烟叶切断工艺在全叶打叶复烤生产线的应用实践

1、烟叶切断工艺在全叶打叶复烤生产线的应用实践摘要 为解决全叶打叶复烤生产过程中因烟叶相互缠绕，扭结造成预处理段设备堵料、故障停机次数多、设备运行效率低等问题，进行烟叶切断工艺在全叶打叶复烤生产线上的应用实践。应用结果表明，效果明显，不仅彻底解决了以上问题，而且提高了打叶复烤产品质量，取得了较好的经济和社会效益。关键词：打叶复烤 烟叶 切断工艺红塔集团楚雄卷烟厂复烤车间，担负着全厂烟叶原料的打叶复烤加工任务，年复烤烟叶约60万担。车间采用从美国引进的Mactavish全叶打叶复烤生产线，预处理段的设备为真空回潮机（四台）、松包解把机（三台）、热风润叶筒（二台）、筛砂筒、挑选台，打叶风分机由美国Ma

2、ctavish公司制造，叶片及烟梗复烤机由美国Proctor公司制造，液压打包机由美国Fishburne公司制造，全线生产能力为12000kg/h。车间在打叶复烤生产过程中，不时因烟叶堵料造成一次润叶，二次润叶、筛砂筒、挑选台、一级打叶机等设备停机。而停机原因是烟叶质量较好，叶片长、油润好，在烟叶预处理加工过程中，烟叶缠绕在一起，产生烟叶缠绕、扭结等问题，使烟叶水份和温度不均匀，容易形成烟叶堵料，造成设备故障停机，全线产品质量波动。尤其在生产中、上等烟叶时更为严重，由于中、上等烟叶的叶片较长，而且烟叶的柔韧性好，因此在润叶筒扒料辊的运转下，以及皮带间的落差比较容易形成烟叶互相缠绕成团，从而频繁

3、造成堵料，打叶机打刀打弯、打断、仓式喂料机提升带拉坏。车间面对存在的问题，积极寻求解决措施。通过追踪行业前沿发展动态，进行各方调研和论证，决定通过设备改造，采用烟叶切断工艺，解决存在问题，提高设备有效作业率。一、总体方案根据车间生产线的生产能力和原松包解把机工段的场地情况，结合可供选型的烟机设备情况，决定方案如下：1、 采用双路配叶切断机供料，购置二台FA47型配叶切断机。2、 为解决原料投料口生产流量不稳定的问题，购置二台控制型电子皮带秤，与原有的喂料机组合，组成稳定的流量控制系统，保证全线生产流量稳定。3、 根据主体设备，确定设备工艺布局，并购置相关辅联皮带输送机。4、 设备总体工艺布局如

4、下图：3原设备料仓和提升机电子皮带秤厂房立柱FA47配叶切断机图一、松包解把工段总体工艺设备布局图 (单位：mm)注：101、102：摆把皮带； 103至112：出口各输送带注：101、102：摆把皮带； 103至112：出口各输送带二、FA47型配叶切断机1、设备选型设备选用双路配叶切尖解把机，型号：FA47（共2台），不带解把功能。要求能够将烟把切成两段，切断率100%，烟把长度按700mm进行考虑，把头最大分切长度400mm,在铺叶台的两边设有烟把位置调整机构, 调整范围350mm,在生产过程中摆把人员能根据生产的需要灵活调整； 单台设备额定生产能力：6000kg/h。设备选用器件的原则

5、和种类是： A、减速机、带电机减速机：选用天津SEW公司产品。B、轴承类：选用东莞公司产品。C、输送带用沈阳西格林产品，采用带导向条白色PVC皮带。D、其它另行协商。2、FA47配叶切断机主要性能指标和技术参数A、主要性能指标a）. 加工能力 (kg/h) : 烤烟6000 (MC: 12%)b). 工艺流量 (kg/h) : 6000c). 未来斗含水率 (%) :1214d). 切断率 (%) :100e). 物料容量 (kg/m3); 100B、结构参数a). 外型尺寸 (mm ) ; 22198 X 1830 X 2060b). 机器质量 (kg) ; 7661. 5c)、 进料高度

