高速卷烟和滤嘴卷制与接 装集成装备原理

思考题： 如何确定曲柄摇杆机构的各参数，才能保 证动态跟随支撑的实现？这个方案是最佳 的吗？为什么？请提出新的替代设计方案 吗？
九、卷接机关键技术的研究方法
3、切割装置结构设计与分析 ¾ 切割刀盘结构设计：关键技术问题—刀片的调节 和修磨，刀盘的动平衡和倾斜角度的可调性。 ¾ 支撑装置结构设计：高速曲柄摇杆机构的共性关 键问题：曲柄的动平衡、连杆的冲击与振动、摇 杆的高速往复运动；动态跟随切割支撑的特殊关 键问题：摇杆的振动与疲劳断裂、高速状态下相 对稳定的P1、P2两个支撑点的获取。
4、烟支产品所用物料的形态：固态（柔软不规则 长条形、柔软规则长条形、纤维状、颗粒状）； 液态（胶、油墨、甘油酯）；半成品态（双倍长 烟棒、烟棒、滤棒）；成品态（烟支）。 5、工艺原理：依据烟支产品工艺要求以及被加工 物料性质和形态特点，提出的完成产品工艺的理 论及其科学依据。
二、几个基本概念
6、技术原理：依据工艺原理提出的可以满足烟支 产品加工质量和生产效率要求的理论与方法，包 括机构原理、控制原理、检测原理等。 7、技术方案：依据技术原理提出的装备设计、制 造、使用、维护等的设计方案及其实施步骤。
七、滤嘴卷制成形原理
2、技术原理 采用气流横向开松纤维束，采用机械拉伸纵向开松纤 维束，使用喷嘴喷洒、离心喷洒完成甘油酯或水乳胶 的添加；纤维束和包装纸保持严格的运动同步，供胶 系统依据纤维束的运动速度变化控制供胶量，采用热 溶胶和冷却箱实现滤嘴条封口的快速固定，高速跟随 式滤嘴条动态切割与传送。 3、技术方案 二级气流横向开松，三级机械拉伸开松，喷洒增塑， 滤嘴条成形枪，动态跟随切割装置，滤嘴输出轮。
五、滤嘴接装原理
1、工艺原理 （1）主体工艺原理：将半成品态的卷烟条和滤嘴 棒连接装配成烟支。 （2）辅助工艺原理：切割卷烟条并在其间加入滤 嘴棒，切割水松纸并上胶，以水松纸为包装连接 物搓接完成卷烟条的装接，切割接装后的卷烟条 得到两烟支，并将其中一支掉头。 （3）关键科学问题：高速、连续完成多个动作， 不损坏卷烟或烟支。
八、复合式滤嘴棒卷制装备简介
3、国外代表性的专利技术 国外烟机制造公司已经研究生产了含有添加剂的 滤嘴(新型过滤嘴)的设备，如高速填充复合香烟过 滤嘴的方法和装置（英国2002年专利 02830064.5）、滤嘴机（日本2005年专利 200580003959.X）、用于生产复合卷烟滤嘴的装 置和方法（瑞士2005年专利200580020622.X）、 复合过滤嘴条的制造装置和方法（瑞士2005年专 利200580044093.7）、用于制造复合过滤嘴的机 器（意大利2006年专利200610160430.5）等。
八、复合式滤嘴棒卷制装备简介
4、一体式复合滤嘴装备研发 ¾ 快速溶剂式（RM）活性炭添加工艺方案 ¾ 选择性可控对滚涂加活性炭-胶黏剂的原理和机构 ¾ 新型增塑剂施胶装置和多对滚施胶装置 ¾ 将材料设计的概念引进过滤嘴棒内部结构的设计， 控制醋酸纤维与增塑剂(甘油酯)之间的相对位置关 系，形成合理的内部网状结构，使过滤嘴的透气性、 塑性、减害、圆度和硬度等指标达到最佳。
切割装置关键参数的分析与结构优化设计
思考题： 如何保证P1和P2两个支撑点，在切割的 过程中相对于刀片的瞬时位置静止不动？ 设计喇叭嘴的形状需要解决的关键技术问 题是什么？
欢迎各位加入卷接机的研究行列！
谢谢大家！
刘子建 hncad@ 88823080
七、滤嘴卷制成形原理
（3）关键科学问题：滤嘴棒内孔隙的设计、形成 与滤嘴减害功能的设计与控制，高速状况下甘油 脂、水乳胶、活性炭等的连续可控添加，纤维束 的压缩过程和成形枪曲面形状确定，包装纸与成 形枪表面的高速摩擦机理，封口用热熔胶的高速 性能、连续供胶的可靠性，滤嘴棒高速动态切割 与传送原理。
