改进风力水车 关于烟梗风力切向分离器改进的探究

　　中图分类号：TS43 文献标识码：A 文章编号：1003-2738（2012）07-0344-02　　摘要：文章针对烟梗风力输送装置进入冬季后发生堵料问题进行了深入研究，分析出滚网堵塞是造成堵料的原因，提出对切向分离器加装扫辊对滚网进行清洁的解决方案并进行了验证。改进后通过实际生产观察，有效的减少堵料次数，达到了合理生产衔接、减轻工作量、提高工作效率的目的。
　　关键词：切向分离器；堵料；扫辊；滚网；链轮
　　随着烟草制丝车间设备和工艺技术的不断完善和创新，在减少劳动强度，完善工艺流程，合理利用设备性能等方面都得到了很大的改进。制丝车间风力送梗装置是制丝线烟梗处理的首要设备，为下道工序提供连续的烟梗。如果风力送梗装置产生堵料，就会严重影响后续工序的生产连续性，甚至造成断流。所以根据生产的实际需要，需要对落料器进行了合理改进。
　　一、工作原理及存在的问题
　　（一）工作原理。
　　工作原理（如图1）：烟梗沿管道切线方向进入切向分离器，进入切向分离器的气流流通面积骤然增大，物料在惯性力和重力的作用下,进入分离器的下部旋转落料器，再由落料器排出到出料振槽上，同时气流与粉尘通过滚网上的小孔进入落料器侧面的出风管道，实现烟梗与气流的分离。
　　（二）存在的问题。
　　烟梗风力切向分离器在2011年10月前运行正常，进入冬季以后，分离器落料器出现堵料现象。维修人员疏通管道后打开切向分离器，发现滚网小孔大部分已经被糊死，对滚网进行清洁后恢复正常。经过一段时间的生产后，堵料现象仍时有发生。对此维修人员加大风门开度，增加风量来解决堵料现象，当风门开度达到100%后虽然能延长堵料时间间隔，但还是不能彻底解决堵料问题。截止到2011年底，切向分离器进料口共堵料20余次，严重影响了制丝线的生产连续性，对车间造成了很大的影响。
　　二、原因分析
　　切向分离器采用风力吸梗，空气把烟梗吸入分离器后进入滚网，从滚网侧面的出风口排出。但是由于滚网小孔糊死，致使吸梗风机产生的气流不能通过滚网，切向分离器进料管道内的烟梗不能够正常进入分离器，造成烟梗堵塞到管道内。检查滚网上粘附的污垢，发现污垢的主要成分是烟梗内的烟土和粉尘，吸湿后粘附到滚网上，造成滚网糊死。
　　污垢产生原因：进入冬季后，原料库内的温湿度都比较低，车间外部温度在10月到11月中旬在15℃以下 ，而11月中旬后在10 ℃以下。而制丝车间内的温湿度较高，温度达到26℃左右，相对湿度达55%左右。从原料库运送到一车间的烟梗温度低，温度较低的烟梗与车间内温暖潮湿的空气接触，暖湿空气中的水蒸气迅速液化凝结到烟梗表面，使烟梗表面湿润，烟梗包内的烟土以及粉尘吸收这部分液化水分后，变得潮湿有粘性。当气流携带潮湿烟土及粉尘通过落料器滚网时，部分粘附在滚网上，将滚网小孔糊死，吸梗风机产生的气流就不能正常通过滚网，使烟梗输送管道内风力减小，烟梗停滞在进料口，造成堵料。
　　三、改进方法
　　针对滚网糊死问题，首先采用人工定期清理滚网，但这种方法不能彻底改变堵料的现状，同时会加大工人劳动强度。其次提高原料贮存环境的温湿度，也可避免烟梗中的烟土水分增加，从而避免堵料。但是一车间与投料间之间的距离有50米左右，而且中间还有一条主干道隔开，要建立一个专用通道显然需要大量资金。而作为维修人员要立足本身，力争通过设备改进来解决堵料问题。
　　为了从根本上解决堵料问题，需要加装一个自动清理装置，即对滚网加装滚刷或扫辊，连续自动清扫滚网上粘附的烟土，这样就可以彻底避免由于滚网糊死造成的堵料。
　　四、方案验证
　　在切向分离器传动设计中，设备的动力源是气锁电机。通过气锁电机作为扫辊运转的动力源，在滚网轴上安装了链轮，通过链传动，驱动扫辊与滚网做同向运转，能有效扫除滚网上粘附的烟土，避免糊网造成的堵料。同时为了保证清洁效率，使滚网链轮与扫辊链轮达到一定的传动比，要计算出滚网链轮的转速（见图2）。图2中，减速机链轮齿数Z1为21，减速机速比13.91，气锁电机转速1410r/min.与减速机一端的气锁链轮齿数Z2为31，气锁另一端链轮齿数Z3为21，滚网双排链轮齿数Z4为37, Z5为扫辊链轮齿数。
　　根据公式i= n1/n2=Z2/Z1 公式（1）
　　i：传动比；n1：气锁电机转速；n2：与减速机一端的气锁链轮转速
　　Z1：减速机链轮齿数；Z2：与减速机同一端气锁链轮齿数
　　可以算出与减速机一端的气锁链轮转速
　　n2= n1×Z1/Z2。 公式（2）
　　Z1=21 Z2=31
　　其中减速机减速比为13.91;电动机输出额定转速为1410r/min
　　代入公式（2）得：
　　n2=1410/13.91×21/31
　　计算结果得 n2=68.667r/min。
　　由于Z2和Z3在出料气锁的两端，则：
　　n2=n3=68.667 r/min。
　　根据n3/n4=Z4/Z3 公式（3）
　　Z3=21 Z4=37
　　得n4=n3×Z3/Z4=68.667×21/37=38.973r/min
　　可得滚网双排链轮转速为38.973 r/min。
　　对比梗丝风选落料器主动辊与扫辊的传动比是1.667，我们也确定为1.667到2之间.根据传动比计算公式
　　i=Z4/Z5=n5/n4 公式（4）
　　Z4=37 n4=38.973 r/min
　　得：Z5的范围在18.5到22.195之间。
　　注：Z5为扫辊链轮齿数
　　由于链轮的齿数过少会增加传动的不均匀性及传动载荷，链条绕在链轮上后成为多边形的折线，链节与链节间发生一转角，增大及磨损。当速比低时，用高齿数链轮可以大大减少链节的转动量、链条的拉伸负荷和轴承的负荷，同时为使链条磨损均匀，链轮齿数多为奇数。
　　所以我们确定：Z5=21
　　五、方案实施及效果验证
　　2012年1月对切向分离器进行了改进。在改进过程中，为了不影响烟梗下落速度，把扫辊的安装位置设定在滚网的右下侧。切向分离器从改进前的每月堵料5次以上到改进后的每月1次，大大提高了烟梗处理工序的生产连续性，提高设备有效作业率，同时也降低了工人劳动强度。
　　参考文献：
　　[1]《机械零件设计手册》，北京：国防工业出版社2004。
　　[2]《带传动和链传动设计手册》，化学工业出版社出版 2010。
　　[3]《机械零件设计手册》（第二版），北京：冶金工业出版社2008。
　　作者简介：
　　1.王香娟：助理工程师，保定卷烟厂制丝物检员。
　　2.倪亮：助理工程师，保定卷烟厂制丝设备修理工。