張曉磊，金彩洪，劉松，張文平，李勇，李吉安，張?jiān)粕?，張翔?/p>

（紅塔煙草（集團(tuán)）有限責(zé)任公司楚雄卷煙廠，云南 楚雄 675000）

爆珠煙是近年來(lái)流行的卷煙品類(lèi)構(gòu)建的一個(gè)創(chuàng)新發(fā)展代表，也叫脆性膠囊，是在煙支過(guò)濾嘴中嵌入一顆或多顆液體小膠珠，它包裹了不同類(lèi)型香料液體，在吸煙過(guò)程中捏爆，使珠內(nèi)液體流出，使香煙的口感更豐富、更香潤(rùn)，亦可選擇不同口味，體現(xiàn)個(gè)性化。近5年來(lái),爆珠煙年平均增幅高達(dá)47%，各大品牌均在發(fā)展擴(kuò)大這一品類(lèi)，力爭(zhēng)獲取更大市場(chǎng)份額。而爆珠煙的生產(chǎn)過(guò)程中，對(duì)爆珠殘次品卷煙的回收是企業(yè)生產(chǎn)不可或缺的重要環(huán)節(jié)，直接影響著工廠的生產(chǎn)成本、生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量，目前工廠使用的殘煙處理線，多為滾刀機(jī)械打擊類(lèi)，直接作用在殘次品煙支上，達(dá)到快速、大批量破碎煙支，再進(jìn)行振動(dòng)篩離，分離煙絲卷煙紙及過(guò)濾嘴的工序。但由于爆珠的存在，殘煙處理線無(wú)法滿足對(duì)爆珠煙的回收處理的工藝要求。本文主要針對(duì)爆珠煙殘次品煙支處理裝置的研究與實(shí)踐應(yīng)用進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新攻關(guān)。

1 存在的問(wèn)題

工廠現(xiàn)有的殘次品煙支處理設(shè)備是噴蒸汽激振式，每個(gè)班次由人工到機(jī)臺(tái)收回?zé)熤?，分揀出殘次品，分牌分?lèi)集中，數(shù)量達(dá)到一定標(biāo)準(zhǔn)后，同品牌的殘次品煙支交由殘煙處理線處理,通過(guò)輸送帶輸送，對(duì)殘次品卷煙進(jìn)行蒸汽回潮，再通過(guò)打輥（一個(gè)大圓柱體表面上鑲滿直徑為Φ15mm的圓柱體塑料打釘）將殘次品卷煙打擊破碎后輸送到振篩上分選，使煙絲與卷煙紙、濾嘴分離，達(dá)到回收煙絲的效果。其優(yōu)點(diǎn)為處理線能力強(qiáng)，可以大批量處理殘次品，處理速度快；缺點(diǎn)是其機(jī)械作用機(jī)構(gòu)決定了煙支造碎大，產(chǎn)生煙末多，煙絲回收率低。同時(shí)該結(jié)構(gòu)破碎煙支的同時(shí)，卷煙紙、水松紙、過(guò)濾嘴也會(huì)產(chǎn)生許多細(xì)碎，后期分離煙絲時(shí)混入煙絲中，降低煙絲質(zhì)量。特別是針對(duì)本文特定的爆珠煙時(shí)，該設(shè)備無(wú)法滿足生產(chǎn)要求。爆珠（脆性膠囊）直徑僅為2.6～4.6mm，破碎煙支時(shí)分為兩種情況：其一，過(guò)濾嘴破碎，爆珠滾落，隨著進(jìn)入振篩，最終小直徑的爆珠就會(huì)通過(guò)篩孔，與煙絲一起落入回收煙絲中，導(dǎo)致煙絲混雜爆珠，無(wú)法分離影響回收煙絲質(zhì)量。其二，爆珠在打輥中直接被打破，內(nèi)部芳香物質(zhì)或精油香料外泄，污染煙絲。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)證，爆珠內(nèi)的香料味道極其濃郁，對(duì)煙絲原味的污染大且無(wú)法復(fù)原，可直接導(dǎo)致煙絲報(bào)廢，無(wú)法回收利用?，F(xiàn)每公斤成品煙絲單價(jià)已突破120元，車(chē)間4組爆珠煙生產(chǎn)設(shè)備每天產(chǎn)生45kg殘次品煙支，造成極大的浪費(fèi)。車(chē)間目前采用人工處理的辦法，即人工掰斷過(guò)濾嘴和煙絲部分，分開(kāi)處理。煙絲一端再用車(chē)間殘煙處理設(shè)備進(jìn)行處理，工序繁雜、費(fèi)時(shí)費(fèi)力，不符合現(xiàn)代生產(chǎn)企業(yè)降本增效，精益管理的相關(guān)要求。為有效解決車(chē)間生產(chǎn)中的實(shí)際問(wèn)題，車(chē)間成立項(xiàng)目組，以殘煙處理線為主，要求項(xiàng)目組充分利用車(chē)間人力、物力資源設(shè)計(jì)一套爆珠殘次品煙支專(zhuān)用處理設(shè)備，提高殘次品卷煙的煙絲回收率，提高回收煙絲的質(zhì)量，消除過(guò)程浪費(fèi)，節(jié)約生產(chǎn)成本。