四、卷烟卷制成形原理
2、技术原理 烟丝束和包装纸保持严格的运动同步，供胶系统 依据烟丝束的运动速度变化控制供胶量，采用热 干胶和烤箱实现卷烟封口的快速固定，高速跟随 式卷烟条动态切割与传送。 3、技术方案 连续高速的供纸系统，接纸器，印刷单元，牌子 箱和供墨组件，烟枪部件，供胶系统，冷却系 统，烘干系统，卷烟条切割与传送装置。
三、烟丝供料成形原理
2、技术原理 多级机械辊均匀化技术，流化床快速、柔和输 送，空气负压利用、基于统计分析的模糊控制理 论与技术原理。 3、技术方案 储丝箱（送丝气阀），送丝器（预供丝辊、提丝 带、清洁辊、摊铺辊、振动计量槽、料位控 制），定量供丝（流化床等），梗丝分离，丝束 成形与输送，劈刀装置，烟支重量调节轮，平准 器，压丝装置，回丝装置等。
一、绪论
2、卷接机组是由烟丝供料成条机（VE）、卷烟卷 制成形机（SE）、滤嘴接装机（MAX，或许还可 以包括滤嘴卷制机）集成而来的烟支生产装备。 “集成”的概念有助于理解和发展此领域的技术。 3、我们的技术差距和超越国际先进水平的机遇同 样很大！后发优势，市场优势，经费优势，政策 优势。 创造和创新的机会都有！难得！
九、卷接机关键技术的研究方法
¾ 烟支切割装置设计案例：直径为8mm足够长的可 切割圆卷烟条，以V=11667mm/s的速度沿水平 方向做直线运动。现需将其切割成140mm（双倍 卷烟长）的棒料，切口为垂直于卷烟条轴线的平 整平面，每分钟切割5000根。设计一个完成此任 务的连续切割装置。
九、卷接机关键技术的研究方法
九、卷接机关键技术的研究方法
2、切割支撑原理 ¾ 切割过程中卷烟条的受力：F1、F2为平衡切割力 F0的两个支撑反力，三者形成切割力偶，作用点 P1和P2是对应的两个切割支撑点。采用动态跟随 支撑原理，应有P1、P2点的速度V1=V2=V。 ¾ 切割支撑机构设计：采用曲柄摇杆机构，曲柄通 过连杆驱动摇杆作往复运动，摇杆上端设计两个 切割支撑点（喇叭嘴），实现动态跟随支撑，摇 杆采用可以柔性变形的碳纤维制作，便于吸振。
思考题： 解决这些关键技术问题需要具备什么知识 和能力？需要使用什么方法和工具？
九、卷接机关键技术的研究方法
MATLAB解析法计算
AutoCAD作图分析法
九、卷接机关键技术的研究方法
Pro/E、UG刀盘的三维建模与结构设计
九、卷接机关键技术的研究方法
Pro/E、UG刀盘的三维建模与结构设计
九、卷接机关键技术的研究方法
八、复合式滤嘴棒卷制装备简介
1、“健康”香烟的需求——香烟减害技术——复合 式滤嘴香烟 卷烟烟气是一种气、液、固并存的复杂多相的气 溶胶，仅卷烟烟气中的化学成分就有近4000种， 比烟叶中的化学成分还要多1000余种，在这些化 学成分中既有提供消费需求的烟草香气吃味和生 理作用的物质，同时也产生了微量的危害人体健 康的物质，如焦油、一氧化碳、亚硝胺、自由基 等卷烟烟气气相物中的挥发性有害成分。
八、复合式滤嘴棒卷制装备简介
2、复合式过滤嘴的发展趋势 国际：日本每年3200亿支消费量的卷烟市场上,95% 使用了添加活性炭的滤嘴；韩国每年840 亿支卷烟 的消费市场上,有90%使用的是活性炭滤嘴；委内瑞 拉年卷烟消费市场总额约100亿支,活性炭滤嘴卷烟 的消费量占其中的95%。 国内:北京卷烟厂的“中南海”系列；湖北襄樊卷烟厂 的“金鄂”；安徽蚌埠卷烟厂的“丹健”；陕西延安卷 烟厂的“极品世纪龙”、“精品延安”；云南玉溪红塔 集团“铂金红塔山”等国内品牌也采用活性炭滤嘴。
四、卷烟卷制成形原理
1、工艺原理 （1）主体工艺原理：在高速（560米/分—700米/分） 条件下，特殊形状的烟枪约束压缩烟丝束，并一次 性用条形纸包装烟丝束，形成卷烟条。 （2）辅助工艺原理：高速条件下条形包装纸的连续、 高可靠性封口、高速运动卷烟条的动态切割与传送。 （3）关键科学问题：烟丝束的压缩过程和烟枪入口 曲面形状确定，烟枪表面对烟丝压缩机理，封口用 胶的高速性能、连续供胶的可靠性，高速动态切割 与传送原理。
