PL205471B1

PL205471B1 - Sposób kontroli szczeliny między nożami krajarki do cięcia materiałów pochodzenia roślinnego, zwłaszcza do tytoniu

Info

Publication number: PL205471B1
Application number: PL363902A
Authority: PL
Inventors: Wojciech Jerzy Chojnacki
Original assignee: Int Tobacco Machinery Poland
Priority date: 2003-12-05
Filing date: 2003-12-05
Publication date: 2010-04-30
Also published as: PL363902A1; DE602004013830D1; EP1694143B1; LU91184B1; EP1694143A1; PL1694143T3; ATE394945T1; WO2005053442A1; ES2307075T3

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób kontroli szczeliny między nożami krajarki do cięcia materiałów pochodzenia roślinnego, zwłaszcza do tytoniu.

Znana krajarka do tytoniu przedstawiona jest na przykład w opisach polskich zgłoszeń patentowych nr P 353760, P 356019, P 357739. Urządzenie tego rodzaju zawiera korpus i osadzoną w nim głowicę nożową w postaci bębna, mającego na powierzchni obwodowej symetrycznie rozmieszczone noże tnące. Materiał do cięcia jest doprowadzany do strefy krojenia za pomocą zespołu transportująco-kompresującego zaopatrzonego w transportery i ustnik do zgniatania i formowania produktu przeznaczonego do krojenia. Dolna część ustnika, zwana dolnym nożem, stanowi przeciwelement dla noży tnących bębna nożowego głowicy.

Z opisu polskiego zgłoszenia patentowego nr P 347304 znany jest sposób i urządzenie do automatycznego ostrzenia noży do cięcia tytoniu, w którym nóż tnący podczas pracy maszyny do cięcia tytoniu przesuwa się do przodu i odpowiednio szlifuje za pomocą tarczy szlifierskiej, przy czym rejestruje się moment obrotowy napędu maszyny do cięcia tytoniu i następnie nóż przesuwa się do przodu w zależności od rejestrowanego momentu obrotowego. Maszyna do cięcia tytoniu jest zaopatrzona w czujnik do rejestrowania obrotowego momentu napę du, połączony z napędem elementów nastawczych. Zastosowany w tym znanym rozwiązaniu czujnik momentu obrotowego napędu maszyny pozwala kontrolować prędkość wysuwu noży tnących w zależności od oporów występujących podczas krojenia. Maszyna do krojenia tytoniu jest wyposażona w połączony z jej napędem i napędem elementów nastawczych, integralny system sterowania z zespołem serwomechanizmów. Ta znana maszyna nie umożliwia kontroli szczeliny między nożami maszyny do cięcia tytoniu.

Wielkość szczeliny między nożami krajarki do cięcia tytoniu ma decydujący wpływ na jakość produktu oraz pobór mocy przez mechanizm tnący.

Powszechnie stosowanymi metodami określania wielkości szczeliny między nożami krajarki są procedury ręczne, możliwe do przeprowadzenia tylko po zatrzymaniu maszyny. Jedna znana metoda polega na doprowadzaniu do styku noży tnących z dolnym nożem przy wirującym bębnie, poprzez kolejne przybliżenia. Następnie należy odsunąć zespół transportująco-kompresujący od głowicy nożowej na żądaną odległość. Metoda nie jest dokładna i stwarza niebezpieczeństwo połamania lub wyszczerbienia noży. Inna znana metoda polega na naklejaniu na czołowej powierzchni dolnego noża kilku warstw taśmy samoprzylepnej o znanej grubości. Po uruchomieniu głowicy tnącej i jej zatrzymaniu zlicza się nie ścięte warstwy taśmy, co po wymnożeniu przez grubość jednej warstwy daje odległość między nożami tnącymi a dolnym nożem. Następnie, przez kilkukrotną regulację i sprawdzanie powyżej opisanym sposobem uzyskuje się żądaną wielkość szczeliny. Metoda ta nie jest dokładna, ponieważ zależy od dokładności określenia grubości użytej taśmy i powtarzalności grubości.

