張文昌 王國興 陳海龍 王文利

摘 要：隨著消費者對卷煙產(chǎn)品質(zhì)量要求的不斷提高，煙支外觀質(zhì)量逐漸成為消費者關(guān)注的重點。本文針對ZJ17卷接機組易出現(xiàn)的煙支搓接質(zhì)量問題，確定設(shè)備設(shè)計因素對煙支搓接質(zhì)量的影響，針對性的對搓接系統(tǒng)的搓板、啟動規(guī)等部件進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)，將現(xiàn)有搓接方式造成搓接質(zhì)量缺陷占總質(zhì)量缺陷的比率由90%以上減少到50%以下。

關(guān)鍵詞：卷接機組；搓接質(zhì)量；搓板組件；優(yōu)化改進(jìn)

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.14.010

1 研究背景

ZJ17卷接機組是我國引進(jìn)德國HAUNI公司PROTOS70技術(shù)生產(chǎn)制造的國產(chǎn)卷接機組，該機型結(jié)構(gòu)緊湊、性能可靠、運行穩(wěn)定、自動化程度高，成為了國內(nèi)各卷煙企業(yè)的主要生產(chǎn)加工設(shè)備。但隨著消費者對卷煙產(chǎn)品質(zhì)量要求的不斷提高，該型設(shè)備由于自身設(shè)計缺陷帶來外觀質(zhì)量問題日漸凸顯，影響卷煙產(chǎn)品質(zhì)量的在提高。通過對ZJ17卷接機組在煙支搓接過程中易產(chǎn)生搓接問題的設(shè)計缺陷進(jìn)行分析，提出了改進(jìn)ZJ17卷接機組搓板組件的思路，以提高煙支整體外觀質(zhì)量。

2 存在問題及分析

2.1 存在的問題

ZJ17卷接機組是目前國內(nèi)各家卷煙廠主力機型之一， 2016年4-6月對7#ZJ17卷接機組生產(chǎn)的煙支成品進(jìn)行質(zhì)量檢驗，共抽檢186次，存在質(zhì)量問題的卷煙550支。其中存在泡皺等搓接質(zhì)量缺陷的共521支，占卷煙質(zhì)量總?cè)毕莸?4.73%，而且泡皺、表面皺出現(xiàn)比例最高，占到90%以上。

通過以上統(tǒng)計數(shù)據(jù)及分析可以得出：ZJ17卷接機組卷煙缺陷主要集中在泡皺、表面皺等煙支搓接質(zhì)量方面。

2.2 原因分析

針對煙支缺陷中比例較高的泡皺、表面皺等問題進(jìn)行分析，這些問題易產(chǎn)生的部位主要集中于搓煙板部位，通過對原有ZJ17卷接機組搓接機構(gòu)的工作原理分析，造成煙支搓接問題原因主要在于：

（1）當(dāng)前搓接系統(tǒng)啟動規(guī)的設(shè)計存在煙支組從搓煙輪承煙槽中取出進(jìn)入搓板滾卷時不夠順暢的問題，易造成組合煙滾卷瞬間停頓。

（2）搓板細(xì)而密的橫紋極易被膠液沾滿。溢出的膠液會改變組合煙在滾卷過程中的運動軌跡。

（3）搓板中間鑲有合金的二次啟動規(guī)，加劇了膠垢的堆積，過多膠垢易使煙組搓接軌跡產(chǎn)生跑偏。

（4）裝紙寬度尺寸變化時，搓接區(qū)域發(fā)生變化，使煙支組在搓板的滾卷圈數(shù)減少，造成泡皺煙支。

（5）組合煙在搓接位置不合理。煙支在上升過程中完成搓接，使搓接不夠順暢。

2.3 結(jié)論

經(jīng)分析，Protos70卷接機組卷煙缺陷主要集中在泡皺、表面皺等煙支搓接質(zhì)量方面，確認(rèn)對搓接機構(gòu)中的搓板、啟動規(guī)、煙支搓接位置進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計。

3 方案設(shè)計與實施

3.1 搓板啟動規(guī)的設(shè)計

啟動規(guī)在搓接系統(tǒng)中起到將煙支從搓煙輪承煙槽中取出的作用。本項目對啟動規(guī)的構(gòu)造進(jìn)行改動，使啟動規(guī)在啟動煙支組的時候進(jìn)入搓板滾卷時更加柔和，解決了煙支組瞬間停頓現(xiàn)象。

原有啟動規(guī)表面光滑，且沒有采取抗氧化和耐腐蝕等防護(hù)措施，摩擦力小，煙支很容易在其表面出現(xiàn)打滑現(xiàn)象，造成瞬間停頓。為解決上述問題，重新設(shè)計啟動規(guī)，并采用熱噴涂技術(shù)在其表面噴涂碳化鎢材料，增加煙支在啟動規(guī)表面滾動的摩擦力，解決了煙支在啟動規(guī)表面打滑的問題，減少了煙支搓接中的瞬間停頓現(xiàn)象。

3.2 搓板的設(shè)計

（1）搓板加裝過渡規(guī)。通過部件拆卸，觀察到使用過的搓板前端6.5mm處未出現(xiàn)任何磨損，證明煙支通過啟動規(guī)高速進(jìn)入搓板時存在一個拋入動作，未在這6.5mm處滾動。因此我們將搓板長度減掉6.5mm，通過計算啟動規(guī)高度到煙支進(jìn)入搓板的落差，設(shè)計出傾斜角度為72.61度的過渡規(guī)，并使用圓柱銷與搓板定位連接。過渡規(guī)采用38CrMoAl氮化鋼制作，表面噴涂碳化鎢，確保部件的強度與耐磨性。