七、滤嘴卷制成形原理
1、工艺原理 （1）主体工艺原理：利用机械和气流的作用，将 醋酸纤维或聚丙稀纤维物料沿横向和纵向充分开 松，形成松软的纤维束；在纤维束表面喷洒少量 的甘油脂或水乳胶，制成滤嘴棒，在甘油脂或水 乳胶对纤维溶解的作用下，形成具有良好透气性 和一定硬度的卷烟过滤嘴。 （2）辅助工艺原理：高速条件下甘油酯的均匀定 量喷洒、滤嘴高速成形，高速运动滤嘴条的动态 切割与传送。
二、几个基本概念
1、烟支产品的三大要求：工艺要求、质量要求 （检测标准）、生产率要求。 2、烟支产品所用物料：烟丝、卷烟纸、水松纸、 胶、油墨、过滤嘴、醋酸纤维、甘油酯等。 3、烟支产品所用物料的性质：质量、比重、机械 性能（抗拉、抗弯、抗剪强度，延伸率，填充 力）、黏度、可粘性、可溶性等。
二、几个基本概念
ADAMS支撑机构建模及动力学分析
九、卷接机关键技术的研究方法
关键零件的有限元分析
（使用ANSYS分析碳纤维摇杆变形与应力）
九、卷接机关键技术的研究方法
切割支撑机构的刚体与柔性体耦合仿真 （综合使用ADAMS与ANSYS）
九、卷接机关键技术的研究方法
切割装置虚拟样机的建立与运动仿真
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
九、卷接机关键技术的研究方法
五、滤嘴接装原理
2、技术原理 采用同轴轮系完成工艺原理确定的动作，分为完 成传送工作的传输轮和完成工艺动作的工作轮两 类，滤嘴棒、水松纸、胶等物料供应系统与轮系 配合，同步完成物料的加入和工艺动作。 3、技术方案 供（接）烟轮，卷烟条切割，卷烟分离轮，滤棒 供给和传送轮，水松纸供给系统，水松纸切割系 统，搓接轮，烟支切割，烟支分离轮，烟支掉头 装置。
六、高速香烟卷接机组
1、总体布局：按照主要物料流动的方向进行总体布置 2、供丝成条与卷制成形的连接：连接工艺点（烟丝束 劈切成形后，进入烟枪前）、连接装置与结构（吸丝带 与成形带）、连接运动参数与节拍匹配（吸丝带与成形 带运动同步） 3、卷制成形与滤嘴接装的连接：连接工艺点（烟支传 送与转向）、连接装置与结构（蜘蛛手）、连接运动参 数与节拍匹配（在不损坏烟支的前提下，使烟支逐支从 高速轴向运动转变为高速径向运动）
高速卷烟和滤嘴卷制与接 装集成装备原理
刘 子 建
一、绪论
1、“高速卷烟和滤嘴卷制与接装集成装备”是人类为 了满足自己的嗜好而发明的一种复杂、自动化程 度很高的机器设备，它清楚地体现了人类运用智 慧追求“放任自己”的一种集体意志，以及将一个 简单商品的加工技术发展到极致水平的能力。吸 烟或许有害，烟草机械技术却是引人入胜和具有 挑战性的。
1、切割原理 ¾ 切刀运动原理：采用平面刀片和动态跟随切割 原理，刀片与烟条中心线垂直，且与烟条运动 的速度一致V0=V，刀片旋转完成切割动作的同 时，完成动态跟随动作。 ¾ 切刀运动机构设计：斜置刀盘，刀盘旋转一圈 完成两次切割（双切）的设计方案。
思考题： 如何建立满足实际要求的刀盘直径D、转速 R、倾斜角度α的计算模型？这个方案是最 佳的吗？为什么？请提出新的替代设计方 案吗？
三、烟丝供料成形原理
1、工艺原理 （1）主体工艺原理：利用机械和流体作用的原理，将 不规则的柔性烟丝及时、足量、连续、均匀地送 达，并形成具有一定体积、尺寸和重量要求的比较 规则的烟丝条。 （2）辅助工艺原理：利用机械、流体、磁等作用的原 理，筛选出混杂在烟丝中的烟梗和杂质，并回收有 用的烟草物料；形成“紧头”。 （3）关键科学问题：流动空气和烟丝相互作用的多相 流问题，高速、大量送丝产生的温升问题，提高烟 草物料的回收率问题，高速烟条的重量控制问题。