孫瑜

上海煙草集團(tuán)有限責(zé)任公司天津卷煙廠 300163

金屬探測系統(tǒng)剔除裝置的改進(jìn)

孫瑜

上海煙草集團(tuán)有限責(zé)任公司天津卷煙廠 300163

本文針對卷煙行業(yè)中，制絲生產(chǎn)線上切絲機(jī)前的金屬探測系統(tǒng)，在工作時(shí)不能有效的剔除來料煙葉中混有的金屬物現(xiàn)象,進(jìn)行了具體的分析和研究,并通過對原系統(tǒng)的改進(jìn)等措施，使金屬物的剔除率達(dá)到100%，確保了生產(chǎn)正常有序進(jìn)行，同時(shí)也提高了制絲生產(chǎn)的工藝質(zhì)量。

金屬探測儀；金屬物；剔除裝置；皮帶輸送機(jī)

引言

眾所周知，切絲是制絲生產(chǎn)線中的關(guān)鍵工序，而切絲機(jī)又是制絲生產(chǎn)線的重要設(shè)備，切絲質(zhì)量的好壞直接影響著卷煙產(chǎn)品的質(zhì)量。在切絲機(jī)前安裝金屬探測系統(tǒng), 以保護(hù)切絲機(jī)的完好，更好地為企業(yè)生產(chǎn)工藝服務(wù)。但是，若金屬探測系統(tǒng)不能有效的工作，混有金屬物的來料煙葉進(jìn)入到切絲機(jī)，勢必造成切絲機(jī)進(jìn)刀系統(tǒng)、刀片和刀門等部件的損壞，使正常的生產(chǎn)秩序受到影響。因此，有必要認(rèn)真解決金屬探測系統(tǒng)不能有效剔除金屬物的問題。

1.設(shè)備現(xiàn)狀分析

1.1 金屬探測系統(tǒng)的組成及工作原理

1.1.1 系統(tǒng)組成

金屬探測系統(tǒng)主要由金屬探測儀、電控系統(tǒng)和剔除裝置三個(gè)部分組成(見圖1) 。

圖1 金屬探測系統(tǒng)示意圖

1.1.2 工作原理

當(dāng)夾雜金屬物的煙葉經(jīng)過皮帶輸送機(jī)1時(shí), 安裝在其上方的金屬探測儀中的磁感應(yīng)線圈磁場強(qiáng)度就會發(fā)生了變化，輸出電壓也會隨之發(fā)生突變信號，此信號經(jīng)放大后向控制柜發(fā)出信號。當(dāng)控制柜接收到金屬探測儀發(fā)出的信號后，PLC進(jìn)行相應(yīng)的邏輯判斷發(fā)出剔除信息。

由圖1可知,剔除裝置呈倒寫的“Y”形狀，上端為進(jìn)料口，下端為兩個(gè)出料口。兩個(gè)出料口之間進(jìn)行切換的翻板，該翻板的動作受電磁閥、氣缸和接近開關(guān)等附件的控制。當(dāng)來料煙葉中不含金屬物時(shí)，翻板處于正常生產(chǎn)的出料口位置，煙葉從這一出料口落下，被送至切絲機(jī)；當(dāng)來料煙葉中含有金屬物時(shí)，電磁閥接收到剔除信號，則氣缸驅(qū)動翻板動作，使翻板處于另一出料口位置，含有金屬物的煙葉，從這一出料口落下至專用的小車中，用人工的方法將金屬物檢出。

1.2 存在問題

為了進(jìn)一步驗(yàn)證金屬探測系統(tǒng),探測報(bào)警及剔除金屬物的實(shí)際情況，對金屬探測系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)際檢測。 通常用Φ3mm的軸承滾珠作為檢測物，其次可選些生產(chǎn)過程中常見的金屬作為檢測物，并隨機(jī)擺放。試驗(yàn)結(jié)果如表1：

表1 系統(tǒng)報(bào)警及剔除試驗(yàn)結(jié)果

由上表所知，當(dāng)金屬物通過金屬探測儀時(shí)，金屬探測儀報(bào)警，檢測率為100%，即靈敏度完全符合標(biāo)準(zhǔn)要求，也就是說金屬探測儀的檢測不存在什么問題。但是報(bào)警之后金屬物的剔除率為95%，即有幾次金屬物未能被及時(shí)有效的剔除出來。

綜上所述，金屬探測儀可以全部檢測到金屬物，但是金屬物卻不能被及時(shí)有效的剔除出來，這是問題之所在。

2 原因分析

通過以上實(shí)驗(yàn)和現(xiàn)場分析，發(fā)現(xiàn)金屬物不能被及時(shí)有效剔除的原因主要有：

2.1 翻板來不及動作

經(jīng)實(shí)驗(yàn)觀察，當(dāng)來料煙葉中混有的金屬物,前后間距在0.5米至1米時(shí)，金屬探測儀檢測到第一個(gè)金屬物時(shí),剔除裝置的翻板就會動作,以剔除金屬物,隨即剔除裝置的翻板又復(fù)位至正常的位置,但由于金屬物間距太小, 即使金屬探測儀能再次檢測到另一金屬物，但剔除裝置的翻板卻來不及動作,致使隨后的金屬物不能全部有效的被剔除而進(jìn)入切絲機(jī)內(nèi)。

