新型濾嘴接收機(jī)管道檢測裝置的研究

劉慶永 李曉東 張慶元

【摘 要】ZJ112卷接機(jī)組是當(dāng)前卷煙生產(chǎn)的主要機(jī)型，其設(shè)計運(yùn)行速度為10000支/分鐘，濾嘴接收機(jī)在供嘴過程中若發(fā)生缺嘴或堵塞情況，維修和清理必定會浪費(fèi)大量的濾嘴，增加人工上嘴勞動強(qiáng)度。由于接收機(jī)管道檢測采用光纖傳感器且安裝位置較高，運(yùn)行中常因共振造成光纖松動或折斷等導(dǎo)致濾嘴供應(yīng)故障。而且，光纖傳感器備件已更新，經(jīng)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)新備件造成接收機(jī)堵塞不停機(jī)。因此，研制新型濾嘴接收機(jī)管道檢測裝置是當(dāng)前重要任務(wù)。

【Abstract】The ZJ112 coil unit is the main model of the current cigarette production， and its design speed is 10000 pieces/min. During the process of providing the filter， if there is a lack of filter or jam， the filter receiver will waste a lot of filters and increase the labor intensity of manual installation. Because the receiver's pipeline detection adopts optical fiber sensor and the installation position is high， operation often causes the fiber to loose or break due to resonance， resulting in the failure of filter providing. Moreover， the spare parts of the optical fiber sensor have been updated， and the new spare parts have been found to cause the blocking of the receiver. Therefore， it is an important task to develop a new type of filter detector for filter receiver.

【關(guān)鍵詞】ZJ112卷接機(jī)組；濾嘴接收機(jī)；管道檢測；傳感器

【Keywords】ZJ112 coil unit； filters receiver； pipeline testing； sensor

【中圖分類號】TS43 【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A 【文章編號】1673-1069（2018）04-0166-02

1 接收機(jī)組成及存在問題

濾嘴接收機(jī)由光纖傳感器WLL12、橫向傳送通道、濾嘴料斗及輸送電機(jī)等組成。濾嘴由發(fā)射機(jī)和輸送管道送來后，經(jīng)過機(jī)組上方的帶光纖光電開關(guān)時產(chǎn)生一個高電位自動啟動輸送電機(jī)，經(jīng)過橫向傳送后進(jìn)入濾嘴料斗。

帶光纖光電開關(guān)位于進(jìn)料嘴上方一米處，在運(yùn)行和堵塞清理過程中常由于共振震動及堵塞清理時的人為原因，導(dǎo)致傳感器松動、光纖位置變動或折斷，接收不到光信號而造成輸送電機(jī)停機(jī)堵塞，進(jìn)而引起卷煙機(jī)濾嘴停供，影響卷煙機(jī)生產(chǎn)效率[2]。

通過查找車間維修記錄，統(tǒng)計分析了2016年3月至2016年12月， ZJ112和ZJ17卷接機(jī)組濾嘴接收機(jī)故障頻次。統(tǒng)計結(jié)果表明ZJ112卷接機(jī)組濾嘴接收機(jī)月均故障頻次高達(dá)104.3次/月，維修時間平均為21.5min/次。而ZJ17機(jī)組月均故障頻次僅為9次/月，維修時間也僅為7.6min/次。ZJ112故障頻次偏高，為滿足生產(chǎn)需求需得到降低。

2 接收機(jī)管道堵塞故障方案制定

2.1 傳感器位置過高的方案制定

對于傳感器位置過高，分別設(shè)計將傳感器位置移動到管底部、接收機(jī)接口處和接收機(jī)彎道處三個方案。

經(jīng)過對比發(fā)現(xiàn)，方案二具有幾乎無振動，造成的損壞小，便于檢修、清理等優(yōu)點(diǎn)，因此選擇方案二作為位置方案。

2.2 光纖傳感器不穩(wěn)定的方案制定

由于原光纖傳感器WLL12具有L/D（亮動/暗動）功能，且所選用的是PNP型。因此，在選擇傳感器時需選擇具有相同功能的元件。通過查閱相關(guān)資料，召開小組討論會，最終選定常用高頻高速光電開關(guān)KT2G，WL150-P460，WL150-P430三種替換方案，并將三種光電開關(guān)分別安裝后試驗(yàn)改進(jìn)效果。

根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，光電開關(guān)WL150-P430具有體積小，成本低，工作穩(wěn)定可靠的優(yōu)點(diǎn)，其信號反向，堵塞不停機(jī)，塑料材質(zhì)易損壞的缺點(diǎn)可以通過技術(shù)手段解決。因此，選擇方案二作為傳感器方案。

2.3 傳感器易損壞的方案制定

對于塑料質(zhì)傳感器容易損壞，設(shè)計金屬罩殼[3]將傳感器密封保護(hù)，關(guān)于金屬罩殼的形狀分別設(shè)計了全封閉型、半封閉勾型和半封閉L型三種設(shè)計方案。

