ZJ17 卷煙機(jī)煙支重量標(biāo)偏控制研究

郭 林，左仁平

（湖北中煙工業(yè)有限責(zé)任公司，湖北 恩施 445000）

0 引言

中支煙的煙支形態(tài)屬于中國煙草首創(chuàng)，是獨(dú)具中國特色的中式卷煙新類型[1]。目前，行業(yè)對中支卷煙具體的規(guī)格沒有作出明確的定義，一般認(rèn)為圓周大于19 mm 且小于23 mm 的即為中支煙。ZJ17 卷煙機(jī)生產(chǎn)的直徑7.16 mm 規(guī)格的中支煙圓周為22.5 mm±0.2 mm，與其上限值接近，故稱之為大中支煙。

隨著卷煙產(chǎn)品市場競爭的日益加劇，消費(fèi)者對卷煙產(chǎn)品的質(zhì)量要求越來越高[2]，煙支重量標(biāo)準(zhǔn)偏差會影響到卷煙產(chǎn)品的燃燒性、感官質(zhì)量、安全性指標(biāo)（焦油、煙堿、CO 釋放量），直接關(guān)系到產(chǎn)品的美譽(yù)度。改善煙支重量標(biāo)準(zhǔn)偏差旨在控制單支煙支重量穩(wěn)定性，減少單支煙支重量的波動(dòng)[3]。為了能夠提高煙支重量標(biāo)偏的合格率，應(yīng)當(dāng)全面分析ZJ17 型卷煙機(jī)煙支卷接工藝流程，尋找工藝流程中各項(xiàng)系統(tǒng)的不足，并采用針對性的手段對各個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行改造，以達(dá)到改善煙支重量標(biāo)偏的基本目的。

1 ZJ17卷煙機(jī)煙支重量控制原理

ZJ17卷接機(jī)是目前國內(nèi)卷煙工廠的主力機(jī)型[4]。重量控制系統(tǒng)主要由掃描裝置、重量控制單元和執(zhí)行機(jī)構(gòu)三個(gè)部分組成。其工作原理是：利用掃描裝置內(nèi)放射源發(fā)出的射線對煙絲的密度進(jìn)行檢測，煙絲吸收射線的多少隨著煙條內(nèi)煙絲密度的變化而變化，檢測到的數(shù)值反饋到重量控制單元，經(jīng)記錄分析后與預(yù)設(shè)在重量控制單元內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比較，再將不同的結(jié)果發(fā)信號到平準(zhǔn)器電機(jī)，由其控制平準(zhǔn)器的上下移動(dòng)來達(dá)到控制煙絲密度及重量的目的[5]。

2 存在的主要問題

由于現(xiàn)階段7.16 mm 規(guī)格煙支為市場新的增長點(diǎn)，所以筆者組建項(xiàng)目研究團(tuán)隊(duì)，統(tǒng)計(jì)分析ZJ17 卷接機(jī)組7.16 mm 規(guī)格煙支重量標(biāo)偏實(shí)際狀況，查找影響煙支重量標(biāo)偏的原因，并根據(jù)原因采取相應(yīng)的措施，減小煙支重量標(biāo)準(zhǔn)偏差的均值[6]。

研究小組成員每班將取樣后的煙支送到綜合測試臺測試計(jì)算該設(shè)備的達(dá)標(biāo)率，在設(shè)備改造前統(tǒng)計(jì)車間2021年2月12日至2月28日4號卷煙機(jī)組生產(chǎn)的黃鶴樓硬奇景（07223）煙支重量標(biāo)偏數(shù)據(jù)，如表1所示。

表1 重量標(biāo)偏數(shù)據(jù)表

從統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)得出：車間4 號卷煙機(jī)組生產(chǎn)的煙支質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)偏差范圍為16.1 mg～22.9 mg，均值為19.5 mg，波動(dòng)較為明顯，達(dá)標(biāo)率較低。

3 擬定各階段目標(biāo)和改造

3.1 擬定各階段目標(biāo)

1）前期準(zhǔn)備工作及數(shù)據(jù)收集（2021 年1 季度），組建質(zhì)量改進(jìn)團(tuán)隊(duì)，統(tǒng)計(jì)分析車間7.16 mm 規(guī)格品牌卷煙重量標(biāo)偏現(xiàn)狀，并設(shè)立相應(yīng)目標(biāo)。

