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摘 要 通过对PASSIM8K接装机烟支最后切割砂轮进给装置的工作原理及存在问题的进行分析，将切割砂轮进给机构进行改造，利用可编程控制器根据生产的烟支数量控制气缸动作，达到切割砂轮自动进给，保持切刀锋利的效果。
关键词 磨刀砂轮；手动进给；气缸；自动进给
中图分类号：TS43 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）24-0211-02
PASSIM8K卷接机组是英国MOLINS公司生产的产品，是目前主力卷接设备机型之一。PASSIM8K烟支最后切割砂轮进给装置设计为手动进给方式，切刀刃口工作磨损后，需手动进给砂轮进行磨刃补偿，但是在生产过程中，手动进给砂轮不及时，易造成烟支切口毛、切口不圆现象，影响产品质量，增加消耗，降低设备效率。
1 存在问题分析
1）手动进给砂轮的方式，在设备生产时，需要操作工定时进给砂轮，才能避免出现不合格产品，分散操作人员精力。
2）生产中往往由于手动进给砂轮不及时，刀刃不锋利，造成烟支切口毛、切口歪斜、不平齐等质量缺陷，增加原辅材料消耗。
3）手动进给砂轮的结构，利用压簧同时对推杆和按钮进行复位，复位压簧疲劳损坏，更换压簧，拆装步骤繁琐、费时费力。
4）手动进给砂轮的方式，是由人工手动推动按钮实现砂轮进给，每次推动按钮施加的作用力不一致，砂轮的进给量也不均衡，影响磨刃质量。
2 改进思路及可行性分析
1）改进思路。
针对手动砂轮进给装置在使用中存在的缺陷，经过长期观察与分析，在原有砂轮进给执行机构的基础上改进，设计紧凑、合理的装置。
①利用气缸驱动方式代替原来的手动驱动方式。根据设备结构，选用合适的微型气缸并对气缸的安装位置和方法进行测绘、设计。
②利用PLC高速计数功能，采集设备的脉冲数量，当到达设定数量时驱动气缸动作，实现切刀自动进给。
③计算出每一次的进给量、进给次数，设置报警装置，刀即将用尽时提示操作人员及时更换刀具。
2）可行性分析。
①气缸的选择：根据原手动进给砂轮推杆的位置和空间，拟选意大利CAMOZZI单作用微型气缸14N1A16B10，各项参数如图1所示。
②计算分析如下：
原来手动进给砂轮的推杆最大行程10 mm，选用气缸的行程能够满足需求。
微型气缸的输出力须满足砂轮进给所需的推力。原来手动进给砂轮所需的推力10 N/mm2。选用气缸活塞面积πr2=3.14×82=200.96 mm2，气缸在工作气压0.20 Mpa的条件下（1Mpa=1 N/mm2），由公式F=PS，计算出气缸的作用力为200.96×0.20=40.19 N/mm2。
气缸缸体外径带M22×1.5外螺纹，缸体长48 mm，属于紧凑设计的微型气缸，适合安装在狭窄的位置和箱体上。
通过计算可知微型气缸能满足于砂轮进给所需的推力和安装位置的需要。
图1 14N1A16B10气缸的参数
3 改进方案实施
1）拆除原手动进给砂轮装置上的按钮、推杆、连杆、压簧及长套筒等组件。保留盖板、摆杆、丝杆轴、丝杆座、半螺母、开合螺母座、滑轮箱组合等砂轮进给的执行机构。
2）利用原来盖板上的安装位置，测绘设计加工一套筒、圆形压盖等用于安装外径带螺纹的单作用微型气缸，加工一推杆用于微型气缸的连接并延长气缸活塞杆，连用于推杆和摆杆的连接。
3）加工件的安装：将外径带螺纹的单作用微型气缸，装到套筒内，利用带内螺纹的圆压盖固定并进行位置安装。推杆与微型气缸活塞杆螺纹连接以延长活塞杆，推杆利用连杆与摆杆联接。工作时，微型气缸活塞杆上的推杆通过安装在套筒内做轴向推动，推杆通过连杆驱动摆杆，使摆杆带动丝杆螺母机构、滑轮箱组合等执行机构工作，实现磨刀砂轮的进给。
4）电气设计：为了消除不同车速对刃磨效果的影响，PLC利用高速计数功能，采集烟支脉冲数，当脉冲数达到设定值时，触发中断程序，驱动电磁阀动作，从而实现磨刀砂轮的自动定量进给。