2 爆珠煙殘次品處理的新型設(shè)備的設(shè)計(jì)與制造

2.1 形成研發(fā)思路

煙絲是卷煙生產(chǎn)中最主要的原料，在處理殘次品煙支回收煙絲的設(shè)備中，按其工作原理可分為滾刀滾切式、打孔剖切式、噴蒸汽激振式、煙支縱向切割式等。本次研發(fā)主要為了解決過(guò)濾嘴內(nèi)含爆珠的問(wèn)題，傳統(tǒng)的打輥暴力破碎煙支法雖然效率高，單批次量大，但明顯不符合我們的目標(biāo)思路，首先排除。并且，傳統(tǒng)處理煙支要經(jīng)過(guò)蒸汽回潮步驟，目的是使煙絲回潮軟化，減少脆性，在下一步破碎時(shí)不會(huì)對(duì)煙絲造成更多的造碎，減少煙絲的浪費(fèi)，所以該思路也排除在外。

經(jīng)過(guò)對(duì)爆珠型煙支的測(cè)量觀察發(fā)現(xiàn)，爆珠內(nèi)含在濾嘴正中間，過(guò)濾嘴是一段圓柱體，長(zhǎng)度24mm，直徑7.7mm，而爆珠為直徑2.6mm的圓球，計(jì)算得爆珠離最近的圓柱體過(guò)濾嘴外表面為2.55mm，即爆珠離徑向外表面的距離。故此，項(xiàng)目組有了一個(gè)軸向切割的思路，2.55mm距離足夠下切刀切割開(kāi)煙支包裹煙絲的卷煙紙而不觸及爆珠，將煙支沿兩側(cè)各切一刀，卷煙紙和過(guò)濾嘴紙對(duì)半切開(kāi)，不傷及過(guò)濾嘴和爆珠，對(duì)煙絲的損傷也大大減小，造碎降低，煙末減少。切開(kāi)的煙支再輸送到振動(dòng)篩選器中，將煙絲和卷煙紙過(guò)濾嘴分離。由此出發(fā)，提出設(shè)計(jì)方案依靠車(chē)間自己的技術(shù)力量，著手設(shè)計(jì)制造1臺(tái)爆珠煙殘次品處理的新型專(zhuān)用設(shè)備。

2.2 提出設(shè)計(jì)方案

爆珠煙殘次品處理的新型專(zhuān)用設(shè)備包括底座、切刀調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)、切刀組件、煙支輸送組件。殘次品煙支裝入發(fā)射器中，通過(guò)壓縮空氣將殘次品煙支經(jīng)過(guò)輸送導(dǎo)管輸送至殘次品卷煙處理裝置，該裝置利用2把水平放置的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的圓切刀將煙支的水松紙和卷煙紙劃開(kāi)，最后將劃開(kāi)的煙支輸送至回收箱中，經(jīng)過(guò)人工篩分或振動(dòng)篩子篩選后，使得殘次品煙支的煙絲和爆珠濾嘴及卷煙紙分離。采用2把水平放置的圓切刀的切割方式增強(qiáng)了煙支切割的有效性，同時(shí)，切刀調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的限位滾輪可以很好地保證切刀的水平位置，精確調(diào)整切刀的切割深度。

3 各部件設(shè)計(jì)及選型

項(xiàng)目組成員經(jīng)多次研討、試驗(yàn)、改進(jìn)，最終確定了爆珠煙殘次品處理的新型專(zhuān)用設(shè)備的結(jié)構(gòu)，該裝置由裝置底座、雙切刀調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)、切刀組件（切刀固定架、2把圓切刀、切刀電機(jī)、切刀開(kāi)關(guān)）、煙支輸送通道組成。

3.1 底座

底座采用Q235B鋼板制成，分為底板、立柱和頂板。底座板（1）的形狀為長(zhǎng)方形，長(zhǎng)600mm、寬300mm、厚20mm，底板中部對(duì)稱固定4根φ30mm、長(zhǎng)200mm的立柱（3），沿長(zhǎng)度方向的2根立柱中心距200mm，沿寬度方向的2根立柱中心距100mm，4根立柱與底板、頂板通過(guò)焊接方式固定。頂板（2）的形狀為凹形，長(zhǎng)400mm、寬150mm、厚20mm，頂板沿長(zhǎng)度方向的一邊開(kāi)有長(zhǎng)120mm的凹形槽，在頂板的左右兩側(cè)對(duì)稱加工4個(gè)φ6.5mm的通孔（4），用來(lái)固定安裝切刀調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。

