CN114287662A - 一种提高数据稳定性的打孔鼓轮及其烟支拨转装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种提高数据稳定性的打孔鼓轮及其烟支拨转装置，主要用于双倍长烟支的旋转打孔，包括轴向平行分布的打孔鼓轮和旋转拨滚，打孔鼓轮的轮面主要由轴向中间内凹的非工作面和分布在非工作面两端的工作面组成，一对旋转拨滚同轴分布在两个工作面的外侧；工作面主要由圆形轮面和周向间隔分布在轮面上的隔离茎组成，隔离茎的两端侧壁上分别设有负压吸附孔，两根隔离茎和中间的轮面组成一个完整的烟支吸附和旋转的单元。保留凹槽结构的同时取消了套接在凹槽部的搓动结构，使得双倍长烟支在高速搓卷状态下更加稳定，更稳定的烟支旋转使得打孔精准性得到进一步的提升，最终获得的打孔烟支的通风度稳定性得到进一步的提升。

Description

一种提高数据稳定性的打孔鼓轮及其烟支拨转装置

技术领域：

本发明属于烟支加工技术领域，特别涉及一种提高数据稳定性的打孔鼓轮及其烟支拨转装置。

背景技术：

中国专利201420535619.8烟支在线打孔利用分离式烟支拨滚与打孔鼓轮的相对旋转，带动烟支旋转360°，从而被聚焦激光光束在烟支表面进行穿孔。然而，实际应用时，由于加工对像是双倍长烟支，双倍长烟支的特性是：两侧是正常长度的烟支、中间接的是双倍长的过滤嘴，切开过滤嘴后就是一根根标注长度的烟支，烟支较软，为防止烟支拨转时打滑，两侧拨滚表面与鼓轮表面之间距离（压实距离）H必须小于烟支直径，且因烟支两侧较软，中部过滤嘴区域较硬而造成烟支拨滚转过程中，鼓轮表面对烟支中部产生顶举作用，使得较硬的中部过滤嘴区域产生上下跳到进而影响聚焦装置的焦距，造成烟支数据的不稳定（见表格1）。另外由于烟支中部被烟支端部、拨滚装置和拨滚端面所遮挡，无法被直接观察，所以烟支数据的稳定性始终无法令人满意且一直存在这一不稳定的情况。

基于上述问题，本公司设计并申请了中国专利：201710059435.7，揭示一种打孔鼓轮的设置方案，其实质上为一种将打孔鼓轮沿轴向进行功能区分的方案，实现烟支输送功能区与烟支拨转功能区在鼓轮轴向进行分离，此方案适用于当鼓轮表面烟支输送槽的节距小于烟支周长，无法按照常规方案设置烟支拨转360°进行打孔，故烟支通过烟支输送功能区带动进入拨转区域，再通过烟支拨转功能区器件的高速的旋转，带动烟支脱离原有鼓轮表面完成至少360°的旋转，完成打孔后，再继续由输送功能区进行烟支输送。

例如中国专利：201710059435.7的图2所示的方案，其鼓轮两侧为带有烟支进入、烟支出烟槽的输送功能区域，中间区域为皮带滚转功能区域、所述的烟支拨滚设置在此滚转区域内，与旋转皮带配合，使得烟支进行高速旋转继而完成360度的打孔。

中国专利：201710059435.7的图3描述了一种利用鼓轮中间区域设置烟支传输进烟/出烟槽，两侧区域皮带旋转区域与拨滚配合完成烟支的滚转旋转，其中鼓轮中间区域的槽-槽之间鼓轮面直径小高度低，与烟支无接触，并设置聚焦装置，该方案实施后，两侧皮带与拨滚相对运动带动烟支高速旋转360°，完成打孔后，有两侧烟支槽带离旋转状态，由于鼓轮中间区域的槽-槽之间鼓轮面直径小高度低与烟支无接触，如此设计的确能起到防止烟支被顶起而跳动的技术效果，但是，该方案需要对鼓轮轮面进行槽高等特殊的加工，工艺结构复杂。且传动成本也较高，且需要设置皮带旋转的第二动力源，增加系统设计和加工的难度，且传动成本也较高，且需要设置皮带旋转的第二动力源，增加系统设计和加工的难度。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

发明内容：

本发明的目的在于提供一种提高数据稳定性的打孔鼓轮及其烟支拨转装置，从而克服上述现有技术中的缺陷。

为实现上述目的，本发明提供了一种提高数据稳定性的打孔鼓轮及其烟支拨转装置，主要用于双倍长烟支的旋转打孔，包括轴向平行分布的打孔鼓轮和旋转拨滚，打孔鼓轮的轮面主要由轴向中间内凹的非工作面和分布在非工作面两端的工作面组成，一对旋转拨滚同轴分离式分布在两个工作面的外侧；工作面主要由圆形轮面和周向间隔分布在轮面上的隔离茎组成，所述隔离茎的两端侧壁上分别设有负压吸附孔，两根隔离茎和中间的轮面组成一个完整的烟支吸附和旋转的单元。

