降低ZJ17型卷接機(jī)組煙支皺紋缺陷率

申飛 邱定軍 譚貝 謝云福 劉子敬

四川中煙工業(yè)有限責(zé)任公司什邡卷煙廠 四川什邡 618400

ZJ17型卷接機(jī)組是引進(jìn)德國虹霓（HAUNI）公司PROTOS70技術(shù)后，由國內(nèi)煙機(jī)廠制作，集機(jī)、電、氣、液、核、光于一體，具有高生產(chǎn)率、高可靠性的濾嘴卷煙自動生產(chǎn)線，設(shè)計能力為7000支/min。

ZJ17型卷接機(jī)組由YJ17型卷煙機(jī)和YJ27型濾嘴接裝機(jī)組成。其中YJ17型卷煙機(jī)又分成供料成條機(jī)和卷制成形機(jī)兩大部分[1]。YJ17型卷煙機(jī)供料成條機(jī)的功用是把送絲系統(tǒng)送來的煙絲松散和去除鐵、雜、簽、梗塊后制成符合煙支單位長度重量一致的煙絲條送到卷制成形機(jī)部分，卷制成形機(jī)部分把煙絲條裹上卷煙紙后上膠、封口、烘干、切割成雙倍長度煙支，再由蜘蛛手機(jī)構(gòu)傳送給YJ27型接裝機(jī)的進(jìn)煙鼓輪。接裝機(jī)將雙倍長度煙支一切二并分離，在兩支煙之間放入濾嘴段、包上水松紙粘合，再切成兩支符合規(guī)格長度的濾嘴煙支，由調(diào)頭鼓輪把雙排濾嘴煙支并成濾嘴方向一致的單排濾嘴煙支，經(jīng)檢測鼓輪檢測后，剔除不合格煙支，最后將成品濾嘴煙支輸出接裝機(jī)，傳送給裝盤機(jī)，完成了濾嘴煙支生產(chǎn)的卷接工藝。

ZJ17型卷接機(jī)組速度高，整體布局緊湊合理，維修方便，造型美觀，自控功能齊全，噪聲較低，而且配有完善的在線檢測系統(tǒng)，能有效地控制煙支重量，剔除不合格煙支。機(jī)組還配有微機(jī)、顯示器及鍵盤等設(shè)備，可方便地進(jìn)行人機(jī)對話和顯示、貯存瞬時的和累計的生產(chǎn)、管理依據(jù)。

1 存在的問題

煙草行業(yè)市場競爭的日益加劇和顧客對產(chǎn)品要求的不斷提升，要求必須持續(xù)改善卷煙產(chǎn)品質(zhì)量，追求產(chǎn)品質(zhì)量零缺陷。皺紋是卷制與包裝質(zhì)量中的C類質(zhì)量缺陷，也是最常見的卷煙質(zhì)量缺陷之一，在日常質(zhì)量檢測中是外觀部分的主要扣分項[2]。為此，對卷煙皺紋問題進(jìn)行調(diào)查研究，以進(jìn)一步確定煙支皺紋產(chǎn)生的原因，并實施改進(jìn)，從而減少皺紋煙支數(shù)量，達(dá)到提升產(chǎn)品形象的目的，增加企業(yè)的質(zhì)量效益。本文將主要針對ZJ17型卷接機(jī)組進(jìn)行論述，以解決該機(jī)型煙支皺紋缺陷率較高的問題。

通過近期成品檢測數(shù)據(jù)來看，ZJ17型卷接機(jī)組煙支皺紋缺陷率相對較高，統(tǒng)計了三個月16組設(shè)備煙支皺紋缺陷率情況，見下表。

表1 煙支皺紋缺陷率統(tǒng)計表

由上表可知，9組ZJ17卷接機(jī)組3-5月平均煙支皺紋缺陷率為0.203%，高于其他三種機(jī)型，存在較大質(zhì)量隱患。

2 原因分析

從煙支生產(chǎn)過程來看，YJ17型卷煙機(jī)和YJ27型濾嘴接裝機(jī)都可能產(chǎn)生煙支皺紋。按照生產(chǎn)流程，對設(shè)備逐一進(jìn)行分析。