加裝的過渡規(guī)，使煙支組被啟動規(guī)從承煙槽取出后，進(jìn)入搓板的滾卷動作連續(xù)、順暢，解決了煙支從承煙槽到搓板滾動過程中的瞬間停頓現(xiàn)象。

（2）搓板表面優(yōu)化設(shè)計。原搓板表面布滿橫向槽紋，改為中間是75mm的光滑表面，兩端為 0.65mm 深、1.5mm間距豎紋的結(jié)構(gòu)。兩端豎紋與煙支滾動的方向一致，膠垢的不易堆積，且導(dǎo)向作用更好。中間光滑面為接裝紙搓接區(qū)域，采用與過渡規(guī)相同的碳化鎢噴涂，增大摩擦力提高硬度。75mm的光滑面寬度能夠適應(yīng)山東中煙不同規(guī)格的煙支規(guī)格，更換煙支規(guī)格搓板不需要更換，減少了更換調(diào)整時間。

（3）搓板歸位區(qū)的優(yōu)化設(shè)計。搓板煙支歸位區(qū)由原來的5個減少為3個，延長了煙支搓接滾卷有效動作長度。

3.3 煙支搓接位置的優(yōu)化設(shè)計

煙支組自綜合輪將排列好的帶有膠水的水松紙片傳遞給搓煙輪，在搓煙輪的水平位置開始進(jìn)入下行階段，最佳的搓接啟動位置在0度與90度之間，通過實際測量此處的空間，達(dá)到搓板組件開閉順暢，通過計算將歸位輪由原先水平107度的位置移至水平23度位置，使煙支組可借助重力由搓煙輪進(jìn)入搓板，開始搓接動作。煙支組運動順暢，減少搓板的堵塞頻率。搓板升降機構(gòu)由仰面下部調(diào)整改為上部搓板的調(diào)節(jié)，調(diào)整更加方便，優(yōu)化了傳動齒輪箱實現(xiàn)搓接位置。

4 改進(jìn)后的應(yīng)用效果

4.1 安裝測試

（1）手動盤車使搓煙輪轉(zhuǎn)動，使用千分表檢測搓煙輪的跳動情況。

（2）啟動搓板升降開關(guān)，觀察搓板升降動作是否柔和、順暢。

（3）使用煙支專用量棒，判定搓板與搓煙輪的平行度和同軸度。

測試結(jié)果：經(jīng)反復(fù)測試、調(diào)整后，各器件動作運行軌跡無誤，符合設(shè)計要求。

4.2 生產(chǎn)驗證

2017年3-5月，對某卷煙廠使用該改進(jìn)后搓板組件的7#卷接機組進(jìn)行卷包成品質(zhì)量共抽檢134次，其中搓接質(zhì)量缺陷共56支，占卷煙質(zhì)量總?cè)毕莸?1.79%。影響搓接質(zhì)量缺陷中，泡皺、表面皺占51.79%。

4.3 結(jié)論

經(jīng)過3個月的生產(chǎn)驗證，煙支搓接質(zhì)量占卷煙質(zhì)量總?cè)毕莸谋戎涤筛倪M(jìn)前的94.73%減少到50%以下，泡皺、表面皺所占比例由改進(jìn)前的90%以上降低至60%以下。

5 總結(jié)

本設(shè)計確認(rèn)影響煙支質(zhì)量的主要部件為啟動規(guī)、搓板、搓接位置；啟動規(guī)表面噴涂碳化鎢，增加煙支摩擦力；搓板加裝過渡規(guī)，表面改為兩端帶有豎搓紋、中間為光滑面的結(jié)構(gòu)，使煙支滾動順暢；改變歸位輪和搓板位置，使搓接動作更加順暢。

項目研究成果解決了搓接質(zhì)量缺陷在煙支質(zhì)量缺陷中比重較大的情況。改進(jìn)后的各部件運行穩(wěn)定，產(chǎn)品質(zhì)量得到改善，達(dá)到了項目的預(yù)期效果。該改進(jìn)后的搓接組件自投入使用后煙支搓接質(zhì)量明顯提高，設(shè)備穩(wěn)定性好，保養(yǎng)、維護(hù)方便。后續(xù)經(jīng)過10個月的測試使用，搓接質(zhì)量缺陷占卷煙質(zhì)量總?cè)毕莸谋戎涤芍暗?0%以上減少到50%以下，泡皺、表面皺占搓接質(zhì)量缺陷比例由之前的90%降低至60%以下。該搓接系統(tǒng)設(shè)計新穎、技術(shù)先進(jìn)、運行穩(wěn)定、操作維護(hù)方便、搓接效果好、保養(yǎng)、調(diào)整方便，是理想的卷接設(shè)備升級的理想產(chǎn)品。為煙草行業(yè)卷接設(shè)備提高產(chǎn)品質(zhì)量提供了一種很好的解決方式。

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作者簡介：張文昌（1967-），男，山東濰坊人，?？?，助理工程師，主要研究方向：煙機設(shè)備管理及煙機設(shè)備改進(jìn)。