廣東中煙工業(yè)有限責(zé)任公司韶關(guān)卷煙廠 陳志健 梁建剛

HCF裝盤機(jī)落料斗填充作業(yè)輔助工具的設(shè)計(jì)

廣東中煙工業(yè)有限責(zé)任公司韶關(guān)卷煙廠 陳志健 梁建剛

HCF裝盤機(jī)是卷煙機(jī)的輔聯(lián)設(shè)備，是為煙盤裝煙而設(shè)計(jì)的。為解決HCF裝盤機(jī)落料斗人工填充時(shí)出現(xiàn)耗時(shí)長(zhǎng)、產(chǎn)生煙支浪費(fèi)等問題，設(shè)計(jì)了一個(gè)填充作業(yè)的輔助工具，大大減少了填充過程中人為的煙支浪費(fèi)，節(jié)約了成本，實(shí)現(xiàn)了降本增效的目的。

KCF裝盤機(jī)；填充作業(yè)；分流；填充時(shí)間；工具設(shè)計(jì)

1 問題分析

1.1 HCF裝盤機(jī)落料斗填充料位與傳感器動(dòng)作關(guān)系調(diào)查

1.1.1 HCF裝盤機(jī)落料斗容量調(diào)查

經(jīng)過對(duì)HCF裝盤機(jī)落料斗的調(diào)查后，把落料斗分為以下六個(gè)區(qū)域，煙支容量和填充先后順序如圖1所示。

圖1 煙支容量和填充先后順序示意圖

從裝盤機(jī)落料斗示意圖各區(qū)統(tǒng)計(jì)得出，正常運(yùn)行裝盤機(jī)落料斗總?cè)萘繛?200支。

1.1.2 觸發(fā)傳感器B48時(shí)間的計(jì)算

調(diào)查發(fā)現(xiàn)，裝盤機(jī)落料斗總?cè)萘考s為3200支，當(dāng)卷煙機(jī)重新投入使用時(shí)，按照操作規(guī)程，一般以全速的75%即5200支/分左右速度運(yùn)行，因此煙支從水平皮帶到填滿裝盤機(jī)落料斗后觸發(fā)光傳感器B48啟動(dòng)裝盤系統(tǒng)的最長(zhǎng)時(shí)間是：T滿=[R容÷（P額×75%）]×60=[3200÷（7000×75%）]×60≈37s。

1.2 填充作業(yè)耗時(shí)分析、填充方式調(diào)查統(tǒng)計(jì)

1.2.1 填充作業(yè)耗時(shí)統(tǒng)計(jì)

對(duì)2012年2月車間15臺(tái)裝盤機(jī)人工填充作業(yè)耗時(shí)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，結(jié)果顯示，超過37s完成的填充作業(yè)有58次，占總次數(shù)的79.45%，平均耗時(shí)53.8s，即大部分填充作業(yè)是在裝盤系統(tǒng)工作中完成的。

1.2.2 填充方式調(diào)查分析

為了確認(rèn)HCF裝盤機(jī)落料斗填充情況，一組卷接包裝機(jī)組的人員配置為3.5人，除擋車工外，其它人員的崗位和工作不固定，因此雙人操作每次組合也不一樣。統(tǒng)計(jì)得出，單人操作占總操作次數(shù)的79%，擋車工操作占單人操作的77%，得出結(jié)論：在進(jìn)行落料斗填充作業(yè)時(shí)，通常由擋車工一人進(jìn)行操作。從以上分析可以看出：是由于單人操作填充作業(yè)耗時(shí)長(zhǎng)導(dǎo)致HCF裝盤機(jī)落料斗填充作業(yè)平均耗時(shí)長(zhǎng)。

1.3 落料斗填充作業(yè)過程調(diào)查

通過分析，把裝盤機(jī)落料斗填充分為裝盤機(jī)入料口接料、一次分流引流、二次分流填料、關(guān)閉防護(hù)門及相關(guān)整理工作四步順序完成填充作業(yè)。單人操作填充作業(yè)會(huì)出現(xiàn)以下狀況：一是如果橫亂煙支過多，處理不及時(shí)，會(huì)導(dǎo)致卷接機(jī)停機(jī)，設(shè)備需二次啟動(dòng)，降低設(shè)備效率且大大增加損耗。二是產(chǎn)生橫亂煙支時(shí)，用輔料鉗處理，裝盤啟動(dòng)，不可避免損傷橫亂煙支周圍煙支，存在質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)隱患。三是橫亂煙支處理導(dǎo)致裝盤不順暢，影響第一盤裝盤煙支排列，人工處理既耗時(shí)又產(chǎn)生大量煙支損耗。