2.1 YJ17型供料成條機(jī)產(chǎn)生煙支皺紋的原因

YJ17型供料成條機(jī)速度高，煙條速度可達(dá)490m/min，具有完善的風(fēng)力系統(tǒng)和氣功系統(tǒng)，采用二級梗絲分離，而且配有完善的檢測系統(tǒng)，能有效地控制煙支重量。本機(jī)由傳動系統(tǒng)、供料系統(tǒng)、梗絲分離系統(tǒng)、吸絲成形系統(tǒng)、煙支重量控制系統(tǒng)、回絲系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、風(fēng)力系統(tǒng)等組成。

傳動系統(tǒng)是機(jī)器的主要動力與運動傳遞系統(tǒng)。供料系統(tǒng)是為機(jī)器提供原料煙絲，并將其松散均勻、去除鐵質(zhì)雜物后輸送至梗絲分離系統(tǒng)。梗絲分離系統(tǒng)將供料系統(tǒng)提供的煙絲進(jìn)行梗、絲分離后，將均勻的煙絲送至吸絲成形系統(tǒng)的吸絲道，分離后的煙梗、雜物送至二次分選裝置進(jìn)行二次分離。吸絲成形系統(tǒng)將梗絲分離系統(tǒng)提供的均勻、無雜、無梗的煙絲吸附于吸絲帶上形成均勻的煙絲束，經(jīng)平準(zhǔn)器修削后形成重量均勻并帶有緊密端的煙絲條，輸送至YJ17型卷煙機(jī)卷制成形機(jī)的煙槍進(jìn)行卷制。煙支重量控制系統(tǒng)對吸絲成形系統(tǒng)形成的煙絲束進(jìn)行修削，完成煙支的重量控制?；亟z系統(tǒng)將平準(zhǔn)器劈下的多余煙絲輸送至回絲貯料區(qū)。液壓系統(tǒng)完成供料部件的液壓驅(qū)動任務(wù)，由液壓裝置組成。風(fēng)力系統(tǒng)為機(jī)器提供足夠的負(fù)壓和正壓，完成風(fēng)力吸絲、梗絲分離、風(fēng)力除塵的任務(wù)。

如果供料成條機(jī)安裝位置過低，則會將卷煙紙壓得過緊，產(chǎn)生皺紋，皺紋沿?zé)煑l方向，呈直線型。但是根據(jù)煙支實際情況，皺紋沿?zé)熤A周方向，呈環(huán)形，因此排除了供料成條機(jī)。

2.2 YJ17型卷制成型機(jī)產(chǎn)生煙支皺紋的原因

YJ17型卷煙機(jī)卷制成形機(jī)的功用是把供料成條機(jī)輸送過來的符合工藝要求的煙絲條，用印刷好商標(biāo)的卷煙紙包裹后，經(jīng)過上膠、封口、烘干、切割成雙倍長度煙支后，再由蜘蛛手機(jī)構(gòu)傳遞給YJ27型接裝機(jī)。本機(jī)由傳動系統(tǒng)、供紙印刷系統(tǒng)、卷制成形系統(tǒng)、煙支切割系統(tǒng)、煙支輸送系統(tǒng)、風(fēng)力系統(tǒng)、氣動控制系統(tǒng)等組成。

傳動系統(tǒng)是機(jī)器的主要動力與運動傳遞系統(tǒng)。供紙印刷系統(tǒng)提供印有商標(biāo)的卷煙紙。卷制成形系統(tǒng)完成對煙絲條的卷制成條，提供合格煙條。煙支切割系統(tǒng)將卷制成形的煙條切割成雙倍長度的煙支。煙支輸送系統(tǒng)將煙支切割系統(tǒng)切割成的雙倍長度的煙支輸送至YJ27型接裝機(jī)。風(fēng)力系統(tǒng)為機(jī)器提供冷卻風(fēng)和負(fù)壓風(fēng)，完成機(jī)組電控系統(tǒng)的冷卻降溫任務(wù)和協(xié)助完成煙支輸送的任務(wù)。氣動系統(tǒng)執(zhí)行機(jī)器的自動操作。