需要说明的是：双倍长烟支由中部的双倍长滤嘴和分别粘接在滤嘴两端的两根烟条组成，切开双倍长滤嘴后即可获得正常烟支。

优选地，上述技术方案中，非工作面为一圈轴向长度不小于双倍长滤嘴长度的圆周凹槽，且凹槽的圆周半径小于圆形轮面的圆周半径。

优选地，凹槽的圆周半径R2与圆形轮面的圆周半径R1的关系为，R1-R2>(D-H)/2，其中烟支直径D，拨滚与鼓轮表面之间设定距离H，运行时，烟支在拨滚与鼓轮表面之间由拨滚与鼓轮带动原地旋转。

优选地，上述技术方案中，激光打孔装置设在一对旋转拨滚间的凹槽上方。

优选地，上述技术方案中，圆形轮面与旋转拨滚面配合工作区域处的直线距离H小于烟条的直径D，隔离茎与旋转拨滚之间留有合适的旋转间隙。

优选地，上述技术方案中，负压吸附孔连通远端的负压设备,运行时，烟支由负压吸附在工作面区域的隔离茎一侧，到达拨滚与打孔鼓轮中心连线附近的打孔区域时，烟支由拨滚带动离开隔离茎吸风孔进行旋转，当烟支完成360°旋转打孔后，再由隔离茎的另一侧面吸附而带离打孔位置。

优选地，上述技术方案中，两侧分离式旋转拨滚同轴分布在鼓轮的两个工作面的外侧，非工作面的轴向长度不小于双倍长滤嘴长度，非工作面的轴向长度不小于双倍长滤嘴长度，双倍长滤嘴置于非工作面区域内。

优选地，上述技术方案中，旋转拨滚与双倍长度过滤嘴接近侧的侧端面、与对应凹槽与与双倍长度过滤嘴接近侧的侧端面平齐。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

保留凹槽结构的同时取消了套接在凹槽部的搓动结构，采用打孔鼓轮配合旋转拨滚实现搓动动作，使得双倍长烟支在高速搓卷状态下更加稳定，更稳定的烟支旋转使得打孔精准性得到进一步的提升，最终获得的打孔烟支的通风度稳定性得到进一步的提升。

附图说明：

图1和图2为无凹槽搓卷时烟支变形示意图；

图3-图6为本发明结构示意图；

图7为分离拨滚和打孔鼓轮旋转配合示意图。

具体实施方式：

下面对本发明的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。

除非另有其它明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分，而并未排除其它元件或其它组成部分。

一种提高数据稳定性的打孔鼓轮及其烟支拨转装置，由烟支分离式拨滚、打孔鼓轮、穿孔聚焦装置组成，特征是：鼓轮中部为凹型的打孔装置，打孔鼓轮圆周分布若干烟支进烟槽和出烟槽，从输入装置接受过来的烟支进入打孔鼓轮的烟支进烟槽，烟支经内外侧拨滚与鼓轮烟支滚转面相互作用拨转，至少完成360°旋转并打孔完成后进入烟支出烟槽，并经过输出装置给下一工序；

烟支进烟槽、烟支出烟槽一一背靠背对应，中间利用横向隔离茎隔离，所述，烟支进烟槽、烟支出烟槽吸附烟支的区域设置有负压吸风口；

位于烟支两侧的内外拨滚，与打孔鼓轮表面烟支滚转面相对应，位于打孔鼓轮烟支滚转面区域以外的区域，为凹型区域；

凹型区域，使得鼓轮与滚转中的烟支较硬的中部区域减低或者不接触，当两侧拨滚对烟支两侧进行压实拨动旋转时，减少了鼓轮表面对烟支中部的顶举作用。

打孔鼓轮的凹型区域的圆周半径R2小于两侧与烟支接触区域表面的圆周半径R1，优选，R1-R2>(D-H)/2，其中烟支直径D，拨滚与鼓轮表面之间设定距离（压实距离）H。

数据的生产和检测：由于卷烟设备的特殊性，三种对比技术方案设备分别安装两个客户的生产车间，两个卷烟设备机型上：常规打孔鼓轮（无凹型区域）与分离式拨滚的打孔机--安装在国产化ZJ117设备的接嘴机上；本案打孔鼓轮（带凹型区域）与分离式拨滚的打孔机--安装在国产化ZJ117设备的接嘴机上；

