婁 晶 倪偉東 潘 衛(wèi)（安徽中煙工業(yè)有限責(zé)任公司合肥卷煙廠，安徽 合肥 230601）

?

切絲機(jī)尾料裝置的設(shè)計(jì)與應(yīng)用

婁 晶 倪偉東 潘 衛(wèi)
（安徽中煙工業(yè)有限責(zé)任公司合肥卷煙廠，安徽 合肥 230601）

摘 要：本文通過(guò)對(duì)SQ31X系列切絲機(jī)在生產(chǎn)尾料時(shí)出現(xiàn)絨絲的情況進(jìn)行分析，自主設(shè)計(jì)一種投入少、簡(jiǎn)單易行且成效快的裝置。減少了物料的生產(chǎn)損耗，提高了物料的實(shí)際利用率，同時(shí)回避更改切絲機(jī)控制程序需要依賴于設(shè)備廠家的問(wèn)題。對(duì)于其他型號(hào)的切絲機(jī)同樣具有推廣的價(jià)值。

關(guān)鍵詞：切絲機(jī)；絨絲；降耗；定時(shí)型；定距型

0. 引言

合肥卷煙廠制絲車間積極響應(yīng)公司節(jié)約發(fā)展號(hào)召，貫徹落實(shí)企業(yè)節(jié)約發(fā)展工作要求，從夯實(shí)管理和技術(shù)創(chuàng)新兩個(gè)方面著手，在提升產(chǎn)品品質(zhì)的同時(shí)，深入分析生產(chǎn)環(huán)節(jié)中影響消耗指標(biāo)的因素，在降低單箱煙葉消耗指標(biāo)方面取得較大成效。隨著節(jié)約發(fā)展工作的深入開展，控本降耗的理念已深入人心，車間員工節(jié)能降廢、提質(zhì)降耗的意識(shí)不斷加強(qiáng)，更加關(guān)注生產(chǎn)中過(guò)程控制的細(xì)節(jié)，在解決問(wèn)題的同時(shí)也提高制絲車間整體技術(shù)水平和創(chuàng)新能力。

1. 絨絲產(chǎn)生的現(xiàn)象與分析

在整個(gè)煙葉的加工過(guò)程中，切絲的工藝任務(wù)是將煙片制成合格的葉絲。該工序本身就是一個(gè)造碎的過(guò)程，如何在生產(chǎn)過(guò)程中減小煙葉消耗是切絲工序需要解決的問(wèn)題。在目前所有在用型號(hào)的切絲機(jī)中，無(wú)論是采用水平進(jìn)料模式還是垂直進(jìn)料模式，每批次切絲進(jìn)入尾料時(shí)，切絲機(jī)料斗內(nèi)都會(huì)有剩余未切完的煙片。為保證產(chǎn)品煙組配方的嚴(yán)肅性，防止不同牌名的煙片混用，目前制絲車間是將剩余的煙片做好標(biāo)識(shí)再回?fù)饺胪泼乱慌沃校Ｓ酂熎瑪?shù)量不一會(huì)造成批次間重量差異性較大，不利于過(guò)程消耗的統(tǒng)計(jì)分析，同時(shí)也不利于精細(xì)化控制的發(fā)展要求。

盡量減少切絲機(jī)料斗內(nèi)煙片的剩余量，可以減小批次間重量的波動(dòng)，但切絲尾料時(shí)會(huì)出現(xiàn)細(xì)絲和絨絲現(xiàn)象。經(jīng)過(guò)對(duì)切絲機(jī)的檢查發(fā)現(xiàn)，我廠采用的昆船公司SQ315型切絲機(jī)是因?yàn)楫?dāng)生產(chǎn)進(jìn)入尾料階段后，隨著切絲機(jī)料斗內(nèi)剩余煙葉的數(shù)量減少，壓實(shí)器無(wú)法對(duì)煙葉提供一個(gè)穩(wěn)定的壓力，導(dǎo)致切絲機(jī)在尾料工作時(shí)產(chǎn)生大量絨絲。目前合肥卷煙廠大部分牌名均為分組加工、兩臺(tái)切絲機(jī)同時(shí)生產(chǎn)模式，一般每天生產(chǎn)4個(gè)牌名14批次左右，受生產(chǎn)能力的制約，更換牌名次數(shù)較為頻繁，產(chǎn)生的消耗也較多。而且這部分絨絲經(jīng)過(guò)后續(xù)加工后，基本都變成煙末，根本不能利用。長(zhǎng)此以往不僅會(huì)對(duì)煙絲結(jié)構(gòu)指標(biāo)造成影響，還會(huì)影響到制絲單箱煙葉的消耗，所以本次研究工作重點(diǎn)將解決切絲機(jī)尾料時(shí)出現(xiàn)絨絲的問(wèn)題。