YJ17型卷制成型機(jī)的卷制成形系統(tǒng)、煙支切割系統(tǒng)、煙支輸送系統(tǒng)均可能產(chǎn)生煙支皺紋。卷制成形系統(tǒng)的煙舌高度調(diào)整過低，則會將卷煙紙壓得過緊，產(chǎn)生皺紋，皺紋沿?zé)煑l方向，呈直線型，根據(jù)煙支實際情況，皺紋沿?zé)熤A周方向，呈環(huán)形，因此排除。煙支切割系統(tǒng)的喇叭嘴和煙支輸送系統(tǒng)的蜘蛛手吸爪位置調(diào)整不當(dāng)會使產(chǎn)生圓周方向的皺紋，但是從YJ27濾嘴接裝機(jī)對煙支進(jìn)行取樣，并未發(fā)現(xiàn)煙支皺紋，因此進(jìn)行排除。

2.3 YJ27型濾嘴接裝機(jī)產(chǎn)生煙支皺紋的原因

YJ27型濾嘴接裝機(jī)的作用是將卷煙機(jī)卷制成的雙倍長度煙支制成濾嘴卷煙。卷煙機(jī)將雙倍長度煙支傳遞到接裝機(jī)的進(jìn)煙鼓輪后，被切割成等長兩支，然后分開一段距離，中間放入濾嘴段，形成“組煙”，再粘上水松紙片，搓接成雙倍長度濾嘴卷煙，再切割成兩支單長濾嘴卷煙，機(jī)械手將雙排濾嘴卷煙排成濾嘴朝向一致的單排，經(jīng)檢測后，剔除不合格的，最后將成品濾嘴卷煙輸出接裝機(jī)。本機(jī)由主機(jī)架和傳動系統(tǒng)、煙支供給、濾嘴卷煙調(diào)頭、濾嘴卷煙檢測剔廢與出煙、潤滑系統(tǒng)等部分組成。

對接裝機(jī)來說，煙支、濾嘴段、水松紙是組成濾嘴卷煙的三大物料，三種物料分別按不同的路線供給，匯合后沿一條路線制成濾嘴卷煙。根據(jù)濾嘴卷煙制作過程的特點，將YJ27型接裝機(jī)整個工藝流程分為以下四個階段。一是煙支供給階段，共分4道工序，分別是接收雙倍長度煙支、軸向?qū)χ?、煙支分切、煙支分離。二是濾嘴段供給階段，共分9道工序，分別是接收濾棒、取料、濾棒對正、濾棒分切、濾嘴段錯位、檢測、濾嘴段并行、濾嘴段對正、加速。三是水松紙供給階段，共分12道工序，分別是裝入紙盤、接紙、檢測、卷曲水松紙、牽引、軸向?qū)φ?、上膠、抬紙、檢測、預(yù)熱、切割、分離。四是濾嘴卷煙成形階段，共分16道工序，分別是接收濾嘴段、檢測、接收煙支、煙支吹攏、并攏對正、粘貼紙片、搓接、激光打孔、最后分切、剔廢、調(diào)頭、漏氣檢測、松頭和缺濾嘴檢測、剔除、取樣、出煙。

YJ27型濾嘴接裝機(jī)產(chǎn)生煙支皺紋的原因主要是導(dǎo)軌對煙支壓縮過緊、鼓輪負(fù)壓不穩(wěn)定、鼓輪交接不準(zhǔn)確。通過檢查，機(jī)組所有導(dǎo)軌調(diào)整均滿足要求，鼓輪風(fēng)閥無堵塞情況，煙支能正常進(jìn)行交接。分段檢查煙支產(chǎn)生皺紋的情況，最后確定問題點為出煙輪。