随着生产的进行，由于刃磨，切刀直径越来越小，滑轮箱组合上的磨刀砂轮不断下移进行补偿，磨刀砂轮下移到切刀最小可用半径时，滑轮箱组合底部触发限位开关，表明切刀已近用完，面板指示灯闪烁报警，并延时30分钟停机。更换切刀后，复位按钮进行复位，重新开始下一次自动进给程序。
5）装置调整。
切片直径100 mm，可用距离一般为9 mm，磨刀砂轮的进给量可以从两个方面进行设置调整，以适应切刀磨损量的变化。
①磨刀砂轮进给步距的调整，是由微型气缸活塞杆驱动摆杆摆动的距离来控制，此距离可由定位调整螺钉8进行调节调整。顺时针或反时针旋转以增加或减少进给步距，其目的是调整摆杆的摆动行程，使磨刀砂轮每次进给的递增量调定为
0.075 mm。
②也可调整磨刀砂轮的进给频率，根据生产中切刀的磨损量，切刀可用距离9 mm，设置切割5万支烟进给一次，以保证每个刀片足够用一个班次。
4 实施效果
1）克服了手动进给砂轮不及时造成的烟支切口毛、切口不圆等弊端，能够保持切刀始终锋利，稳定了产品质量，降低了原辅材料的消耗。
2）由手动进给砂轮结构改进为自动进给砂轮结构，避免了该部位复位压簧疲劳损坏造成的故障，节约维修工时。
3）改进为自动进给砂轮的方式，切刀的刃磨得到自动定时补偿，实现了自动定量进给的目的，提高了设备的自动化程度和效能。
4）改进后该部位结构轻巧、紧凑，且微型气缸经济耐用，使用寿命长，经济型和适用性较强。
参考文献
[1]PASSIM8000机械说明书[M].说明书分号54065-704.
[2]机构与机械零件[M].烟草行业职业技能鉴定统编教材.
[3]现代实用气动技术[M].机械工业出版社.
作者简介
曲军建（1972-），男，汉族，河南南阳人，高级技师，河南中烟工业有限责任公司南阳卷烟厂，主要从事烟机设备维护和管理工作。
张俊（1974-）男，汉族，河南新野县人，高级技师、工程师，河南中烟工业有限责任公司南阳卷烟厂，主要从事烟机设备研究和管理工作。
王海峰（1968-）男，汉族，河南许昌人，卷接设备高级讲师，河南烟草职工培训中心，主要从事烟机设备培训教学和研究工作。
关键词 磨刀砂轮；手动进给；气缸；自动进给
中图分类号：TS43 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）24-0211-02
PASSIM8K卷接机组是英国MOLINS公司生产的产品，是目前主力卷接设备机型之一。PASSIM8K烟支最后切割砂轮进给装置设计为手动进给方式，切刀刃口工作磨损后，需手动进给砂轮进行磨刃补偿，但是在生产过程中，手动进给砂轮不及时，易造成烟支切口毛、切口不圆现象，影响产品质量，增加消耗，降低设备效率。
1 存在问题分析
1）手动进给砂轮的方式，在设备生产时，需要操作工定时进给砂轮，才能避免出现不合格产品，分散操作人员精力。
2）生产中往往由于手动进给砂轮不及时，刀刃不锋利，造成烟支切口毛、切口歪斜、不平齐等质量缺陷，增加原辅材料消耗。
3）手动进给砂轮的结构，利用压簧同时对推杆和按钮进行复位，复位压簧疲劳损坏，更换压簧，拆装步骤繁琐、费时费力。
4）手动进给砂轮的方式，是由人工手动推动按钮实现砂轮进给，每次推动按钮施加的作用力不一致，砂轮的进给量也不均衡，影响磨刃质量。
2 改进思路及可行性分析
1）改进思路。
针对手动砂轮进给装置在使用中存在的缺陷，经过长期观察与分析，在原有砂轮进给执行机构的基础上改进，设计紧凑、合理的装置。
①利用气缸驱动方式代替原来的手动驱动方式。根据设备结构，选用合适的微型气缸并对气缸的安装位置和方法进行测绘、设计。
②利用PLC高速计数功能，采集设备的脉冲数量，当到达设定数量时驱动气缸动作，实现切刀自动进给。
③计算出每一次的进给量、进给次数，设置报警装置，刀即将用尽时提示操作人员及时更换刀具。
2）可行性分析。