6、(mm ) ; 900d). 出半斗高度 (mm ) ; 650e) 、占地面积 (m2) ; 40.63C、动力消耗 : 6.0kWa). 物料输送电机 : 3. 0kWb). 切断电机 :1. 5kWX2c) 电源 : 3/N-50Hz/TN 一 S, 380V 士 38V, 50Hz 士 lHz.3、主要结构与工作原理FA47型配叶切断机结构如下图：图二、FA47配叶切断机外形图（5）、主要结构与工作原理A、按图二所示 , 机器从烟草的进料到出料 , 主要设有 : 输送机 总成、双向张紧机构、切断机构、机头内输送带、压叶机构、各类支架以及机头架等几大部件。其传动部件分别由三台带减速器的电

7、机通过链条传动。生产过程中，烟草由输送带送到切断机构的切刀刃口下 ，将烟草拦腰 ( 或者根据需要在摆把时， 由专设的调节机构将烟草已经调整、摆放到了任一位置切断，落入下一道工序。整个过程连续自动。B、切断机中的主要部件是切尖机构、压叶机构、机头内输送带传动。它们各自的传动关系是:两把上圆盘形切刀公用一主轴，称为上主轴，用 1. 5kW 的带减速器的电机，通过链轮链条来驱动；该电机减速器上的输出轴装配的是两只链轮，它同时驱动压叶机构的运动。两把下切刀公用一主轴，称为下主轴，用 1. 5kW 的带减速器的电机，通过链轮链条来传动。 机头内输送带的传动与输送机总成底带的传动公用一台 4kW 的带减速

8、器的电机，以保证两机构皮带线速度的一致性。它们之间的速比关系是：机头内输送带线速度与压叶链条的线速度、输送机总成底带的线速度相同；上切刀速比小于下切刀速比；下切刀刃口线速度大于机头内输送带线速度，而机头内输送带线速度与输送机总成底带的线速度是相同的。4、关键机构部件的调整A、切断机构的调整从图二可以看到，烟草由输送带首先送到切尖机构的圆盘形切刀刃口下去切断，这时烟草由压叶机构的压叶链条压住，以防止烟草位移，影响切断效果。两对切断刀片都可以通过切断机构的调节手轮的转动作升降运动，调整合适位置后锁住。其正确的径向位置是 : 下刀片圆周上最高点伸出机架上的板上平面 25 毫米；而上刀片圆周上的最底点

9、与机架上的托板上平面相切，即两刀片重合量为 25 毫米。对每付切断刀片，其正确的横向位置是：在相互背对背靠在一起紧贴后，处于托板上所开槽的正中央，不能偏向一边，更不能擦碰托板，以免损坏刀片。其横向位置的调整，是通过调整固定刀片并使刀片作旋转运动的箱体在上、下主轴上的位置来实现的，箱体直接在轴上滑动，调到所需位置后，旋紧夹紧螺母和紧定螺母并锁紧。B、压叶链的调整压叶链条与输送带是作同步运行的，四条压叶链由装在同一轴上的四个链轮带动作同步转动，四个组合导轮则装在从动轴上在链条套筒滚子的摩擦作用下作同步转动。同一组的链轮、导轮、尼龙导轨三者的对称平面应调整到同一个垂直平面里。压叶链条的各个套筒滚子应

10、能灵活转动 , 不允许有生锈和卡 滞现象。链条的节数配备要合适，既不能过剩而产生堆积，又不能不够而过份悬拉等缺陷。5、设备操作A、开机：机器在首次使用前必须检查各台减速器的运转方向是否正确，不能开反车，并检查所有链条是否安装正确、牢靠、松紧程度如何等。各电机既能满足整线联动，又能实现单控，单控时它不能影响整线上其它机器的正常运行，所有隔离开关和按钮盒的接线与动作应协调。以上几点检查无误后方能开机。开机的顺序是 : 机头内输送带 ( 配叶摆把输送带切断机构。B、关机关机的顺序是：切断机构配叶摆把输送带 ( 机头内输送带 ) 。三、摆把皮带与FA47烟叶切断机的对接改造（1）摆把皮带的对接改造。拆

11、除原用的较窄的摆把皮带，重新制作安装与切断机宽度相对应的摆把皮带，为了适应FA47烟叶切断机，将皮带宽度加宽为1940毫米，每条皮带每侧可设立8个人工摆把工位。（2）、对摆把皮带上烟叶调节器进行改造，不同于昆船公司其它设备的原有方式，烟叶长度调整由中间挡板改在两边挡板，在长度范围内基本上实现“无极”调节，照明日光灯也由中间安装改在门框式安装。（3）、原设计的摆把皮带是由两条皮带合并而成，造成中意漏料、漏灰严重，且两条皮带共用一个主传动辊，而被动辊却是使用两个，这就造成皮带容易跑偏且调整困难。为此，我们两条皮带改为一条，被动辊筒由两个辊筒改为一个辊筒，并在辊筒上緾绕钢筋，可将皮带拉伸展，避免皮带