2.3.1 出煙輪負(fù)壓

出煙輪上均布承煙槽，承煙槽中加工有吸風(fēng)孔。機(jī)組的負(fù)壓吸風(fēng)通過風(fēng)閥和吸風(fēng)孔作用于煙支上，將煙支吸附在出煙輪的承煙槽中進(jìn)行傳遞。當(dāng)煙支傳遞到下一個工位（煙支板）時，風(fēng)閥將機(jī)組負(fù)壓吸風(fēng)阻斷，煙支在慣性作用下繼續(xù)向前運動，此時，煙支板將煙支從出煙輪承煙槽中剝離，進(jìn)行堆碼，最后向包裝機(jī)輸送[3]。

如果出煙輪負(fù)壓關(guān)閉時間過早，將使煙支在出煙輪頂部堆疊，煙支相互擠壓，造成煙支皺紋，甚至產(chǎn)生橫煙、亂煙，嚴(yán)重時造成煙支堵塞，致使設(shè)備停機(jī)。

圖1 出煙輪煙支堆積示意圖

2.3.2 出煙輪承煙槽與煙支的接觸面積

出煙輪承煙槽的大?。闯袩煵蹐A弧半徑）決定了其與煙支的接觸面積，該參數(shù)由設(shè)計給定，但是在設(shè)備運行過程中發(fā)現(xiàn)，煙支板偶爾會出現(xiàn)不能將煙支從承煙槽中有效剝離的情況，使煙支產(chǎn)生皺紋

圖2 出煙輪與煙支板結(jié)構(gòu)示意圖

3 解決措施

3.1 延遲風(fēng)閥斷風(fēng)時間

針對出煙輪負(fù)壓關(guān)閉時間過早的問題，將風(fēng)閥負(fù)壓吸風(fēng)區(qū)域面積增大，使煙支在越過出煙輪頂部后，與煙支板接觸時再阻斷負(fù)壓吸風(fēng)（風(fēng)閥增加的開口面積按出煙輪與煙支板安裝位置實際測得）。

改進(jìn)前 改進(jìn)后負(fù)壓風(fēng)區(qū)在縱軸線上關(guān)閉 加寬負(fù)壓風(fēng)區(qū)，與縱軸線呈50度夾角images/BZ_312_1342_1248_1632_1465.pngimages/BZ_312_1856_1246_2127_1474.png

改進(jìn)后，煙支在出煙輪上堆碼的高度降低，減少了煙支之間的相互擠壓碰撞。

3.2 減小出煙輪承煙槽與煙支的接觸面積

由于出煙輪承煙槽圓弧半徑為設(shè)計給定尺寸，不能改動，因此采用減小出煙輪直徑的方式來間接減小承煙槽與煙支的接觸面積，以保證煙支交接順暢。

改進(jìn)前 改進(jìn)后鼓輪輪槽邊沿超過支板約2mm 鼓輪輪槽邊沿與支板基本持平images/BZ_312_1278_1935_1540_2125.pngimages/BZ_312_1555_1935_1746_2120.pngimages/BZ_312_1786_1936_2044_2124.pngimages/BZ_312_2059_1935_2247_2121.png

改進(jìn)后，出煙輪直徑減小，益于煙支板將煙支從出煙輪承煙槽中剝離。

4 效果檢查

經(jīng)過3個月運行觀察，改造后設(shè)備運行正常，無相關(guān)設(shè)備故障隱患發(fā)生。ZJ17型卷接機(jī)組煙支皺紋缺陷率從0.203%下降到了0.134%。

5 結(jié)語

隨著市場的發(fā)展，卷煙工業(yè)企業(yè)對煙機(jī)技術(shù)的要求越來越高。某些煙廠提出進(jìn)口PROTOS70、國產(chǎn)ZJ17卷接機(jī)組生產(chǎn)出來的煙支外觀普遍存在布帶皺紋較重的問題以及在高速生產(chǎn)時存在煙支空縮頭現(xiàn)象。因此，我們對提高ZJ17卷接機(jī)組煙支質(zhì)量進(jìn)行了一些改進(jìn)設(shè)計，現(xiàn)已逐步推廣。