①气缸的选择：根据原手动进给砂轮推杆的位置和空间，拟选意大利CAMOZZI单作用微型气缸14N1A16B10，各项参数如图1所示。
②计算分析如下：
原来手动进给砂轮的推杆最大行程10 mm，选用气缸的行程能够满足需求。
微型气缸的输出力须满足砂轮进给所需的推力。原来手动进给砂轮所需的推力10 N/mm2。选用气缸活塞面积πr2=3.14×82=200.96 mm2，气缸在工作气压0.20 Mpa的条件下（1Mpa=1 N/mm2），由公式F=PS，计算出气缸的作用力为200.96×0.20=40.19 N/mm2。
气缸缸体外径带M22×1.5外螺纹，缸体长48 mm，属于紧凑设计的微型气缸，适合安装在狭窄的位置和箱体上。
通过计算可知微型气缸能满足于砂轮进给所需的推力和安装位置的需要。
图1 14N1A16B10气缸的参数
3 改进方案实施
1）拆除原手动进给砂轮装置上的按钮、推杆、连杆、压簧及长套筒等组件。保留盖板、摆杆、丝杆轴、丝杆座、半螺母、开合螺母座、滑轮箱组合等砂轮进给的执行机构。
2）利用原来盖板上的安装位置，测绘设计加工一套筒、圆形压盖等用于安装外径带螺纹的单作用微型气缸，加工一推杆用于微型气缸的连接并延长气缸活塞杆，连用于推杆和摆杆的连接。
3）加工件的安装：将外径带螺纹的单作用微型气缸，装到套筒内，利用带内螺纹的圆压盖固定并进行位置安装。推杆与微型气缸活塞杆螺纹连接以延长活塞杆，推杆利用连杆与摆杆联接。工作时，微型气缸活塞杆上的推杆通过安装在套筒内做轴向推动，推杆通过连杆驱动摆杆，使摆杆带动丝杆螺母机构、滑轮箱组合等执行机构工作，实现磨刀砂轮的进给。
4）电气设计：为了消除不同车速对刃磨效果的影响，PLC利用高速计数功能，采集烟支脉冲数，当脉冲数达到设定值时，触发中断程序，驱动电磁阀动作，从而实现磨刀砂轮的自动定量进给。
随着生产的进行，由于刃磨，切刀直径越来越小，滑轮箱组合上的磨刀砂轮不断下移进行补偿，磨刀砂轮下移到切刀最小可用半径时，滑轮箱组合底部触发限位开关，表明切刀已近用完，面板指示灯闪烁报警，并延时30分钟停机。更换切刀后，复位按钮进行复位，重新开始下一次自动进给程序。
5）装置调整。
切片直径100 mm，可用距离一般为9 mm，磨刀砂轮的进给量可以从两个方面进行设置调整，以适应切刀磨损量的变化。
①磨刀砂轮进给步距的调整，是由微型气缸活塞杆驱动摆杆摆动的距离来控制，此距离可由定位调整螺钉8进行调节调整。顺时针或反时针旋转以增加或减少进给步距，其目的是调整摆杆的摆动行程，使磨刀砂轮每次进给的递增量调定为
0.075 mm。
②也可调整磨刀砂轮的进给频率，根据生产中切刀的磨损量，切刀可用距离9 mm，设置切割5万支烟进给一次，以保证每个刀片足够用一个班次。
4 实施效果
1）克服了手动进给砂轮不及时造成的烟支切口毛、切口不圆等弊端，能够保持切刀始终锋利，稳定了产品质量，降低了原辅材料的消耗。
2）由手动进给砂轮结构改进为自动进给砂轮结构，避免了该部位复位压簧疲劳损坏造成的故障，节约维修工时。
3）改进为自动进给砂轮的方式，切刀的刃磨得到自动定时补偿，实现了自动定量进给的目的，提高了设备的自动化程度和效能。
4）改进后该部位结构轻巧、紧凑，且微型气缸经济耐用，使用寿命长，经济型和适用性较强。
参考文献
[1]PASSIM8000机械说明书[M].说明书分号54065-704.
[2]机构与机械零件[M].烟草行业职业技能鉴定统编教材.
[3]现代实用气动技术[M].机械工业出版社.
作者简介
曲军建（1972-），男，汉族，河南南阳人，高级技师，河南中烟工业有限责任公司南阳卷烟厂，主要从事烟机设备维护和管理工作。
张俊（1974-）男，汉族，河南新野县人，高级技师、工程师，河南中烟工业有限责任公司南阳卷烟厂，主要从事烟机设备研究和管理工作。
王海峰（1968-）男，汉族，河南许昌人，卷接设备高级讲师，河南烟草职工培训中心，主要从事烟机设备培训教学和研究工作。