：经反复测试、调整后，各器件位置及动作运行轨迹无误，符合设计要求。
4.4 空载试运行测试
测试方法：
A.设备空载运行期间，使用噪音检测仪、热成像仪等检测设备的温度、噪音和震动是否异常。
B.分别在空载运行2小时、4小时、8小时后，停机检查劈刀及各传动器件松动情况，以及是否有渗漏油现象。
测试结果：设备运行正常
4.5 带料运行测试
测试方法：分别在车速为3000支/分钟、7000支/分钟时，进行带料运行。测试结果：设备运行正常。
5、结论
（1）通过对烟丝束修剪方式的改变。将劈刀装置在工作过程中固定不动，吸丝带通过凸轮推杆带动进行上下移动，实现烟丝束的修剪均匀。本方法借鉴国际最先进的超高速卷接机组PROTOSM5的风室导轨结构形式和布局，进行烟支单支重量系统控制。
（2）将器件结构进行优化。吸丝带由滑轨支撑，减小了吸丝带的振动;劈刀由圆形改为锥形，减少烟丝在修建过程中的位置偏移，确保消费者吸食时感官质量的稳定。
参考文献
[1]菅威，杨时政.Protos70卷烟机工艺参数与重量控制稳定性的关系研究[A].中国烟草学会工业专业委员会烟草工艺学术研讨会论文集[C]，2010.
[2]赵汉文，赵晓梅.卷烟机平整器对卷烟质量稳定性的影响[J].烟草科技，2007（12）.