Sposób kontroli szczeliny między nożami krajarki do cięcia materiałów pochodzenia roślinnego, zwłaszcza do tytoniu, zawierającej głowicę nożową z bębnem noży tnących i zespół transportująco-kompresujący z dolnym nożem, w którym to sposobie do regulacji pozycji zestawu noży wykorzystuje się sygnały z czujników elektrycznych, przetwarzane w centralnym systemie sterującym krajarki, za pomocą serwomechanizmów, według wynalazku charakteryzuje się tym, że za pomocą pierwszego czujnika mierzy się w kierunku promieniowym bębna nożowego odstęp między czołem tego czujnika a ostrzem noża tnącego, mierzy się odstęp między korpusem głowicy nożowej a korpusem zespołu transportująco-kompresującego za pomocą drugiego czujnika oraz za pomocą trzeciego czujnika mierzy się odstęp między czołem tego czujnika a krawędzią dolnego noża, przy czym zmianę wielkości szczeliny Δ^ dla szczeliny między ostrzem noża tnącego a krawędzią dolnego noża, wyznacza się zgodnie z zależnością Δc = = Δa + Δb + Δd, gdzie Δa oznacza zmianę odległości między czołem pierwszego czujnika a ostrzem noża tnącego, odpowiadającą zmianie średnicy bębna nożowego, Δb oznacza zmianę odległości korpusu głowicy nożowej od korpusu zespołu transportująco-kompresującego, a Δd oznacza ubytek dolnego noża w wyniku zużycia, przy znanych początkowych wielkościach odstępów między podzespołami krajarki.

Korzystnym jest, że jako czujniki stosuje się czujniki indukcyjne wykorzystujące efekt prądów wirowych.

Korzystnym jest, że odległość między korpusem głowicy nożowej a korpusem zespołu transportująco-kompresującego mierzy się za pomocą dwóch drugich czujników umieszczonych z lewej i prawej strony korpusu zespołu transportująco-kompresującego.

Korzystnym jest, że z czujników elektrycznych do systemu sterującego krajarki przekazuje się sygnały analogowe.

PL 205 471 B1

W innym korzystnym rozwią zaniu, z czujników elektrycznych do systemu sterują cego krajarki przekazuje się sygnały cyfrowe.

Korzystnym jest, że pomiary zmiany odległości Δα oraz Δb przeprowadza się jako pomiary ciągłe, a pomiar zmiany odległości Δd jako pomiar okresowy.

W korzystnym rozwiązaniu reguluje się poprzez serwomechanizm położenie diamentu do obciągania ściernicy na podstawie sygnału wyjściowego systemu sterującego.

Sposób kontroli szczeliny między nożami krajarki według wynalazku pozwala na utrzymywanie stałej szczeliny o żądanej wielkości podczas pracy, bez konieczności zatrzymywania maszyny dla wyregulowania wielkości tej szczeliny. Wielkość szczeliny może być zmieniana w czasie pracy maszyny przy użyciu wyłącznie panelu kontrolnego lub zdalnie, z centralnego systemu sterującego krajarki. Wielkość szczeliny jest wyznaczana na podstawie wskazań precyzyjnych czujników i nie zależy od subiektywnych ocen obsługi maszyny. W przypadku rozwiązania według wynalazku dokładność pomiaru nie zależy od stopnia zabrudzenia mierzonych powierzchni, ponieważ zastosowane czujniki są czułe wyłącznie na metal. Ponadto, informacja o wielkości szczeliny może być wyświetlana na panelu kontrolnym maszyny i wysłana do centralnego systemu sterującego.

Dla przeprowadzenia sposobu kontroli według wynalazku zastosowano krajarkę do cięcia tytoniu przedstawioną na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schematycznie krajarkę do tytoniu, w widoku z boku, a fig. 2 przedstawia schematycznie zespół transportująco-kompresujący.

Jak przedstawiono na fig. 1, na krajarkę do tytoniu składa się głowica nożowa 1 w której zamocowany jest obracający się bęben nożowy 2 wyposażony na swej powierzchni obwodowej w symetrycznie rozmieszczone noże tnące 3 oraz zespół transportująco-kompresujący 4 składający się z ramy bądź korpusu, w którym zamocowane są dwa transportery 5 i 6, zbieżne w kierunku przepływu tytoniu. Zespół transportująco-kompresujący 4 jest ruchomy względem głowicy nożowej 1 i podczas pracy jest do niej dociskany. Odstęp między zespołem transportująco-kompresującym 4 a głowicą nożową 1 ustalany jest za pomocą nie przedstawionych na rysunku serwomechanizmów połączonych z centralnym systemem sterującym.

Przeznaczony do cięcia materiał tytoniowy jest zagęszczany i transportowany w kierunku bębna nożowego 2 za pomocą zespołu transportująco-kompresującego 4. Podczas krojenia za pomocą noży tnących 3, napływający materiał tytoniowy opiera się o nieruchomy dolny nóż 7, sztywno związany z korpusem zespołu transportująco-kompresującego 4.