圖1　定時(shí)型防絨絲原理圖

2. 切絲機(jī)尾料裝置設(shè)計(jì)方案

通過(guò)對(duì)切絲機(jī)尾料絨絲產(chǎn)生原理的分析，結(jié)合制絲車間的技術(shù)力量和切絲機(jī)在日常生產(chǎn)中的維保情況，決定采用在切絲機(jī)電控柜中增加電器外掛的方式來(lái)解決此問(wèn)題：（1）定時(shí)型防絨絲系統(tǒng)，當(dāng)進(jìn)入尾料排空時(shí)，按照預(yù)先設(shè)定的時(shí)間，在壓實(shí)器失去對(duì)煙絲持續(xù)的壓力前對(duì)排鏈發(fā)出停機(jī)信號(hào)，即可保證不會(huì)有絨絲的產(chǎn)生。（2）定距型防絨絲系統(tǒng)，在切絲機(jī)料倉(cāng)的設(shè)定位置加裝光電管，當(dāng)光電管在尾料時(shí)沒(méi)有探測(cè)到煙絲，自動(dòng)給排鏈發(fā)出停機(jī)信號(hào)，確保沒(méi)有絨絲產(chǎn)生。

3. 定時(shí)型方案的實(shí)施

3.1 實(shí)施過(guò)程

制絲車間技術(shù)人員決定從電氣方面入手，用增加繼電器的方式來(lái)改造，這最大的難點(diǎn)在于選取排空流程時(shí)序內(nèi)，切絲機(jī)內(nèi)部主控制程序與對(duì)外連接電器控制銜接的節(jié)點(diǎn)。經(jīng)多次觀察比較，最終選用控制壓實(shí)器的輸出點(diǎn)作為控制點(diǎn)，因?yàn)檫@點(diǎn)能滿足排空狀態(tài)下控制動(dòng)作順序的要求。

切絲機(jī)正常生產(chǎn)的情況下，當(dāng)批次結(jié)束，剩余物料低于料斗低料位光電管時(shí)，此時(shí)切絲機(jī)自動(dòng)停車。按下排空按鈕SB1.5，切絲機(jī)進(jìn)入排空階段，開始對(duì)料斗內(nèi)剩余物料進(jìn)行加工，直到操作工停車。添加防絨絲裝置后，當(dāng)按下排空按鈕SB1.5時(shí)，防絨絲裝置和切絲機(jī)同時(shí)工作，此時(shí)裝置進(jìn)入倒計(jì)時(shí)程序。隨著物料的遞進(jìn)，失去壓實(shí)器推進(jìn)作用的物料與排鏈摩擦力逐步減小，在即將形成絨絲的時(shí)刻，經(jīng)過(guò)預(yù)先設(shè)定好的時(shí)間，防絨絲裝置動(dòng)作，串聯(lián)在排鏈變頻器的一路時(shí)間繼電器觸點(diǎn)斷開，使之停止運(yùn)行；同時(shí)另一路接報(bào)警燈的觸點(diǎn)閉合，報(bào)警燈閃亮提示排空結(jié)束。再次按下排空按鈕后，防絨絲系統(tǒng)復(fù)位，一個(gè)工作周期結(jié)束。因事先經(jīng)過(guò)準(zhǔn)確的時(shí)間設(shè)定，此時(shí)出料口的物料恰好處于即將產(chǎn)生絨絲的臨界點(diǎn)處，方案設(shè)計(jì)原理如圖1所示。

