气动法卷烟烟丝与烟支分离关键技术的研究

论文摘要

卷烟的生产及包装过程中产生的残次烟支中的烟丝如何最大限度地被回收再利用，降低对烟丝的造碎率，提高整丝率，减轻工人劳动的强度，减少原材料的消耗和对环境造成的污染等是各卷烟生产企业一直关注的课题。本文针对国内外现有的卷烟烟丝分离回收方法和设备存在的对烟丝造碎严重，烟丝的回收率低，高耗能以及对环境造成污染等不足，提出了采用气动法分离回收卷烟烟丝的方法，设计并研制了一种气动法卷烟烟丝分离回收装置并对其关键技术进行研究。气动法卷烟烟丝分离回收装置是根据卷烟滤嘴端和烟丝部分透气性不同的特点，将带有一定高压气流的喷气嘴对准卷烟过滤嘴端进行吹气，在气吹压力的作用下将烟丝从卷烟纸中完全吹离，从而实现卷烟烟丝的分离回收再利用。本文首先对气动技术理论进行了研究，设计了该装置的气动控制系统，对气源装置和气动元器件进行了选择和设计。通过对气动理论和烟支结构的分析，充分证明了采用气动法分离卷烟烟丝的可行性。利用Solid Works三维软件设计了该装置的虚拟样机，对装置的自动进烟机构、烟支滤嘴检测、步进电机旋转机构、喷吹分离机构等关键技术进行了设计和研究。对设计方案的可行性进行了论证，为实际样机的研制提供了依据。研制了气动法卷烟烟丝分离回收装置，该装置的自动进烟机构通过由同步电机控制的取样滚轮对烟支进行间隔取样，利用红外光电传感器实现对烟支方向的判别，取样后的烟支经扇形导槽由横向变成竖直方向自动落入到步进电机旋转机构中，步进电机旋转机构通过接收的烟支方向检测信号将烟支送入到不同的喷吹工位，从而实现对烟支的喷吹分离。将气动法和手剥法、裁切法分离回收后的卷烟烟丝进行了含末率、整丝率和回收率的对比试验。结果表明，经气动法分离回收的烟丝含末率比手剥法和裁切法含末率分别降低18.6%和8.0%，整丝率分别提高了16.9%和10.7%。充分证明了气动法卷烟烟丝分离回收方法的优越性。气动法分离回收的烟丝能够直接返回卷烟生产线进行再造卷烟，提高了烟丝的利用率。该方法可以降低卷烟生产成本，提高企业的经济效益，减少资源消耗和对环境造成的污染。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 插图清单
• 附表清单
• 1 绪论
• 1.1 课题的研究背景和意义
• 1.2 国内外的发展与研究现状
• 1.2.1 加湿膨胀法
• 1.2.2 机械破支法
• 1.3 本课题研究的内容和创新点
• 1.3.1 研究内容
• 1.3.2 创新点
• 1.4 本章小结
• 2 气动技术研究
• 2.1 气动技术概述
• 2.1.1 气动技术的工作原理
• 2.1.2 气动技术的特点
• 2.2 气动系统的组成和理论基础
• 2.2.1 气动系统的组成
• 2.2.2 气动技术的理论基础
• 2.3 气动技术的发展趋势
• 2.4 本章小结
• 3 气动法卷烟烟丝分离装置设计及关键技术研究
• 3.1 装置整体方案设计
• 3.1.1 装置的结构设计
• 3.1.2 工作原理
• 3.2 装置关键技术的研究
• 3.2.1 自动进烟机构设计
• 3.2.2 烟支方向识别
• 3.2.3 烟支夹紧机构设计
• 3.2.4 喷吹分离机构设计
• 3.3 装置样机设计与研制
• 3.3.1 装置虚拟样机设计
• 3.3.2 装置样机的研制
• 3.4 本章小结
• 4 控制系统设计与研究
• 4.1 气动控制系统设计
• 4.2 气动控制系统的设计计算和元件选型
• 4.2.1 气动系统的设计计算
• 4.2.2 气动元件选型
• 4.2.3 气动辅助元件
• 4.2.4 烟支检测传感器
• 4.3 电机的选型设计
• 4.3.1 步进电机选型设计
• 4.3.2 同步电动机选型设计
• 4.4 控制系统软件设计
• 4.5 本章小结
• 5 烟丝分离技术的试验研究
• 5.1 材料与方法
• 5.1.1 材料与仪器
• 5.1.2 试验方法
• 5.2 实验数据分析与结论
• 5.2.1 含末率实验数据分析
• 5.2.2 几种烟丝方法回收率对比分析
• 5.3 本章小结
• 6 总结与展望
• 6.1 工作总结
• 6.2 预期产生的经济效益
• 6.3 展望
• 参考文献
• 附录
• 致谢
• 作者简介
• 攻读学位期间发表的学术论文