2.2 電控程序復(fù)雜，穩(wěn)定性不高

由于剔除金屬物的剔除裝置翻板，靠接近開關(guān)的控制完成其開關(guān)動作,需要多個(gè)程序信號采集和執(zhí)行點(diǎn)，直接造成控制翻板機(jī)構(gòu)動作的電控程序復(fù)雜。當(dāng)來料煙葉中混有的金屬物較多時(shí)，單位時(shí)間內(nèi)剔除裝置翻板的動作就會增加，造成其程序執(zhí)行頻繁跳轉(zhuǎn)，使得混有金屬物的來料煙葉沒有被剔除出來，而進(jìn)入切絲機(jī)內(nèi)。

2.3 翻板落料不暢

當(dāng)來料煙葉中混有的金屬物較多時(shí)，剔除裝置翻板頻繁動作，使得被剔除的含有金屬物的煙葉,在下落的過程中夾在并堆積在剔除裝置翻板處，造成含有金屬物的煙葉不能繼續(xù)正常下落，從而影響正常的生產(chǎn)。

通過分析可知，產(chǎn)生上述問題的原因都與剔除裝置有關(guān)。所以有必要對此進(jìn)行改進(jìn)，以提高對金屬物的剔除率。

3 改進(jìn)方案

3.1 方案一

去除原剔除裝置的翻板，安裝活動式料斗卸料裝置。即將原剔除裝置翻板機(jī)構(gòu)的兩個(gè)落料口改為一個(gè)落料口，由氣缸帶動這一落料口。以擺動的形式,在正常落料與非正常落料位置之間進(jìn)行切換。這個(gè)方案雖然可以解決翻板的夾煙問題，但是仍然需要多個(gè)執(zhí)行點(diǎn)和程序信號的采集。由此看來，這樣不會從根本上編制一套簡捷程序，在金屬物驟然增加時(shí)，程序依然會頻繁跳轉(zhuǎn)。同時(shí)受位置空間的限制，活動式料斗卸料裝置的擺動會受到一定影響。

3.2 方案二

將原剔除裝置改為一個(gè)固定下料口，并將其下方的皮帶輸送機(jī)2改為既能正轉(zhuǎn)又能反轉(zhuǎn)的運(yùn)行形式。即正常生產(chǎn)時(shí)皮帶輸送機(jī)2是正轉(zhuǎn)，將煙葉送至切絲機(jī)。

當(dāng)檢測到金屬物時(shí)則該皮帶輸送機(jī)反轉(zhuǎn)，將含有金屬物的煙葉送至專用小車內(nèi)。這樣,該方案在程序上就減少了檢測點(diǎn)，雖然可以使程序控制簡單些，也不會有夾煙的問題。但是，流入到接煙小車的煙葉比以前增加了，這樣就增加了操作工的勞動強(qiáng)度。

3.3 方案三

拆除原翻板剔除裝置，在此位置新制作一個(gè)可以正反轉(zhuǎn)運(yùn)行的皮帶輸送機(jī)，以代替原剔除裝置。當(dāng)金屬探測儀沒有檢測到金屬物時(shí)，該新制作的皮帶輸送機(jī)正轉(zhuǎn)，將來料煙葉送至切絲機(jī)以進(jìn)行正常生產(chǎn)。當(dāng)檢測到金屬物時(shí)，則新制作的皮帶輸送機(jī)反轉(zhuǎn)，將含有金屬物的來料煙葉送至生產(chǎn)線外，即落至專用的小車中。

經(jīng)過對以上三個(gè)方案的分析，比較及綜合各方面的因素，方案三雖然有一定的難度，但可以使程序更簡單，控制更方便，且能使設(shè)備運(yùn)行更平穩(wěn)，因而是較為可行的方案。

圖2 改造后金屬探測系統(tǒng)示意圖

4 效果檢驗(yàn)

項(xiàng)目實(shí)施完成后,為了驗(yàn)證效果，用前述相同的方法檢測其效果,結(jié)果如表2：

表2 改造后系統(tǒng)報(bào)警及剔除試驗(yàn)結(jié)果

5 結(jié)論

由實(shí)驗(yàn)可知，項(xiàng)目實(shí)施后，金屬物剔除率達(dá)到100%，實(shí)現(xiàn)了預(yù)定的目標(biāo)。且該裝置安裝后，經(jīng)過一年多的運(yùn)行及生產(chǎn)情況的跟蹤，沒有出現(xiàn)切絲機(jī)因金屬物流入而損壞的現(xiàn)象，生產(chǎn)也未因此而中斷?？梢钥闯鲋谱鞯倪@個(gè)新裝置起到了很好的剔除作用。

[1]宋偉剛 著.通用帶式輸送機(jī)設(shè)計(jì). 機(jī)械工業(yè)出版社

[2].JTY型金屬物探測儀使用說明書.合肥安大電子檢測設(shè)備廠

[3]董慶華編著.機(jī)械零件.機(jī)械工業(yè)出版社

[4]機(jī)械基礎(chǔ).中國勞動出版社

10.3969/j.issn.1001-8972.2012.09.072