剪切式水松纸切刀架校正工装设计与应用

曲军建

(河南中烟工业有限责任公司南阳卷烟厂，河南 南阳 473000)

0 引言

GD121型卷烟机是意大利GD公司生产的一种烟支直径5.4 mm卷烟的高速卷烟机，其具有生产效率高、烟支质量稳定，维保简单的优点。这种机型是江苏中烟南京卷烟厂主打机型，设备生产稳定性的高低对产品的产量与质量拥有至关重要的作用。

切纸刀是水松纸切割装置的关键部件，由于刀架上剪切刀校正难度高、耗时长、校正精度低的问题影响设备效率。为了解决上述问题，设计了一种新型GD121A刀架校正工装，旨在提高产品质量稳定性和设备效率。

1 问题的提出

GD121型卷烟机主要是通过操作人员在设备上根据水松纸切割的情况在线调试，人工推拉剪切刀，将刀一把把的对正，效率低，需要专业人员操作，且对正调整效果差、使用寿命短。剪切刀对正调整过长，会导致刀片使用过程中崩裂，剪切刀对正调整过短，会导致水松纸切不断，毛边和错口等情况的发生。

2 现状调查

GD121型卷烟机在切割水松纸时是通过1个装有17把剪切刀的刀架与吸附着水松纸的切纸轮的17个刃口上进行剪切如(图1)，来完成水松纸的切割工作。水松纸切割质量的好坏与刀架上的剪切刀片与切纸轮刃口对刀效果的好坏有直接的关系。因该机型没有配备专用刀架校正工装，而现有的其他机型刀架校正工装必须依靠工装中心轴定位，且只适用切刀数为12把的中速机型。

3 工装设计

针对现有设备情况，设计一种新型GD121刀架校正工装，在不依靠中心轴定位的情况下，利用底盘台阶定位刀座的中心距，工装设计如图1、图2所示。

图1 GD121刀架校正工装 图2 工装设计

本设计解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现： GD121刀架校正工装(图1)，包括底盘(1)、底盘台阶(2)、中轴螺纹(3)、上盘(4)、螺钉(5)、底盘内孔凹槽(6)和上盘内孔凹槽(7)。

其中，底盘台阶(2)用来定位刀架，而底盘内孔凹槽(6)、上盘内孔凹槽(7)的尺寸确立了刀架上刀片的调整倾角。为了验证底盘台阶定位的可靠性，分别取刀架端面圆周方向4个位置，测量其到工装底盘的垂直距离并记录，为了避免主观测量误差，采用多人、多次测量对比。数据如表1所示。

表1 测量数据 单位：mm

通过对测量数据的对比分析和实际观察，刀架上端面与工装底盘是平行的；刀架整体与工装底盘相互垂直，由此可以确认工装底盘台阶可以精确、可靠地定位刀架，从而底盘内孔凹槽(6)、上盘内孔凹槽(7)就可以准确调整刀架上刀片的倾角。

此工装设计的优点在于以下7点。

1)提供了一种新的刀架工装定位方法，即不依靠中心轴定位，而利用底盘台阶定位的方式定位刀座。

2)该工装不用专业人员即可使用，降低了专业技术要求。

3)无须在设备上在线对正调整，整个过程可以不受空间场地限制。

4)节省了维保调整时间，每套刀架节省约2小时左右。

5)提高了调整精度，通过工装能保证每个剪切刀与切纸轮的切割位置相同，提高了切割精度，减少剪切刀的磨损。

6)保证了水松纸的切割质量，减少了水松纸错口、毛边等质量缺陷的发生。

7)相比于其他机型的刀架校正工装，结构简单可靠，方便拆卸收纳，拆卸后工装占用空间小。

4 使用方法

GD121剪切式水松纸切刀架校正工装，包括底盘、底盘台阶、底盘螺纹、上盘、螺钉、底盘内孔凹槽和上盘内孔凹槽等。

刀架放于底盘上，并通过底盘台阶进行定位，上盘从上部盖住刀架，并通过螺钉将上盘、刀架、下盘通过中轴螺纹进行固定，通过把刀架上装有的剪切刀向外侧拉，使刀片刃口同时接触到底盘内孔和上盘内孔凹槽的槽边，最后再将螺钉紧固，这样就可完成一件剪切刀的校正，以此类推可将17把剪切刀都校正到位，即完成整套刀架的校正工作。将校正的装有剪切刀的刀架装入设备后，只需要对正一把剪切刀与切纸轮之间的配合，即可完成整体刀架的对正工作。

5 效果验证

使用此工装有效地降低对专业技术人员调整刀架的经验要求，同时节省了维修保养中的调整时间，并且，提高了刀架的调整精度，减少剪切刀的磨损，延长了剪切刀片的使用寿命。产品质量稳定性和设备效率大幅提高。

使用此工装每套刀架节省维修时间约2 h左右；使用此工装前、后，每台套设备平均更换滚刀次数统计，如表2所示。

表2 滚刀次数统计

根据数据统计可以推算出使用工装前、后每台套设备每年平均更换滚刀次数为6次/年、1.5次/年。

本单位目前有7台套GD121型卷烟机，每年因更换滚刀而节省维修时间为：

(6-1.5)×2×7=63 h/年

由于切割精度要求，每次换刀都必须成套更换，每套滚刀17把刀片，每把刀片1 338.05元；每次维修费用为:1 338.05×17=22 746.85元/次；每年总计减少维修次数:

(6-1.5)×7=31.5次/年

A:减少维修次数增加经济效益：22 746.85×31.5=716 525.775元/年。

B:工装设计制造费用：7 725.85元/套。

使用此工装最终增加经济效益：△S=A-B=716 525.775-7 725.85=708 799.925元/年≈71万元/年。

6 结语

本工装实现了刀架的精确快速调整，可以有效地降低对专业技术人员调整刀架的经验要求，同时节省了维修保养中的调整时间，每套刀架调整节省2 h左右，并且，提高了刀架的调整精度，通过工装能保证每个剪切刀与切纸轮的切割位置相同，提高了切割精度，保证了烟支质量，减少剪切刀的磨损，延长了剪切刀片的使用寿命，结构简单可靠，使用方便和拆卸收纳，拆卸后工装占用空间小，易于推广使用。