Każdy nóż tnący 3 jest ostrzony przez tarczową lub garnkową ściernicę 8, która jest obciągana przez diament 9. Położenie diamentu 9 jest zmieniane za pomocą nie przedstawionego na rysunku serwomechanizmu połączonego z centralnym systemem sterującym maszyny. Jak można zauważyć na fig. 1, średnica cylindra zataczanego przez ostrza noży tnących 3, zależy od położenia czoła diamentu 9.

Jakość krojenia materiału tytoniowego i pobór mocy urządzenia do cięcia, zależą od odległości w jakiej każdy z noży 3 obracającego się bębna nożowego 2 przechodzi od krawędzi dolnego noża 7 zespołu transportująco-kompresującego 4. Odległość ta zmienia się ze względu na zużycie dolnego noża 7, zmianę średnicy cylindra zataczanego przez ostrza noży 3, jak również zmianę odległości między korpusem głowicy nożowej 1 a korpusem zespołu transportująco-kompresującego 4. Kontrola szczeliny między nożami krajarki i regulacja wysunięcia noży tnących ma istotny wpływ na jakość wyrobu końcowego.

Dla kontroli szczeliny między nożami krajarki, została ona wyposażona w elektryczne czujniki odległości, korzystnie czujniki indukcyjne wykorzystujące efekt prądów wirowych. Za pomocą pierwszego czujnika C1, przymocowanego do korpusu głowicy nożowej 1 i usytuowanego zgodnie z kierunkiem promieniowym bębna nożowego 2, mierzy się odstęp a między czołem tego czujnika C1 a ostrzami noży tnących 3. Analogowy lub cyfrowy sygnał wyjściowy pierwszego czujnika C1, proporcjonalny do odstępu a, doprowadza się do centralnego systemu sterowania, co pozwala na określenie zmiany średnicy cylindra zataczanego przez ostrza noży tnących 3. Jeżeli zmiana średnicy cylindra zataczanego przez ostrza noży tnących 3 przekroczy określone granice tolerancji, system sterujący wysyła sygnał do serwomechanizmu ustalającego położenie diamentu 9 do obciągania.

Ponadto, mierzy się odstęp b między korpusem głowicy nożowej 1 a korpusem zespołu transportująco-kompresującego 4 za pomocą drugiego czujnika C2. W korzystnym rozwiązaniu stosuje się dwa drugie czujniki C2 i C2' umieszczone z lewej i prawej strony korpusu zespołu transportująco-kompresującego 4, z których czujnik C2' jest niewidoczny na rysunku. Na podstawie analogowych lub cyfrowych sygnałów wyjściowych obu czujników C2 i C2', centralny system sterujący wytwarza odpowiedni sygnał wynikowy.

Wraz z zużyciem dolnego noża 7 zwiększa się szczelina c między nożami tnącymi 3 bębna nożowego 2 a dolnym nożem 7 zespołu transportująco-kompresującego 4. Zużycie dolnego noża 7 przebiega bardzo wolno, więc jego ubytek można mierzyć okresowo. Zgodnie z rozwiązaniem według

PL 205 471 B1 wynalazku, stopień zużycia dolnego noża 7 określa się jako zmianę odstępu d, jak przedstawiono na fig. 2 rysunku. Za pomocą trzeciego czujnika C3, w sposób okresowy mierzy się odstęp d między czołem tego czujnika C3 a krawędzią dolnego noża 7, a wynik pomiaru przechowuje się w pamięci centralnego systemu sterowania krajarki tytoniu.

Jeżeli znana jest początkowa wielkość szczeliny c między nożami tnącymi 3 a dolnym nożem 7, zmierzona dla znanych wielkości odstępów a, b i d między podzespołami krajarki tytoniu, zgodnie z wynalazkiem, zmianę wielkości szczeliny Δc wyznacza się jako sumę algebraiczną zmian odstępów a, b i d, według formuły:

Δc = Δa + Δb + Δd, przy czym pomiary zmian odległości Δa oraz Δb przeprowadza się jako pomiary ciągłe, a pomiar zmiany odległości Δd jako pomiar okresowy. Na podstawie wyników pomiarów centralny system sterujący krajarki wytwarza sygnały przesyłane do serwomechanizmów ustalających odstęp b między korpusem głowicy nożowej 1 a korpusem zespołu transportująco-kompresującym 4 dla skompensowania zmian szczeliny c miedzy nożami krajarki.