為進(jìn)一步查清造成單人操作落料斗填充作業(yè)耗時(shí)長(zhǎng)的原因，對(duì)單人操作填充作業(yè)錄像進(jìn)行各步驟耗時(shí)的提取，經(jīng)過調(diào)查發(fā)現(xiàn)，二次分流通道多且同時(shí)填充是導(dǎo)致落料斗填充作業(yè)耗時(shí)長(zhǎng)的主要原因。

2 落料輔助工具的設(shè)計(jì)

2.1 輔助工具設(shè)計(jì)方案實(shí)施的前提條件

因?yàn)楣ぞ呤桥c煙支直接接觸的，因此設(shè)計(jì)的工具不能損傷煙支，或有相關(guān)雜質(zhì)混入煙支，從而造成不合格品或雜質(zhì)流入下一道工序。

2.2 方案可行性分析

利用輔助工具分區(qū)完成落料斗填充的作業(yè)方法，我們稱為“錯(cuò)峰填充（引流）”，具體操作步驟是：操作人員把先在填充作業(yè)過程中用專用工具在一次分流前阻擋住煙支進(jìn)行一次分流，來提高單邊煙支的集中度，然后進(jìn)行單區(qū)填料；緊接著抽出專用工具，對(duì)另一區(qū)引流進(jìn)行填充，從而完成整個(gè)填充作業(yè)。

2.2.1 選定工具的固定方法

由于裝盤機(jī)中菱形導(dǎo)流塊、兩邊圓形導(dǎo)流塊都是偏心結(jié)構(gòu)的，可以活動(dòng)。因此，從裝盤機(jī)的結(jié)構(gòu)上尋找專用工具支撐點(diǎn)，解決工具固定方法問題。

經(jīng)過小組對(duì)圓形偏心導(dǎo)流塊的運(yùn)動(dòng)軌跡分析，最終，確定工具支撐弧面是以圓形導(dǎo)流塊半徑的120度的圓弧。

2.2.2 工具的材料、設(shè)計(jì)和制作

工具與煙支接觸面、工具兩端連接面和工具支撐點(diǎn)的連接應(yīng)與菱形導(dǎo)流塊平行，工具與煙支的接觸面應(yīng)與連接處垂直，成“7”字型。

工具寬度應(yīng)與落料斗的有機(jī)玻璃門到內(nèi)導(dǎo)板的距離相當(dāng)，但需小于煙支長(zhǎng)度，留有一定余量，既能使煙支保持水平，又能使工具使用時(shí)操作人員抽出工具前可以托住煙支，使用更靈活。

通過測(cè)量，落料斗的有機(jī)玻璃門到內(nèi)導(dǎo)板的距離為9.7cm，而煙支長(zhǎng)度為8.45cm，因?yàn)樘畛渥鳂I(yè)輔助工具的主要作用就是阻擋煙支分流，提高單邊煙支集中度，因此只要工具能起到托住煙支，使煙支保持水平即可。

由于工具需要完成托料功能，托料面是平面；又要有支撐位，支撐位是弧面。為使工具更耐用，不易變形，小組使用1.2mm不銹鋼片一次沖壓成型，在工具的支撐面及彎曲面，應(yīng)做圓角處理，防止損壞煙支。

2.3 工具的使用和存放

根據(jù)填料工具的尺寸大小，經(jīng)過現(xiàn)場(chǎng)實(shí)地勘察，決定把工具存放在裝盤機(jī)導(dǎo)向板上方空位，既方便取用，也方便保存，不易丟失。

3 工具應(yīng)用效果

圖2 填料專用工具模型

表1 專用工具試用耗時(shí)統(tǒng)計(jì)表

根據(jù)選題理由統(tǒng)計(jì)可知，1#、2#、4#、8#、9#、11#、13#、14#卷接機(jī)組是單人操作最普遍的機(jī)組。因此選定這幾組卷接機(jī)組為試點(diǎn)機(jī)臺(tái)，將填充作業(yè)專用工具進(jìn)行試用，以下是部分機(jī)組操作人員使用專用工具進(jìn)行填充作業(yè)耗時(shí)統(tǒng)計(jì)表。

根據(jù)跟蹤測(cè)試所得的數(shù)據(jù)可以看出，改進(jìn)后8臺(tái)裝盤機(jī)落料斗填充耗時(shí)從改善前平均53.8s降低到34.25s，同時(shí)煙支損耗大大下降，效果明顯。