圖1

3.2 切刀調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)

切刀調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)由1個(gè)切刀徑向調(diào)整機(jī)構(gòu)、2塊L型切刀電機(jī)安裝座和2塊立板組成。利用即將淘汰的PASSIM卷煙機(jī)盤(pán)紙拼接裝置總成作為切刀徑向調(diào)整機(jī)構(gòu)，2塊L形切刀電機(jī)安裝座（1）對(duì)稱固定連接在切刀徑向調(diào)整機(jī)構(gòu)左右的2塊方形滑塊上，2塊方形滑塊卡在切刀徑向調(diào)整機(jī)構(gòu)左右的4個(gè)限位滾輪（2）中間的滑動(dòng)槽中，使得切刀電機(jī)安裝座可以水平滑動(dòng)，從而改變切刀的進(jìn)刀量。切刀電機(jī)安裝座形狀為L(zhǎng)型，采用Q235B鋼板制成，外側(cè)長(zhǎng)和寬為160mm、內(nèi)側(cè)長(zhǎng)為90mm、寬70mm，在L形上長(zhǎng)和寬為70mm部分的厚度為20mm，在L形上長(zhǎng)為90mm、寬為70mm部分的厚度為20mm，另一部分厚度為10mm，L型切刀電機(jī)安裝座的頂端加工有1個(gè)φ25mm的通孔（3），使電機(jī)輸出軸穿過(guò)切刀電機(jī)安裝座；在φ25mm的通孔的四周對(duì)稱加工4個(gè)φ4mm的通孔，用來(lái)連接固定切刀電機(jī)。L型切刀電機(jī)安裝座的底端中部加工有1個(gè)M10的內(nèi)螺紋，其深度為15mm，與立板的調(diào)整螺釘相連接，通過(guò)調(diào)整螺釘實(shí)現(xiàn)切刀組件的徑向移動(dòng)。立板（4）形狀為矩形，采用Q235B鋼板制成，長(zhǎng)180mm、寬150mm、厚10mm，在立板的中心上部加工有1個(gè)φ10.5mm的通孔，使調(diào)整螺釘穿過(guò)通孔與L型切刀電機(jī)安裝座的內(nèi)螺紋相配合，徑向位置調(diào)整完畢后，擰緊調(diào)整螺釘上的鎖緊螺母；在立板中心及右下分別加工4個(gè)φ6.5mm的通孔（5），通過(guò)M6的螺釘與切刀徑向調(diào)整機(jī)構(gòu)的底座相連接。

圖2

3.3 切刀組件

切刀組件分為2組，由2個(gè)電機(jī)、2個(gè)圓形合金切刀、2對(duì)相互配合的壓蓋、2個(gè)墊片和2個(gè)緊固螺釘組成。電機(jī)通過(guò)4個(gè)安裝孔固定在切刀調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的切刀電機(jī)安裝座上，電機(jī)輸出軸（1）從切刀電機(jī)安裝座的φ25mm的通孔穿出。在電機(jī)輸出軸上安裝有1對(duì)相互配合的壓蓋（2），兩壓蓋中間安裝圓形合金切刀（3），最外端的壓蓋上通過(guò)墊片和緊固螺釘使圓形合金切刀軸向定位。電機(jī)長(zhǎng)度為 150mm，直徑為52mm；圓形合金切刀外徑為60mm，內(nèi)徑為19mm，厚度為0.3mm。2個(gè)圓形合金切刀的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)方向與煙支輸送方向相反，達(dá)到煙支通過(guò)雙圓形切刀時(shí)兩側(cè)同時(shí)切割的效果。

圖3

3.4 煙支輸送通道

煙支輸送組件由1塊長(zhǎng)方形底板（1）、2塊導(dǎo)管固定板（2）和1根輸送導(dǎo)管（3）組成。底板形狀為長(zhǎng)方形，采用Q235B鋼板制成，長(zhǎng)280mm、寬120mm、厚10mm，4個(gè)角上開(kāi)有大孔φ15mm、小孔φ8.2mm的臺(tái)階孔，通過(guò)M8的螺釘與2塊導(dǎo)管固定板的底部相連接。2塊導(dǎo)管固定板形狀為矩形，左右兩側(cè)加工為弧形，采用45#鋼板制成，長(zhǎng)120mm、寬100mm、厚20mm，中間開(kāi)有φ12mm的通孔，使輸送導(dǎo)管從中間穿過(guò)；2塊導(dǎo)管固定板的底部?jī)蓚?cè)分別加工有4個(gè)M8的內(nèi)螺紋，深度為20mm。輸送導(dǎo)管采用不銹鋼管，外徑為12mm、內(nèi)徑為9mm，輸送導(dǎo)管中部的左右兩側(cè)開(kāi)有2個(gè)圓形切刀的切割槽（4），長(zhǎng)70mm、寬3 mm，使圓形切刀進(jìn)入切割槽中劃開(kāi)煙支。輸送導(dǎo)管在2塊導(dǎo)管固定板中間的一段與其余段采用螺紋連接，便于更換中間的輸送導(dǎo)管。