12、跑偏，同时，由于中意的间隙已被皮带替代，避免了烟灰、烟末从两条皮带中间的间隙漏下，如果漏下也可由辊筒的钢筋间隙排出，减少烟叶跑偏，皮带中间不会鼓包，拉坏。4、摆把皮带的相关操作与使用为了提高产量，机器采用两边摆放烟草的方式，共需 32 名摆放烟草工人分立机器的两边，把烟草均匀的摆放在两侧的输送带上，烟草应均匀平放，不能堆积；摆放整齐，不能横斜；把头向外，不能倒置；已经人工摆把的烟草须重叠密布，否则，会影响切断率和产量。摆放烟草的两边各有一名人员处在机头内输送带的入口与配叶摆把输送带的出口的交接处，检查摆放烟草质量，对摆放不合格的烟草进行整理。同时，还要有 8_10 名工人专为摆放烟草的工人配发

13、烟包。根据烟草的不同长度，可以调节挡板位置。由于机器各运转机构均能实现单独控制，因此当机器发生堵塞时，就应立即关停配叶摆放烟草输送带，以暂时停止烟草的喂入，这样就有利于排除堵塞，缩短停机时间，提高有效作业率。此外，应控制好摆放烟草密度。摆放烟草的工人摆放烟草时，烟草的密度应该与整线的产量相适应。 如果摆得太少，则整条生产线达不到产量要求，反之，如果摆得太多，又会造成不必要的堵料停机，增 加启动频率，影响机器寿命。对本机而言，每条摆放烟草输送带上适当的摆放密度大约为 1.7 公斤 / 每 米，即烟层厚度约 28 毫米左右，就能保证每小时 6000 公斤的生产量。并应保持机器清洁，不得把碎片、灰尘

14、等倒在配叶摆把输送带上，应尽量避免灰尘、碎烟片等落入各输送带的内周上。四、电控系统的改造1、系统概况烟叶电控系统控制两组切尖铺把，10条辅联输送皮带，两台喂料机，两台电子称，共22台电机，分为两条小线，电机明细如下：1# 线2# 线1铺把皮带M131铺把皮带M2132压叶链电机M21.52切断电机M221.53切断电机M31.53解把电机M231.54叶尖输送皮带M41.14叶尖输送皮带M241.15叶尖输送皮带M51.55叶尖输送皮带M251.56叶梗输送皮带M61.16叶梗输送皮带M261.17叶梗输送皮带M71.57叶梗输送皮带M271.58皮带M81.18汇总皮带M281.19底带电机

15、M91.19底带电机M291.110耙电机M100.7510耙电机M300.7511陡角带电机M112.211陡角带电机M312.2电机控制采用空开、接触器和隔离开关的模式，隔离开关安装在电机附近，空开、接触器和隔离开关的辅助触点均采集进PLC数字输入模块。控制电压有两种等级：220VAC和24VDC。220VAC：电控柜的第一个柜门上的所有指示灯均采用220VAC的电压等级，接触器的控制和四台变频器启动中继的控制也是220VAC的电压等级。24VDC：所有的按钮、光电管输入，电控柜的第二、三个柜门上的所有指示灯均采用24VDC的电压等级。动力380V的供电分两路。2、电控柜面板操作说明（1）

16、、1# 柜面板按钮指示灯布置如下页图三所示：H1-H3白色指示灯：相电指示。用于指示主令空开的进线380VAC的三相电源。H0Z0绿色指示灯：总电源指示。H4Z1绿色指示灯：控制电源指示。H1Z1绿色指示灯：1#线电源指示。1#线所控设备的空开QF1M1-QF1M11和QF1DB1全部处于闭合状态时指示灯常亮。H2Z1绿色指示灯：2#线电源指示。2#线所控设备的空开QF1M21-QF1M31和QF1DB2全部处于闭合状态时指示灯常亮。H1Z0红色指示灯：故障指示。系统有故障时指示灯闪烁。H1Z3红色指示灯：急停指示。急停按钮被按下时，急停指示灯亮。SH1Z2白色带灯按钮：故障消音。系统有故障电

