基于改进滚筒的烟箱输送通道设计与应用

摘要：针对卷包烟箱输送通道运行过程中常出现堵塞、卡滞等问题，设计了一种基于改进滚筒的烟箱输送通道方法。首先对烟箱输送通道故障原因分析，其次提出了增大滚筒直径、改进表面材料及优化滚筒与传动系统联动的方法。再次对改进方法进行实施。最后，与改进前进行了比较，改进后，烟箱输送通道堵塞次数和维修时间大幅减少，显著提升了设备的稳定性与输送效率。

关键词：滚筒；烟箱输送通道

1 引言

烟箱输送通道是卷包车间中至关重要的组成部分，主要负责烟箱的顺畅输送。然而，随着生产任务的增加，烟箱输送通道频繁发生故障，尤其是烟箱堵塞、卡滞，导致输送通道停机和大箱机维修。这种现象不仅增加了维修成本，还严重影响了生产效率。因此，研究如何通过提高烟箱输送通道的稳定性与传输效率，成为提升烟草生产线整体运行水平的关键问题。

四川中烟绵阳卷烟厂卷包车间现有一条烟箱输送通道，其主要由电子秤、传动齿轮、动力电机、PLC控制器等构成。近年来烟箱输送通道故障频发，在运转过程中常发生烟箱堵塞等情况，引发轨道中烟箱排列堆积、挤压，致使设备停机，从而导致烟箱输送效率降低，严重影响正常生产及产品质量。经统计2023年烟箱输送通道故障发生情况，发现烟箱堵塞占总故障发生次数的72.5%，达到了7.25次/月；维修时间时间占总时长的82.6%，达到了35.9分钟/月。故障发生频次过高，维修时间过长，迫切需要降低烟箱堵塞次数。

本研究通过对烟箱输送通道现有设计进行分析，提出了一种基于滚筒改进的方法，旨在优化滚筒的尺寸、材料以及表面处理工艺，从而改善输送通道的稳定性和效率。

2 文献综述

目前，关于烟箱输送通道的研究主要集中在负载管理、输送速度调整以及故障预测等方面。孟凯[1]指出输送系统的负载与速度匹配对于减少堵塞至关重要。然而，更多的研究发现，输送通道中的滚筒设计直接影响摩擦力分布，而摩擦力不均是导致设备故障的关键因素之一[2]。滚筒的尺寸、材质和表面处理工艺是决定摩擦力的重要因素，进而影响烟箱的顺畅输送[3]。

尽管现有研究已针对滚筒的尺寸和表面处理提出了一些改进方案，但对滚筒与烟箱之间摩擦力匹配的系统性研究仍较为缺乏。因此，本文通过分析滚筒尺寸与烟箱输送性能的关系，提出了更具针对性的改进方法，以期解决现有设计中的不足。

3 烟箱输送通道故障原因分析

阻烟器滚筒设计缺陷：滚筒的尺寸、材质和表面处理不匹配，导致摩擦力不均，成为引发故障的关键因素。滚筒直径过小或过大都可能导致摩擦力不足或过强，从而引发烟箱卡滞或堵塞。

4 改进方案与实施

4.1 滚筒设计及改进方案

增大滚筒直径：增大滚筒的直径可以增加与烟箱的接触面积，提高摩擦力，从而避免烟箱因摩擦力不足而发生堵塞。采用高摩擦材料：改用高摩擦系数的材料或对滚筒表面进行特殊处理（橡胶包覆或刻纹处理），以提升滚筒与烟箱之间的摩擦力，增强输送稳定性。优化滚筒与传动系统的联动：通过优化滚筒的转速与烟箱输送速度的匹配，确保摩擦力均匀分布，避免因摩擦不均造成堵塞。设计可调节滚筒结构：设计具有可调节功能的滚筒结构，以便根据不同生产条件和烟箱规格调整滚筒尺寸和摩擦力。

4.2 方案实施

滚筒设计与制造：根据改进方法，设计增大直径和优化表面的滚筒。选择耐磨材料，并对滚筒表面进行防滑处理，确保其与烟箱的接触效果。安装与调试：对现有输送系统进行停机处理，拆除原滚筒，安装新的改进滚筒。调整滚筒的安装角度和压力，确保摩擦力均匀分布。性能测试与数据采集：进行多次测试，观察滚筒在正常负荷和超负荷条件下的表现。记录摩擦力分布情况，确保烟箱输送过程的平稳性。

5 应用效果

为了验证该改进的实际应用效果，四川中烟绵阳卷烟厂将该改进应用于卷包车间进行测试，并对堵塞次数及通道维修时长进行统计，经统计，8个生产班次内条烟输送通道堵塞次数为0，维修时间为0分钟。

改造后，2024年8月小组成员对条烟输送通道维修时间进行了统计：

表1通道维修时间

维修时间单位：分钟

从表1可以看出，改造后，维修人员对烟箱输送通道的维修时间降低至4.97分钟/月，故障次数由10次/月降低至2次。

6 结语

随着自动化生产线在烟草行业中的广泛应用，烟箱输送通道作为关键的输送设备，其稳定性和高效性对整个生产过程至关重要。然而，烟箱输送通道在运行过程中常出现堵塞、卡滞等故障，严重影响生产效率和设备可靠性。通过对2023年烟箱输送通道故障数据进行分析，本文发现阻烟器滚筒设计不当是引发烟箱堵塞的主要原因。为解决这一问题，提出了改进滚筒设计的方案，优化滚筒直径、材料以及表面处理工艺。通过实际应用，改进后的滚筒设计有效提升了输送通道的稳定性和传输效率，减少了故障发生频率。实验结果表明，改造后故障发生次数从每月10次下降至2次，维修时间从35.9分钟/月降低至4.97分钟/月。本文为烟箱输送系统的优化提供了新的技术思路和实践经验。

未来的研究可以结合智能化监测技术，对输送通道进行实时监控和故障预警，进一步提升生产线的自动化水平和设备的可靠性。

参考文献:

[1] 孟凯.有轨输送系统非接触供电的传输性能研究与改进[D].南京航空航天大学,2012.

[2] 丁秀荣,薛正福,王芝兰.矿用带式输送机滚筒故障检测系统应用研究[J].能源与环保,2022,44(04):205-210.DOI:10.19389/j.cnki.1003-0506.2022.04.035.

[3] 李力,李盈,高雪峰.采用多传感器组网的箱烟输送质量监控系统[J].数字技术与应用,2022,40(10):194-196.DOI:10.19695/j.cnki.cn12-1369.2022.10.59.

作者简介:姓名：王墨川，性别：男，出生年月：1996.10，籍贯：湖北，研究方向：设备管理，学历：硕士研究生，职称：助理工程师