一种新型接装纸吸灰装置的设计与应用

摘要：针对卷烟厂应用接装纸合金刮刀后纸灰产生量激增，引致设备污染、切纸轮吸风孔堵塞等问题，本研究设计并应用了一种高效接装纸吸灰装置。该装置基于负压吸附原理，通过优化气流组织，在刮刀与接装纸接触点近域构建强效粉尘捕获区。应用结果表明，该吸灰装置使设备表面纸灰沉降量大幅度降低，切纸轮吸风孔堵塞发生率显著下降，相关设备故障率显著降低。本文系统阐述了设计背景、结构原理、实施效果及推广价值，为卷烟行业解决同类技术瓶颈提供了有效方案。

关键词：卷烟机；接装纸；纸灰；吸灰装置；合金刮刀；设备维护；故障率

1 引言

卷烟生产过程中，接装纸（水松纸）的稳定粘贴是保障烟支外观与质量的核心环节。为克服异型规格卷烟新工艺采用的色彩靓丽、硬质光滑、耐磨强韧的接装纸进行生产时，因卷曲器“刮毛”和“预卷曲”效果不佳而出现接装纸粘贴不牢、翘边、漏气、掉头及搓接不良等质量缺陷问题，我厂将传统陶瓷刮刀升级为耐磨性更优的合金刮刀（图1）。合金刮刀虽显著提升了接装纸适应性，但其刚性表面与高速运动纸张的摩擦加剧，致使纸灰生成量激增。此类微米级纸灰具有显著飘散特性，引发双重影响：

设备污染：纸灰随空气飘散附着于接装机的设备表面及相关鼓轮表面，造成设备表面污染，在设备生产过程中需定期清洁。

搓接质量劣化：部分纸灰随接装纸进入上胶及搓接成型阶段，易与接嘴胶混合，干扰接装纸与烟支滤嘴段的精密粘合，及堵塞切纸轮吸风口等，引发搓接不良、漏气、翘边等缺陷，产品不合格率上升。

图1：合金刮刀（左）与传统陶瓷刮刀（右）实物对比图

（图示：两类刮刀对比，合金刮刀刃口更锋利，金属光泽明显，对异性规格接装纸刮毛、预卷曲效果更明显。）

图2：纸灰污染危害实物图

为解决这一问题，本文结合行业实践和设备原理，设计了一款针对性高、结

构紧凑的新型接装纸吸灰装置，并在我厂卷接机组成功实施应用，效果显著。

2 纸灰问题分析与传统对策局限

2.1 纸灰产生机理与特性

产生点：集中于合金刮刀与接装纸瞬时刮擦接触区域。合金刮刀硬度高、耐磨性强，在对纸张表面施压摩擦时，会大量剥离表层纤维及涂料。

特性：刮刀区域产生大量纸灰，这些细微颗粒易受设备气流扰动而悬浮飘散，污染设备表面并进入搓接流程。

2.2 传统处理方式及不足

增加清洁频次：人工擦拭鼓轮、疏通切纸轮吸风口，劳动强度大，降低设备综合效率。

局部吸风改造：在设备近域加装小型吸尘口，存在吸捕效率低（纸灰扩散迅速）、干扰主气流场（影响烟支稳定传递）、维护不便等缺陷。

结论：亟需开发一种能在源头（刮擦点）实现高效捕获、不干扰主工艺气流、且便于维护的专用装置。

3 新型接装纸吸灰装置设计

3.1 设计目标

高效捕获：在刮擦点近域实现纸灰捕集高效率。

无工艺干扰：不影响接装纸的正常输送、定位及切纸轮吸附功能。

易维护性：结构简洁，便于快速拆卸清理或更换。

普适性：适配主流卷接机组（如 ZJ17，ZJ18系列）。

3.2 结构与工作原理

3.2.1 核心结构

纸灰捕获装置（固定块）：该装置固定在掉头轮防护罩上，采用尼龙材质，工作面垂直刮刀工作方向设计成圆弧面，一方面可引导吸附气流形成沿曲面方向的平顺流场，吸附风速稳定，纸灰能持续、均匀的被吸入。另一方面圆弧面无直角结构，纸灰可沿曲面自然滑落至收集口，减少装置自身的清理频次。

高效导流通道：纸灰捕获装置后部连接大小规格不同的吸风管和导流管（不锈钢304），能引导气流加速，增强吸附效果。

负压接口：导流管末端经柔性软管接入卷烟机既有除尘系统,安装便捷高效。

吸灰装置结构分解图与实物安装图；分解图清晰展示纸灰捕获装置（固定块）、吸风管、导流管等组件。

    固定块              弯管接头（导流管）

波纹软管(吸风管)                固定管接头

吸灰装置在ZJ118卷烟机接装机部位的实际安装照片（右侧为吸灰装置）。

3.2.2 工作原理

当除尘风机启动时，吸灰装置腔体内形成稳定负压场。刮刀刮擦产生的纸灰在初始扩散阶段迅速被负压气流捕获。气流携带纸灰经吸风管、导流管进入除尘系统过滤处理。装置体的圆弧面设计在最大范围确保落灰全部吸取走的同时，规避了对纸张运行的阻碍。