采用中国专利201710059435.7技术方案的打孔机，安装在PASSIM（帕希姆）卷烟机的接嘴机上；

检测设备：均选择了设备所在车间的工艺室配备的成都瑞拓生产的卷烟滤棒综合测试台。

常规的打孔鼓轮（无凹型区域）与分离式拨滚的打孔机，生产烟支的通风度数据经 烟支综合测试台检测如下，表格1：

烟支	烟支样1	烟支样2	烟支样3	烟支样4	烟支样5
						1	21.9	18.1	19.0	20.9	18.8
2	18	20.5	22.2	19.7	20.5
						3	21.7	19.9	22.4	18.7	20.3
4	21.2	19.3	18.0	18.5	18.0
						5	19.3	19.7	20.4	18.1	22.6
6	18.9	18.7	21.3	21.8	21.6
						7	18.2	23.1-除	20.4	20.9	21.6
8	18.3	20.9	21.4	18.7	20.2
						9	18.0	19.4	19.7	18.7	21.2
10	21.8	21.9	17.9	20.3	17.2
						11	19.4	20	19.3	17.2	21.3
12	19.0	20.2	18.1	18.6	21.4
						13	21.2	21.3	20	18.5	19.9
14	20	19.7	20.8	19.4	19.6
						15	18.3	20.8	19.2	21.4	19.1
16	16.5	21	19.8	21.4	21
						17	20.7	18.8	18.9	20.7	22.7
18	19.6	20.8	19.8	21.8	22.6
						19	20.5	21.8	21.4	18.2	19.4
20	--	20.4	21.5	19.3	21.9
						平均值	19.6	20.3	20	19.8	21.6
SD标准偏差	1.374	1.16	1.54	1.5	1.47
						CV变异系数	6.95%	5.72%	7.7%	7.5%	7.2%

采用中国专利201710059435.7技术方案的打孔机生产烟支的通风度数据，经烟支 综合测试台检测如下，表格2：

烟支	烟支样1	烟支样2	烟支样3	烟支样4	烟支样5
						1	21.6	18.9	19.3	18.4	22.0
2	19.3	20.4	20.2	19.7	21.3
						3	21.4	19.9	21.8	19.3	20.3
4	21.2	19.4	19	18.5	18.7
						5	18.5	19.2	19.4	18.5	18.8
6	18.3	19.2	19.3	21.5	19.1
						7	18.2	21.4	19.5	20.7	19.9
8	18.9	20.9	19.2	19	20.2
						9	18.0	20	19.4	18.7	21.2
10	21.5	21.5	19.2		18.6
						11	19.4	19.4	20.4	18.5	20.5
12	19.0	20.2	19.9	18.6	21.4
						13	21.2	21	19.4	18.5	21.4
14	20	19.7	20.8	19.4	19.6
						15	18.9	20.8	19.7	21.2	21.5
16	17.1	21.3	17.8	21.1	21
						17	20.4	20.5	21.1	20.9	22.1
18	19.6	18.8	19.6	21.3	22
						19	20.5	20.4	18.8	20.6	19.4
20	--	21.5	19.5	19.1	21.4
						平均值	19.6	20.3	19.7	19.8	21.1
SD标准偏差	1.14	1.16	1.08	1.39	1.27
						CV变异系数	5.82%	5.72%	5.48%	7%	6.09%

采用本案打孔鼓轮（带有凹型区域）与分离式拨滚的打孔机，在生产同样烟支参数 情况下，烟支通风度数据经烟支综合测试台检测如下.表格3：

烟支	烟支样1	烟支样2	烟支样3	烟支样4
					1	20.4	19.4	19.3	21.2
2	18.6	19.7	19.7	19.5
					3	20.8	22.8	22.4	20.7
4	20.5	17.8	20	21.3
					5	18.5	19.3		19.0
6	19.3	19.7	19.5	19.5
					7	20.6	19.5	19.7	22.2
8	19.6	19.3	19.4	19.7
					9	20.6	18.7	18.7	21.1
10	20.4	21.6	19	19.5
					11	20.7	20.4	19.4	19.8
12	20.7	19.9	20.7	21.0
					13	20.4	19.4	19.9	20.2
14	20	20.8	20.6	20.4
					15	21.2	20.2	20.2	18.7
16	18.1	18.8	21.7	21.2
					17	18.5	19.2	19.2	21.1
18	20.1	19.3	19.8	20.9
					19	20.1	18.8	19.7	19.2
20	21	19.7	18.6	18.2
					平均值	20	19.7	19.7	20.2
SD标准偏差	1.04	1.03	1.05	1.03
					CV变异系数	5%	5.35%	5.3%	5%