17、笛报警时，按故障消音按钮可让电笛停止。S1Z3红色急停按钮。按下急停按钮可紧急停机，同时急停指示灯常亮指示。图三、1# 柜面板按钮指示灯布置图（2）2# 柜面板按钮指示灯布置如下页图四所示：在第二个柜门上有每个电机的单机操作绿色启动按钮、红色停止按钮和白色运行指示灯。在手动模式下，通过对启动按钮、停止按钮的操作可实现电机的启动和停止。白色运行指示灯有三个状态：1）不亮。表示相应电机处于停机状态。2）闪烁。表示相应电机处于故障状态。有可能是空开跳闸或隔离开关处于关断状态。3）亮。表示相应电机处于运行状态。图四、2# 柜面板按钮指示灯布置图（3）3# 柜面板按钮指示灯布置如下图五所示：图五、3#

18、柜面板按钮指示灯布置图在第三个柜门上有手动/闭锁/自动三位转换开关，本地/遥控两位转换开关，手动、闭锁、自动、本地、遥控指示灯，组合启动、组合停止按钮。3、操作与控制：（1）设备手、自动操作：置“手动”位时，手动指示灯亮，通过单机启动/停止按钮完成电机的单机手动操作。置“自动”位时，自动指示灯亮，通过组合启动、组合停止按钮完成自动操作。置“闭锁”位时，闭锁指示灯亮。置“本地”位时，本地指示灯亮，生产线的自动操作通过组合启动、组合停止按钮完成。置“遥控”位时，遥控指示灯亮，生产线的自动启动通过主线的“遥控启动”信号来控制。（2）、电机变频器操作A、铺把台输送皮带M1和M21铺把台输送皮带M1和M

19、21由变频器控制调速。在第三个柜门上有三位置钥匙开关S11ZO1(S11ZO2)实现低速/正常/高速的切换控制。在变频器上设置相应参数，分别是d1_1=30.00HZ(正常频率)、d1_3=50.00HZ(高速频率)、d1_5=10.00HZ(低速频率)、H1_04=4 Multi-Step Ref 2、H1_05=5 Multi-Step Ref 3。为了实现铺把台输送皮带和左右切断电机的同步，将铺把台输送皮带变频器的加减速时间改为2S。B、陡角带电机M11和M31由DANFOSS变频器控制调速频率由电子称控制。自动状态下，频率按一定的比例跟随电子皮带的频率；手动状态下，可在电子称触摸屏的相

20、应画面中设定频率。在变频器上设置相应参数，分别是MENU 301= RESET、MENU 302= START、MENU 304= STOP、MENU 326=ALARM、MENU 100=SPEED OPEN LOOP、MENU 201= 5.0 Hz、MENU 204= 0.0 Hz、MENU 205= 60.0 Hz。4、喂料机的控制为了实现原有提升机与前后设备的良好衔接，并实现后工段电子秤对提升带及各条皮带的控制，以1#线为例，喂料机部分共设置了三只反射式光电管(B1、B2、B4)和一只对射式光电管(B3)，位置分布如下图六所示：图六、光电开关安装位置示意图（1）、底带电机的控制光电管

21、B2被烟叶遮挡时，延时一定时间(2S)，底带电机停止运转。当光电管B2露空时，延时一定时间(2S)，底带电机启动。（2）、陡角带电机的控制光电管B4被烟叶遮挡时，延时一定时间(2S)，陡角带电机开始启动。光电管B3被烟叶遮挡时，延时一定时间(2S)，陡角带电机停止运转。当光电管B3露空时，延时一定时间(2S)，陡角带电机再次启动。（3）、供料段电机的控制光电管B1和B2都被烟叶遮挡时，延时一定时间(2S)，供料段电机(M1-M8)停止运转。当光电管B1露空时，延时一定时间(2S)，供料段电机(M1-M8)再次启动。五、离线磨刀器为了保证切断机上的圆刀锋利，实现100%的切断率，两台双路配叶切尖解把机配置了一台离线磨刀机，其磨刀过程是利用砂轮和刀片的相对运动来完成的，刀片和砂轮均有各自独立的电机驱动。见下图七所示：图七、磨刀机及操作示意图（1）更换刀片的操作：切断刀片更换主要是针对上切刀，上切刀在使用了一段时间之后由于反复刃磨，使之刃口直经逐渐变小，当小到一定程度时，上切刀外圆直经小于360 毫米 ,刃口线速度已经满足不了切尖所需的速度，就要换上新刀。换切刀时，只要卸