從電路圖上可以看出，控制切絲機(jī)排鏈工作的只有一處，即時(shí)間繼電器T1的延時(shí)斷開常閉觸點(diǎn)。如果將此點(diǎn)短路，即恢復(fù)原機(jī)初始狀態(tài)，絲毫不影響原機(jī)性能。從以上過(guò)程可以看出，改造的方法簡(jiǎn)單有效，初步達(dá)到當(dāng)初設(shè)計(jì)目的。此方案首先在3號(hào)切絲機(jī)上實(shí)施，在電控柜增加相應(yīng)電氣器件，實(shí)現(xiàn)控制功能。

3.2 效果驗(yàn)證

通過(guò)在3號(hào)切絲機(jī)上的試用，已經(jīng)初步達(dá)到設(shè)計(jì)方案預(yù)期的目標(biāo)，為了更好地保證實(shí)際使用效果，車間技術(shù)人員對(duì)該方案進(jìn)行了跟蹤檢查，在實(shí)際使用中發(fā)現(xiàn)了一些不足，現(xiàn)使用的方案是物料從計(jì)量管的低料位光電管開始計(jì)時(shí)，到出料口即將產(chǎn)生絨絲之間的時(shí)段來(lái)控制，我們測(cè)試的牌名為黃山（新制皖煙）經(jīng)測(cè)算大約為60s，這里主要由時(shí)間繼電器來(lái)控制。煙葉經(jīng)切絲機(jī)切削，從整絲到絨絲的過(guò)程產(chǎn)生也就短短2s、3s時(shí)間，要想使煙葉切削整絲率最大化，勢(shì)必需控制防絨絲的精度，但在60s期間，切絲機(jī)會(huì)受到諸多外界因素的影響，從而使防絨絲的效果下降，其中主要有：

機(jī)臺(tái)人員的操作習(xí)慣：在臨近尾料時(shí)靠目測(cè)，不等物料低于低料位光電管時(shí)就啟動(dòng)排料程序，致使在設(shè)定時(shí)間內(nèi)機(jī)倉(cāng)內(nèi)的物料剩余過(guò)多；此外排料過(guò)程設(shè)定的刀輥轉(zhuǎn)速是280轉(zhuǎn)/秒，與設(shè)定的60s時(shí)間基本能匹配防絨絲要求，但有時(shí)操作人員疏忽未將生產(chǎn)時(shí)設(shè)定的轉(zhuǎn)速修改過(guò)來(lái)，造成絨絲的產(chǎn)生提前或滯后，也會(huì)消減防絨絲的效果；

來(lái)料物理性質(zhì)的影響：來(lái)料的水分大小、等級(jí)差異（油性不同）、碎片率多少等等這些離散的不確定因素，都會(huì)在物料運(yùn)行到最后失去后部壓實(shí)器推力時(shí)，僅靠自身與排鏈的相對(duì)摩擦力來(lái)遞進(jìn)時(shí)反映出來(lái)，此時(shí)操作人員只能靠增減排鏈速度來(lái)獲得最佳切絲效果，在排料60s定時(shí)的限制下，達(dá)不到防絨絲的最佳效果。

圖2　定時(shí)型防絨絲原理圖

圖3　正常切絲機(jī)尾料流程圖

圖4　定時(shí)型防絨絲流程圖

圖5　定距型防絨絲流程圖

4. 定距型方案的實(shí)施

距離控制型（定距型），總體思路是縮短控制時(shí)間，將原來(lái)的60s控制減少到1s～3s時(shí)段控制。這一方面尊重每人的操作習(xí)慣，將不同操作手法對(duì)系統(tǒng)的影響減少到零，使整個(gè)過(guò)程更加便捷化、人性化；另一方面可以消除定時(shí)型因控制時(shí)間過(guò)長(zhǎng)帶來(lái)的外部因素干擾，將這段不穩(wěn)定部分化解到忽略不計(jì)的程度，使之更實(shí)用化、成型化，此方案對(duì)各牌名原料之間的差異可以忽略，通用性較高。本方案在1號(hào)切絲機(jī)上實(shí)施，方案設(shè)計(jì)原理如圖2所示。