数据分析如下：

①采用常规打孔鼓轮情况下，烟支几个样品的标准偏差SD分别为：1.374，1.16，1.54，1.5，1.47,（鼓轮表面对烟支具有提举作用，使得数据波动普遍较大）。

采用201710059435.7技术方案的情况下，烟支几个样品的标准偏差SD分别为：1.14，1.16，1.08，1.27，（由于皮带运行的不稳定，且皮带厚度的变化，造成烟支跳动，与常规打孔相比，尽管数据波动减小，但数值仍然稍大）。

采用本案打孔鼓轮情况下，烟支几个样品的标准偏差SD分别为：1.04，1.03，1.05，1.03，（数据和波动普遍较小，且稳定）。

结论：采用本案打孔鼓轮情况下烟支通风度的标准偏差明显降低。

②采用常规打孔鼓轮情况下，烟支几个样品的相对偏差CV分别为：6.9%，5.72%，7.7%，6.5%，7.2%,（数据普遍较大）。

采用201710059435.7技术方案的情况下，烟支几个样品的标准偏差CV分别为：5.82%，5.72%，5.48%，7%，6.1%，（数据较小波动稍大）。

采用本案打孔鼓轮情况下，烟支几个样品的相对偏差CV分别为：5%，5.3%，5.3%，5%，（数据普遍较小，且稳定）。

结论：采用本案打孔鼓轮情况下烟支通风度的相对偏差（变异系数）也明显降低且波动减小。

可见，采用本案打孔鼓轮的打孔装置后，烟支通风度的稳定性明显提高，且，结构简单，成本低廉，效果好。

按照所获取的SD标准偏差和CV变异系数来说，所有针对三种技术方案的数据，均属于稳定性较好的范围内，然而，本着精益求精的精神，着眼于细微之处，努力进一步提高数据稳定性是本专利所追求的目标。采用本按技术后，明显降低了烟支软硬不同造成打孔数据波动的影响，提升了设备控制精度。

前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本发明的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。

Claims (8)

1.一种提高数据稳定性的打孔鼓轮及其烟支拨转装置，主要用于双倍长烟支的旋转打孔，包括轴向平行分布的打孔鼓轮和旋转拨滚，其特征在于：所述打孔鼓轮的轮面主要由轴向中间内凹的非工作面和分布在非工作面两端的工作面组成，一对旋转拨滚同轴分离式分布在两个工作面的外侧；工作面主要由圆形轮面和周向间隔分布在轮面上的隔离茎组成，所述隔离茎的两端侧壁上分别设有负压吸附孔，两根隔离茎和中间的轮面组成一个完整的烟支吸附和旋转的单元。

2.根据权利要求1所述的提高数据稳定性的打孔鼓轮及其烟支拨转装置，其特征在于，非工作面为一圈轴向长度不小于双倍长滤嘴长度的圆周凹槽，且凹槽的圆周半径小于圆形轮面的圆周半径。

3.根据权利要求1所述的提高数据稳定性的打孔鼓轮及其烟支拨转装置，其特征在于，凹槽的圆周半径R2与圆形轮面的圆周半径R1的关系为，R1-R2>(D-H)/2，其中烟支直径D，拨滚与鼓轮表面之间设定距离H，运行时，烟支在拨滚与鼓轮表面之间由拨滚与鼓轮带动原地旋转。

4.根据权利要求1-3任一权利要求所述的提高数据稳定性的打孔鼓轮及其烟支拨转装置，其特征在于，激光打孔装置设在一对旋转拨滚间的凹槽上方。

5.根据权利要求1所述的提高数据稳定性的打孔鼓轮及其烟支拨转装置，其特征在于，圆形轮面与旋转拨滚面配合工作区域处的直线距离H小于烟条的直径D，隔离茎与旋转拨滚之间留有合适的旋转间隙。

6.根据权利要求1所述的提高数据稳定性的打孔鼓轮及其烟支拨转装置，其特征在于，负压吸附孔连通远端的负压设备,运行时，烟支由负压吸附在工作面区域的隔离茎一侧，到达拨滚与打孔鼓轮中心连线附近的打孔区域时，烟支由拨滚带动离开隔离茎吸风孔进行旋转，当烟支完成360°旋转打孔后，再由隔离茎的另一侧面吸附而带离打孔位置。

7.根据权利要求1所述的提高数据稳定性的打孔鼓轮及其烟支拨转装置，其特征在于，非工作面的轴向长度不小于双倍长滤嘴长度，双倍长滤嘴置于非工作面区域内。

8.根据权利要求7所述的提高数据稳定性的打孔鼓轮及其烟支拨转装置，其特征在于，旋转拨滚与双倍长度过滤嘴接近侧的侧端面、与对应凹槽与与双倍长度过滤嘴接近侧的侧端面平齐。

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