烟草在线据中国烟机报道

　　【摘要】 由于现代烟机设备不断向高速、高效、高自动化的方向发展，因此产生的设备振动问题也逐渐显现出来。本文结合实际，对结构的动态设计进行研究，以使设备满足结构静、动态特性与低振动、低噪音的设计要求。

　　【关键词】 机械结构动态设计 静动态特性 烟机设备 振动

　　随着科学技术的发展，机械设备的结构日趋复杂，逐渐向高速、高效、精密化、轻量化和自动化的方向发展，因此带来的设备振动问题也日益突出。振动降低了设备工作的可靠性和精密性，降低了设备的使用寿命和有效作业率，严重影响了产品质量。同时，因设备振动产生的噪音污染也亟待解决。为此，良好的结构动态性能已成为机械设备结构设计中一个重要的优化目标，用先进的动态设计取代传统的静态设计已成为机械设备结构设计的发展趋势。

　　由于高新技术的应用，烟机设备也日益向高速、高效和高度自动化发展，振动问题也日益成为人们所关注的热点。例如，烟机设备中的刀盘部件一般采用单刀双切、双刀单切、双刀双切等措施来降低刀盘转速，即使这样，刀盘转速仍达每分钟几千转，加之刀盘部件的重量较大，设备易产生较大振动，因此易导致烟支切口不齐、跑条等问题。如果振动传递至设备的其他部件，则易造成连接件松动，改变设备原有零部件的调节尺寸和工作位置，降低整机的工作精度和工作稳定性，缩短设备的使用寿命，造成卷烟原辅材料的浪费。

　　为有效解决设备振动问题，笔者认为应在烟机设备的结构动态设计上进行改进。机械结构动态设计涉及现代动态分析、计算机技术、产品结构动力学等理论。其一般设计过程如下：

　　先对满足工作性能要求的产品设计图样，或对需要改进的产品结构实物进行动力学建模，并进行动态特性分析，然后根据实际情况，设定动态特性的要求或预定的动态设计目标。下一步，按结构动力学“逆问题”方法直接求解结构设计参数，或按结构动力学“正问题”分析法进行结构修改设计与修改机构的动态特性预测，进而制订出一个具有良好静动态特性的产品设计方案。其中，符合静动态特性要求的设备结构形状和尺寸大小是产品动态设计的关键。

　　下面以刀头部件为例，简单分析利用结构动态设计对其进行改进设计的过程。刀头部件在工作中的振动是通过刀片和烟条的相对位移及支承结合部来影响加工过程的。这种振动主要来自刀盘本身的旋转，其振动强度和形态与刀头部件的结构有关。因此，我们可通过测量刀盘工作时产生的振动谐波得出切削点及支承结合部的振动参数。在停机时，通过对刀头部件进行激振实验，得出切削点及支承部的频响函数曲线，并进行振形分析。同时，对刀头部件进行适当的结构简化，建立振动模型，进行实验模态参数分析。利用结构实验模态参数进行支承部和结合部刚度与阻尼参数识别，建立结构振动系统的数学模型，计算出符合要求的结构形状和尺寸大小参数，然后利用优化后的参数对刀头部件进行改进设计。

　　当前，保证烟机设备的高性能和高质量是提高国产烟机市场竞争力的必然要求。对主要设备的机械结构进行动态设计或结构修改设计，能够有效解决烟机设备的振动问题，提高设备的可靠性和稳定性，从而为行业提供强有力的设备保障。

　　【作者简介】王志坚、王福金，现任职于中国烟草总公司青州中专学校，主要从事有关烟草机械设备的教学及教材编写工作。