首先測(cè)量絨絲產(chǎn)生瞬間，剩余物料的尾部與出料口的距離，在適當(dāng)?shù)奈恢茫跈C(jī)倉(cāng)壁上打孔安裝一對(duì)對(duì)射式光電開關(guān)，來(lái)檢測(cè)物料運(yùn)行的狀況。等物料運(yùn)行至光電管時(shí)發(fā)出啟動(dòng)信號(hào)，這時(shí)再啟動(dòng)防絨絲裝置，輔以時(shí)間繼電器的調(diào)節(jié)控制，準(zhǔn)確地將排鏈在即將產(chǎn)生絨絲時(shí)停止運(yùn)行。這里的時(shí)間繼電器只起到緩沖和調(diào)節(jié)作用。從原理分析，將造成影響防絨絲效果的因素減少到光電管自身的精度和時(shí)間繼電器調(diào)節(jié)的合理性，與其他雜波無(wú)關(guān)。

原始工作流程圖和兩種改造方案的流程圖如圖3～圖5所示。

結(jié)論

沒(méi)有安裝防絨絲裝置前，每批次每臺(tái)切絲機(jī)均有絨絲現(xiàn)象出現(xiàn)，3號(hào)機(jī)在定時(shí)型防絨絲系統(tǒng)的控制下，絨絲現(xiàn)象較以往有了大幅減少；1號(hào)切絲機(jī)在使用定距型方案安裝后3個(gè)月內(nèi)再無(wú)絨絲出現(xiàn)，效果穩(wěn)定。且改造后，切絲機(jī)料斗內(nèi)余料重量穩(wěn)定，不會(huì)因操作工的操作習(xí)慣而發(fā)生改變，對(duì)控制同牌名批次間重量的穩(wěn)定有積極意義。并且節(jié)約的這部分煙片仍能繼續(xù)利用，再被制成合格的葉絲。

由于我廠大部分牌名為分組加工模式，如果每批次都可以節(jié)約葉絲670g×2=1340g=1.34kg。按照目前40萬(wàn)箱產(chǎn)量計(jì)算，制絲環(huán)節(jié)共需投料約2700批，這樣每年可節(jié)約葉絲約2700×1.34kg=3618kg，約100箱煙絲，按每只卷煙含0.65g煙絲計(jì)算，大約111箱成品卷煙。

同時(shí)在關(guān)鍵業(yè)績(jī)指標(biāo)中，單箱煙耗是考察制絲車間最為重要的一項(xiàng)，我廠目前主力產(chǎn)量大多為一二三類煙，本身煙葉消耗較大，因此本次改造對(duì)降低煙葉單耗有積極的意義，而實(shí)際上本次改造器件的費(fèi)用僅為伍佰元左右。

目前我廠使用的3臺(tái)切絲機(jī)均為昆船公司生產(chǎn)的SQ315型切絲機(jī)，行業(yè)內(nèi)使用該系列機(jī)型的廠家較多，而昆船公司對(duì)該問(wèn)題還未設(shè)計(jì)相應(yīng)的改進(jìn)程序，其他廠家也未見這方面的改進(jìn)措施，而且此種方案只需稍加改動(dòng)即可以適應(yīng)大部分品牌的切絲機(jī)。為此，做為防絨絲理念的倡導(dǎo)者，我們正積極籌劃方案專利的申請(qǐng)。當(dāng)然解決類似問(wèn)題可能還有其他更好的途徑，但是我們這種投入低、簡(jiǎn)單易行且成效快的設(shè)計(jì)在行業(yè)內(nèi)具有一定的推廣價(jià)值。

參考文獻(xiàn)

［1］李忠壽，楊曉春，王雷，等.切絲機(jī)新型磨刀裝置的研制［J］.煙草科技，2006（9）：20-21.

中圖分類號(hào)：TH122

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A