[发明专利]一种双倍长烟支切割时喇叭嘴与切刀运动干涉的规避方法

说明书

本发明公开了一种规避双倍长烟支切割运动干涉的喇叭嘴单侧调节方法，本发明对喇叭嘴机构和刀盘机构进行模拟仿真并且调整喇叭嘴的间隙至不发生干涉的最小值的方法，大大降低了对喇叭嘴和刀盘模拟的计算量，可以快速确定出切刀与喇叭嘴不发生干涉的最小间隙，从而在保证切割质量的情况下，保证了切刀与喇叭嘴不会发生干涉，保证切割过程中机器的稳定性及使用寿命。

技术领域

本发明属于机械领域，尤其涉及一种双倍长烟支切割时喇叭嘴与切刀运动干涉的规避方法。

背景技术

双倍长烟支切割系统是卷接机组的重要组成部分，主要由喇叭嘴机构、刀盘机构、磨刀装置以及传动部分等组成，最高生产速度为 20000支/分钟。烟支切割时，刀盘机构作旋转运动且喇叭嘴机构作动态跟随支撑，将卷制成形后作直线运动的烟条切割成规定长度的双倍长烟支。切割出的双倍长烟支，要求长度相等、切口平齐光洁、切口与烟支轴线垂直等。其中喇叭嘴机构、刀盘机构的设置如图1所示：包括横向转动的喇叭嘴机构1和纵向转动的刀盘机构2；刀盘机构2 有上下两个切刀3；喇叭嘴机构1包括前转轮和后转轮，前转轮和后转轮之间铰接有喇叭嘴轴，每个喇叭嘴轴上轴接一组喇叭嘴结构，总共有四组喇叭嘴结构；每个喇叭嘴结构包括前后两对喇叭嘴4，每对喇叭嘴4之间形成有切刀3通过的间隙5；切割烟支时，烟条自喇叭嘴4的U形槽6处穿过，然后切刀3自间隙5处切过将烟支切断。由于涉及两种运动系统，且要求(1)烟条、切刀、喇叭嘴在烟条行进方向上速度相等；(2)切刀垂直烟条轴线，其中，切刀为了在烟条行进方向上的分速度速度与烟条相等，刀盘机构结构如图2所示，包括叉头一7和叉头二8；叉头一7和叉头二8分别轴接在十字轴9，叉头一7和叉头二8成一定角度，而切刀通过刀盘固定在十字轴上，这使得切刀进行圆周运动时，还会出现摆动运动，因此运动较为复杂。

在实际生产中发现，高速动态跟随切割过程中，切刀与喇叭嘴容易发生干涉，影响切割稳定性，由于切刀与喇叭嘴干涉碰撞，会导致机械产生振动，导致切割效果下降，而且切刀与喇叭嘴磨损严重，降低了其使用寿命，需要经常更换切刀和喇叭嘴，大大影响了烟支的生产。但是若是通过无限增加间隙5的宽度避免干涉，会导致喇叭嘴提供的支撑力不足，使得烟支切口处产生凹陷。

为了解决上述矛盾，很多人通过改进喇叭嘴机构和刀盘机构的运动进行解决，如段绍伟等认为引起烟支切割系统切刀与喇叭嘴干涉的主要原因为喇叭嘴机构与刀盘机构运动不同步。万晶晶等认为引起烟支切割系统切刀与喇叭嘴干涉的主要原因为切刀和喇叭嘴在烟支运动方向上存在速度差。由于切刀运动的复杂性，难以完全模拟，其中万晶晶等将切刀简化为切刀中心线，通过优化运动，将喇叭嘴之间的间隙降低到了0.2mm，但是模拟后发现实际是不可能达到的，因为切刀是具有宽度和厚度的，经过喇叭嘴时，切刀所需要的间隙明显大于等效为中心线所需的间隙，且切刀会与其旋转方向呈现一定的倾斜角度，以和烟支的行进速度一致从而切割整齐。所以上述研究并没有解决在间隙尽可能小的情况下避免切刀与喇叭嘴的干涉问题。刀盘机构的输入轴和输出轴通过单十字轴式万向节联轴器相连。而如果建立整个实物的模拟系统模拟调整，仅仅单个机型的实物模拟建立的工作量大，而且由于不同的机型其结构均有差异，因此每种机型均需要实物模拟，工作量过大，浪费人力物力。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种双倍长烟支切割时喇叭嘴与切刀运动干涉的规避方法，本发明公开对喇叭嘴机构和刀盘机构进行等效模拟仿真并且调整喇叭嘴的间隙至不发生干涉的最小值的方法，可以快速确定出切刀与喇叭嘴不发生干涉的最小间隙，从而在保证切割质量的情况下，保证了切刀与喇叭嘴不会发生干涉，保证切割过程中机器的稳定性及使用寿命，同时大大降低了对喇叭嘴和刀盘模拟的计算量，大大节省了时间和精力。

为达到上述技术效果，本发明的技术方案是：

一种双倍长烟支切割时喇叭嘴与切刀运动干涉的规避方法，包括如下步骤：

步骤一、喇叭嘴侧面等效建模与运动分析：等效出四个喇叭嘴的内侧面L1～L4；然后对喇叭嘴运动进行分析：