經(jīng)過對比，半封閉勾型罩殼具有良好的密封保護(hù)性能，且便于安裝、維修。因此，選擇方案三作為保護(hù)裝置方案。

3 接收機(jī)管道堵塞故障方案實(shí)施

通過因子匯總并對各個影響因子分析發(fā)現(xiàn)，傳感器位置過高、光纖傳感器不穩(wěn)定和傳感器易損壞是造成接收機(jī)管道堵塞故障的主要原因。針對三個主要影響因子，分別制定解決方案。

3.1 傳感器位置過高的方案實(shí)施

接收機(jī)管道檢測傳感器位置由原來的管道高處移至濾嘴接收機(jī)底部，光纖位置移至接收機(jī)入口銅管上玻璃管處，大大降低了因光纖松動造成的故障。

3.2 光纖傳感器不穩(wěn)定的方案實(shí)施

由于WL150-P430來料時產(chǎn)生的信號為低電平，而實(shí)際需要的是高電平。需要設(shè)計一個換向電路，來料時將傳感器切換為高電平狀態(tài)，保證來料后自動啟動輸送電機(jī)，堵塞后立即停機(jī)，防止繼續(xù)要料造成大規(guī)模堵塞。設(shè)計的電路如圖1所示。

采用二極管、三極管以及電阻等電子元件焊接換向電路單元，制作封裝完成后，與傳感器WL150-P430插頭電纜相接，并進(jìn)行試驗(yàn)。

試驗(yàn)結(jié)果表明，加裝換向電路單元的傳感器WL150-P430與原光纖傳感器WLL12具有相同的動作信號，因此可以進(jìn)行替換。

3.3 傳感器易損壞的方案實(shí)施

根據(jù)設(shè)計方案，結(jié)合傳感器尺寸及安裝位置情況，繪制保護(hù)裝置金屬罩殼圖紙，并根據(jù)圖紙進(jìn)行加工。

4 新型濾嘴接收機(jī)管道檢測裝置研究

4.1 新型濾嘴接收機(jī)管道檢測裝置的研制

將設(shè)計的換向電路與傳感器WL150-P430相接后安裝于金屬罩殼內(nèi)，再將金屬罩殼安裝于接收機(jī)銅管的配合處，并加裝反光板，新型接收機(jī)管道檢測裝置工裝即加工制作完成，裝置實(shí)物圖如圖2所示。

4.2 新型濾嘴接收機(jī)管道檢測裝置的工作狀態(tài)研究

首先將新型濾嘴接收機(jī)管道檢測裝置安裝到ZJ112機(jī)組進(jìn)行試驗(yàn)，接線并調(diào)節(jié)傳感器的靈敏度，傳感器正常工作，實(shí)際工作時運(yùn)行狀態(tài)。

4.3 新型濾嘴接收機(jī)管道檢測裝置運(yùn)行效果研究

通過2017年6月至12月的實(shí)際運(yùn)行觀察，接收機(jī)的故障頻次由104.3次/月降低到了20.1次/月，維修時間由原來的21.5min/次降低到了10.2min/次，改進(jìn)效果明顯。

在降低了接收機(jī)故障頻次的同時，新型濾嘴接收機(jī)管道檢測裝置節(jié)約了大量濾棒和備件。按照每次故障浪費(fèi)50支濾棒計算，改進(jìn)后每年可節(jié)約濾棒（140.3-20.1）*12*50=72120支；由于原備件費(fèi)用為2100元/套，改進(jìn)后備件費(fèi)用為700元/套，每套可節(jié)約備件費(fèi)用1400元。

新型濾嘴接收機(jī)管道檢測裝置的應(yīng)用提高發(fā)射機(jī)的發(fā)射能力，減少人工上嘴，降低勞動強(qiáng)度，減少維修時間，增強(qiáng)清潔、維修安全性。

5 小結(jié)

技術(shù)人員將接收機(jī)管道檢測裝置的改動部分及操作注意事項(xiàng)對操作人員進(jìn)行現(xiàn)場說明，將設(shè)計的圖紙歸檔，編號管理納入備件手冊。

在試驗(yàn)成功的基礎(chǔ)上，逐步完成對其他ZJ112濾嘴接收機(jī)管道檢測裝置的改進(jìn)調(diào)試，完成新型濾嘴接收機(jī)管道檢測裝置的推廣應(yīng)用。

團(tuán)隊(duì)成員對于新型濾嘴接收機(jī)管道檢測裝置的運(yùn)行情況進(jìn)行長期跟蹤觀察，及時總結(jié)本次項(xiàng)目中的得失及經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，為后續(xù)改進(jìn)活動奠定基礎(chǔ)。

【參考文獻(xiàn)】

【1】陳媛媛，呂巖峰.YF26A濾嘴接收機(jī)濾嘴堵塞檢測裝置的研究[J].科技展望，2015，25（33）：81.

【2】劉豪. PA9濾嘴接裝機(jī)常見故障及處理[J].煙草科技，1991（01）：19.

【3】王寧.機(jī)械設(shè)計[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2011.