P r z y k ł a d. W krajarce tytoniu przedstawionej w uproszczeniu na fig. 1 i 2 zastosowano cztery indukcyjne czujniki odległości, wykorzystujące efekt prądów wirowych.

- Czujnik C1 mocowano tak, że jego czoło znajdowało się w odległości 50% do 75% zakresu pomiarowego, korzystnie 60%, od powierzchni walca zataczanego przez ostrza noży tnących 3. Zakres pomiarowy zastosowanego czujnika wynosił 1,5 mm.

- Czujniki C2 i C2' mocowano tak, że ich czoła znajdowały się w odległości 50% do 80% zakresu pomiarowego, korzystnie 70%, od korpusu głowicy nożowej 1.

Zakres pomiarowy zastosowanych czujników wynosił 5 mm.

- Czujnik C3 mocowano tak, że w pozycji dokonywania pomiaru jego czoło znajdowało się w odległości 40% do 80% zakresu pomiarowego, korzystnie 60%, od czoła niezużytego dolnego noża 7.

Zakres pomiarowy zastosowanego czujnika wynosił 1,5 mm.

Powtarzalność pomiaru przez czujniki C1 i C3 była lepsza niż 0,03 mm, a czujników C2 i C2' lepsza niż 0,04 mm. Zatem powtarzalność dΔc określania zmiany wielkości szczeliny między nożami krajarki zgodnie z formułą:

Δc = Δa + Δb + Δd, nie była gorsza niż:

dΔc < (0,03 + 0,04 + 0,03) mm dΔc < 0,1 mm

Przedstawione rozwiązanie według wynalazku pozwoliło na bezpieczne ustawienie szczeliny c między nożami krajarki, o wielkości 0,15 mm, bez ryzyka zderzenia noży tnących 3 z dolnym nożem 7.

Claims

1. Sposób kontroli szczeliny między nożami krajarki do cięcia materiałów pochodzenia roślinnego, zwłaszcza do tytoniu, zawierającej głowicę nożową z bębnem noży tnących i zespół transportująco-kompresujący z dolnym nożem, w którym to sposobie do regulacji pozycji zestawu noży wykorzystuje się sygnały z czujników elektrycznych, przetwarzane w centralnym systemie sterującym krajarki, za pomocą serwomechanizmów, znamienny tym, że za pomocą pierwszego czujnika (C1) mierzy się w kierunku promieniowym bębna nożowego (2) odstęp (a) między czołem tego czujnika (C1) a ostrzem noża tnącego (3), mierzy się odstęp (b) między korpusem głowicy nożowej (1) a korpusem zespołu transportująco-kompresującego (4) za pomocą drugiego czujnika (C2) oraz za pomocą trzeciego czujnika (C3) mierzy się odstęp (d) między czołem tego czujnika (C3) a krawędzią dolnego noża (7), przy czym zmianę wielkości szczeliny Δ^ dla szczeliny (c) między ostrzem noża tnącego (3) a krawędzią dolnego noża (7), wyznacza się zgodnie z zależnością Δc = Δa + Δb + Δd, gdzie Δa oznacza zmianę odległości między czołem pierwszego czujnika (C1) a ostrzem noża tnącego (3) odpowiadającą zmianie średnicy bębna nożowego (2), Δb oznacza zmianę odległości korpusu głowicy nożowej (1) od korpusu zespołu transportująco-kompresującego (4), a Δd oznacza ubytek dolnego noża (7) w wyniku zużycia, przy znanych początkowych wielkościach odstępów (a, b, c, d) między podzespołami krajarki.

2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że jako czujniki (C1, C2, C3) stosuje się czujniki indukcyjne wykorzystujące efekt prądów wirowych.

PL 205 471 B1

3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że odległość (b) między korpusem głowicy nożowej (1 a korpusem zespołu transportująco-kompresującego (4) mierzy się za pomocą dwóch drugich czujników (C2, C2') umieszczonych z lewej i prawej strony korpusu zespołu transportująco-kompresującego (4).

4. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że z czujników elektrycznych do systemu sterującego krajarki przekazuje się sygnały analogowe.

5. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że z czujników elektrycznych do systemu sterującego krajarki przekazuje się sygnały cyfrowe.

6. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że pomiary zmiany odległości Δa oraz Δb przeprowadza się jako pomiary ciągłe, a pomiar zmiany odległości Δd jako pomiar okresowy.

7. Sposób według zastrz. 4 albo 5, znamienny tym, że reguluje się poprzez serwomechanizm położenie diamentu (9) do obciągania ściernicy (8) na podstawie sygnału wyjściowego systemu sterującego.