圖4

3.5 爆珠煙殘次品處理的新型專(zhuān)用設(shè)備總裝圖

如圖5為爆珠煙殘次品處理的新型專(zhuān)用設(shè)備總裝圖，按設(shè)計(jì)技術(shù)要求完成爆珠煙殘次品處理的新型專(zhuān)用設(shè)備的裝配，測(cè)量外形輪廓尺寸，采用4mm厚的亞力克透明板制作設(shè)備的防護(hù)罩、工作臺(tái)。該專(zhuān)用設(shè)備制作安裝完畢，具有外觀美觀、占地面積小、結(jié)構(gòu)緊湊、移動(dòng)方便、調(diào)節(jié)容易、功能可靠、運(yùn)行穩(wěn)定、維修性好的特點(diǎn)。

圖5

4 效果驗(yàn)證

設(shè)備組裝完畢后，車(chē)間組織了試運(yùn)行。將1臺(tái)卷煙機(jī)的玉溪（高配版）爆珠煙殘次品煙支投入測(cè)試，經(jīng)過(guò)多次調(diào)整、試驗(yàn)確定本設(shè)備滿足預(yù)期目標(biāo)。煙支被完整的切開(kāi)，且爆珠完整的留在過(guò)濾嘴內(nèi)，沒(méi)有刺破或爆裂，也無(wú)爆珠掉落，同時(shí)相比傳統(tǒng)處理設(shè)備，煙絲造碎降低、紙屑大幅減少、煙絲回收率提高、煙絲回收質(zhì)量提高。

5 經(jīng)濟(jì)效益估算

（1）2020年，楚雄卷煙廠實(shí)際生產(chǎn)爆珠煙共計(jì)38462箱，實(shí)際產(chǎn)生的殘次品卷煙8819.56kg；按財(cái)務(wù)的折算方法在每支煙中煙絲占比的重量為74.18%。

（2）按百分之百的煙絲回收率應(yīng)回收煙絲8819.56kg×74.18%＝ 6542.35kg。

（3）每公斤煙絲單價(jià)按120元計(jì)算（打葉復(fù)烤、制絲成本忽略），則每年可降低煙絲成本費(fèi)用：6542.35kg×120元=785082元。

（4）節(jié)約的專(zhuān)人處理爆珠煙殘次品工費(fèi)：目前，車(chē)間有5名勞務(wù)派遣專(zhuān)門(mén)處理爆珠煙生產(chǎn)機(jī)組的殘次品煙支，按工資每人每月3000計(jì)算，每年可節(jié)約勞務(wù)開(kāi)支3000*12*5=180000元。

（5）合計(jì)節(jié)約785082+180000=965082元。

（6）爆珠煙殘次品處理新型設(shè)備制造費(fèi)用預(yù)計(jì)10000元。

因此，項(xiàng)目每年可節(jié)約資金：965082-10000=955082元。

6 結(jié)語(yǔ)

在項(xiàng)目進(jìn)行實(shí)施的過(guò)程中，成員不斷地去整理自己的工作情況并做好總結(jié)，這樣一來(lái)，無(wú)論是自己的技術(shù)還是思維，都得到了很大的提升與進(jìn)步，在長(zhǎng)期的積累后，無(wú)論是個(gè)人能力還是團(tuán)隊(duì)合作能力，都得到了提高。本次項(xiàng)目的成功開(kāi)展，為日后遇到類(lèi)似的技術(shù)難題提供了思路，積累了寶貴經(jīng)驗(yàn)。同時(shí)也對(duì)項(xiàng)目有了更進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)。在效果驗(yàn)證中，項(xiàng)目組成員也見(jiàn)證了回收煙絲的質(zhì)量提高，感受到了節(jié)約成本、提高回收利用率的重要性。在煙草市場(chǎng)不景氣的大前提下，要從生產(chǎn)節(jié)約做起，把精益管理理念放在心中，持續(xù)推進(jìn)創(chuàng)新與精益求精，挖掘生產(chǎn)線中每一處可改善的點(diǎn)，推動(dòng)企業(yè)持續(xù)進(jìn)步，邁向高質(zhì)量發(fā)展的新征程。