接装纸1经过卷曲器2时产生的纸灰落入吸灰装置，由吸灰装置实现生产过程中纸灰的在线清洁作用。设备除尘系统12提供的负压经由位于设备墙板上的管道接口11送至吸灰装置中，固定块5安装于掉头轮防护罩6上，固定块5圆弧面开有深槽，深槽口与刮刀4和接装纸1接触位置对正，接收落下的纸灰，固定管接头8深槽对角开有圆孔，与固定块5深槽相连通，并与掉头轮防护罩6及其底面的支撑杆7上所开圆孔对应，支撑杆7上的圆孔与固定管接头8相接，固定管接头8另一端与弯管9、吸灰管10相连，接收除尘系统12负压吸风，刮刀4与接装纸1物理接触产生的纸灰向下飘落被吸入固定块5中的负压吸风随之带走，完成清洁。吸灰管10采用橡胶材质，软管，便于连接。固定管接口11、固定管接头8采用不锈钢材质，不易磨损、变形，方便清洁保养。

4 应用效果与数据分析

4.1 纸灰减少效果

该新型接装纸吸灰装置在我厂ZJ17、ZJ118机型上广泛应用，且安装前后使用效果对比明显。使用前后对比效果如下:

 安装前                      安装后

4.2 设备运行与维护改善

鼓轮吸风口堵塞情况：

安装前：切纸轮吸风口堵塞情况时有发生。

安装后：切纸轮吸风口堵塞情况显著改善。

设备清洁周期：

安装前：每2小时需清洁关键鼓轮。

安装后：延长至每8小时（单班次）清洁一次，清洁频次降低75%。

综合效率提升：因纸灰引致的主要故障停机减少，卷接机组综合效率显著提升。

4.3 产品质量提升

1、搓接工序缺陷率：基于我厂在线烟支外观质量视觉检测系统数据统计。

安装前：因纸灰导致的搓接翘边、漏气缺陷率为0.8%。

安装后：上述缺陷率降至0.15%以下，降幅达81%。

2、跟踪我厂5-3#和天下细支卷接设备安装新型吸灰装置前后，纸灰过多导致相关故障停机时间折线图（安装前后6周数据，单位：小时/周）。

在安装新型吸灰装置后，5-3#卷接设备因纸灰过多导致的相关故障停机时间大幅降低，安装前纸灰引发的相关故障停机平均时长约4.2小时/周，安装后降至0.4小时/周，降幅达90.5%。

5 优势、经济性与推广价值

5.1 核心优势   

源头治理高效性：紧邻产生点设计，捕获效率显著优于传统方法。

主工艺零干扰：独特结构避免对纸张运行与鼓轮吸附功能产生干扰。

结构简洁可靠：无运动部件，采用耐用材料，故障率极低。

改造成本可控：利用现有除尘系统，单台套改造成本约500元，安装调试可于设备保养期间完成（耗时约1-2小时）。

维护便捷：装置体可快速拆卸，内部擦拭或冲洗即可完成清洁。

5.2 经济效益分析

成本节约：

废品减少：降低搓接缺陷 → 节约原料成本 。

维护成本降低：减少清洁工时、耗材（如擦拭布、清洗剂）及疏通作业 → 节约 。

停机损失减少：故障时间下降 → 增加有效产出。

设备投入：接装纸吸灰装置购置及安装费用低。

静态投资回收期：不足1个月。

5.3 推广价值

适用于在卷曲器“刮毛”和“预卷曲”过程中出现纸灰过多的卷接设备。

存在高速摩擦产尘问题的包装、印刷机械领域。

为烟草机械制造商下一代设备设计提供技术参考。

6 结论

针对接装纸合金刮刀应用引致的严重纸灰问题，本研究设计的专用吸灰装置通过精准负压捕获的核心技术方案，实现了纸灰的高效源头治理。实证应用表明：

纸灰显著减少：设备表面沉降量与空气悬浮颗粒浓度大幅度下降。

衍生故障根除：切纸轮堵塞、搓接不良等故障率下降85%以上。

效率质量提升：设备整体效率提高，产品缺陷率显著降低。

经济性突出：投入成本低，维护简便，投资回收期短。

该装置成功解决了特定工艺升级衍生的负面效应，提升了设备稳定性与产品质量，降低了运维成本，具备显著的技术先进性、实用性与推广价值，为行业解决同类技术难题提供了有效路径。

参考文献 

[1]卷烟卷接设备.北京出版社，1996.

[2]卷烟制造.北京出版社，1989.

[3]YJ17-YJ27卷接机组.中国科学技术出版社，2001.