由對(duì)比可知：落料斗填充作業(yè)時(shí)間由小組活動(dòng)前的平均53.8s縮短到32.8s，原來較長(zhǎng)時(shí)間才能完成，且有較多煙支損耗，現(xiàn)在以較短的時(shí)間就可以完成，且基本不產(chǎn)生損耗，跨過裝盤啟動(dòng)37s重要時(shí)間點(diǎn)。

4 結(jié)論

4.1 高效——以“一”頂“二”

借助輔助工具后，原來由兩個(gè)人才能較好完成的工作，現(xiàn)在在更短的時(shí)間內(nèi)，一個(gè)人就可以快速完成，時(shí)間大大縮短。

4.2 優(yōu)質(zhì)——消除產(chǎn)品質(zhì)量隱患

橫亂煙支的大大減少避免操作人員用輔料鉗整理裝盤通道橫亂煙支時(shí)損傷煙支，造成不合格品流入下游工序。如果由輔助工進(jìn)行填充作業(yè)，機(jī)臺(tái)擋車工“解放”出來，可以有更多的時(shí)間關(guān)注產(chǎn)品質(zhì)量。

4.3 低耗——大大減少煙支浪費(fèi)

借助工具輔助操作人員進(jìn)行落料斗填充作業(yè)后，二次分流全部通道都有規(guī)范引流，大大減少填充過程中人為的煙支浪費(fèi)，降低了物料消耗，節(jié)約了成本。

[1]王勇,馬文周.煙支裝盤機(jī)裝盤速度與換盤時(shí)間的關(guān)系分析及應(yīng)用[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用,2013年24期.

圖3 汽車制動(dòng)減速度與汽車車速的關(guān)系

（1）緊急制動(dòng)時(shí)應(yīng)以機(jī)械摩擦制動(dòng)力Fhyd為主，電機(jī)制動(dòng)力Fmot為輔。Fhyd=max(Fhyd),Fmot=max(Fhyd）(Fhyb+Fmot)達(dá)到最大。由于緊急制動(dòng)距離短能回收的能量少。

（2）正常制動(dòng)時(shí)整車制動(dòng)力由Fmot提供，在Fmot不能滿足制動(dòng)力需求的情況下Fhyd才起作用。制動(dòng)過程中能夠把動(dòng)能轉(zhuǎn)化成電能儲(chǔ)存在蓄電池中，因此在正常的制動(dòng)過程中可以回收較多的能量。

4 制動(dòng)能量轉(zhuǎn)換分析

充電中，當(dāng)電流增大時(shí)，對(duì)于發(fā)電機(jī)來說，其發(fā)電效率將降低，而能量回收系統(tǒng)的總效率也隨之降低。之所以出現(xiàn)這種情況，原因有兩個(gè)，一是隨著充電電流增大，發(fā)電機(jī)中的電樞電流也變大，其內(nèi)部消耗能量隨著增加，因此發(fā)電機(jī)輸出的能量就會(huì)變少；二是對(duì)于變換器來說，當(dāng)用大電流充電時(shí)，其充電效率也會(huì)顯著降低，所以能量回收系統(tǒng)的總效率也會(huì)降低。

當(dāng)充電電流較大時(shí)，發(fā)電機(jī)的負(fù)載會(huì)變大，制動(dòng)強(qiáng)度增加，其制動(dòng)時(shí)間將會(huì)縮短。充電電流變大，能夠回收的能量也會(huì)變大。

5 結(jié)束語

在節(jié)約能源、保護(hù)環(huán)境的社會(huì)背景下，電動(dòng)汽車成為新興的出行代步工具，其能源的利用極其重要，電能的不好儲(chǔ)存也制約著電動(dòng)汽車的快速發(fā)展。所以，對(duì)于電動(dòng)汽車來說，其制動(dòng)能量的有效回收并利用非常重要。通過對(duì)制動(dòng)能量的回收系統(tǒng)設(shè)計(jì)來實(shí)現(xiàn)將電動(dòng)汽車制動(dòng)能量進(jìn)行回收利用，從而提高電動(dòng)汽車的續(xù)航里程，滿足人們對(duì)電動(dòng)汽車的使用需求，推動(dòng)電動(dòng)汽車的蓬勃發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]田楓.電動(dòng)汽車制動(dòng)能量回收系統(tǒng)研究[J].2015.

[2]張運(yùn)花.電動(dòng)汽車制動(dòng)能量回收系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J].2013.