2）查找關(guān)鍵影響因素并分析原因（2021 年2 季度）：從人、機(jī)、料、法、環(huán)、測等方面梳理分析引起煙支單支重量波動(dòng)的因素，為下一步對策實(shí)施提供依據(jù)支撐。

3）對策實(shí)施（2021年3季度）：運(yùn)用技術(shù)攻關(guān)及管理手段提升卷煙重量標(biāo)偏管控水平，穩(wěn)定產(chǎn)品質(zhì)量。

4）效果驗(yàn)證及成果推廣（2021年4季度）。

3.2 設(shè)定目標(biāo)

根據(jù)表1 分析可得重量標(biāo)偏范圍在1 6.1 mg～22.9 mg之間，平均值19.5 mg，不能達(dá)到工廠制定的目標(biāo)值重量標(biāo)偏≤18 mg，結(jié)合車間現(xiàn)狀，擬設(shè)定挑戰(zhàn)目標(biāo)≤17 mg。

3.3 實(shí)施改造

3.3.1 從人、機(jī)、料、法、環(huán)等方面分析原因

人的原因。共查找3 條原因。1）自檢不及時(shí)；2）設(shè)備小停車次數(shù)多：①人員技能水平低，②機(jī)車操作時(shí)間；3）物測結(jié)果糾偏。

機(jī)器原因。共查找18 條原因。1）煙支重量檢測精度低；2）煙支導(dǎo)管清潔周期；3）檢測源精度；4）吸絲帶導(dǎo)輥軸承損壞；5）剔梗量不合適；6）風(fēng)室負(fù)壓；7）彈絲轆轆釘損壞；8）彈絲轆轆釘與針輥間隙；9）拋絲輥軸承損壞；10）回絲量過??；11）緊頭跟蹤偏移；12）拋絲不均勻；13）重量控制參數(shù)：①廢品高限參數(shù)，②廢品底限參數(shù)，③重量控制比例參數(shù)，④緊頭自動(dòng)調(diào)整比例，⑤修整器滯后參數(shù)，⑥重量目標(biāo)值參數(shù)，⑦緊頭滯后參數(shù)；14）煙絲束在風(fēng)室導(dǎo)軌內(nèi)輸送不均勻，①吸絲帶，②風(fēng)室導(dǎo)軌；15）劈刀動(dòng)作不到位；16）煙舌位置調(diào)整不當(dāng)；17）大、小壓板調(diào)整不當(dāng)；18）煙槍變形。

材料原因。共查找4 條原因。1）盤紙重量；2）水松紙重量；3）來料煙絲質(zhì)量指標(biāo)：①煙絲填充值，②煙絲碎絲率，③煙絲整絲率；4）嘴棒重量。

方法原因。共查找4 條原因。1）自檢規(guī)程；2）設(shè)備保養(yǎng)制度；3）質(zhì)量考核制度；4）操作工作業(yè)指導(dǎo)書。

環(huán)境原因。共查找3 條原因。1）車間濕度；2）車間溫度；3）工藝負(fù)壓設(shè)置。

測量原因。共查找3 條原因。1）綜合測試臺校準(zhǔn)；2）測量系統(tǒng)分析；3）測量系統(tǒng)改進(jìn)。

對以上諸多原因進(jìn)行分析，最終將目標(biāo)確定在機(jī)器上，而重量控制系統(tǒng)又是影響煙支重量標(biāo)偏的主要部件，所以將重量控制系統(tǒng)作為改進(jìn)的主要任務(wù)。

3.3.2 改進(jìn)實(shí)施

1）重新設(shè)計(jì)煙支重量執(zhí)行機(jī)構(gòu)。新的煙支重量執(zhí)行機(jī)構(gòu)由原來的平整器上下移動(dòng)改為用壓輪形式使吸絲帶上下移動(dòng)[7]，機(jī)構(gòu)主要由平整器、吸絲倉導(dǎo)軌、連桿驅(qū)動(dòng)裝置等組成，新的重量執(zhí)行機(jī)構(gòu)如圖1所示。

圖1 新的重量執(zhí)行機(jī)構(gòu)

連桿驅(qū)動(dòng)裝置9 根據(jù)檢測的煙支平均重量與設(shè)定重量的比較結(jié)果，帶動(dòng)連桿8 和連桿平臺6 向上或向下運(yùn)動(dòng)。由于支架延長桿5 下部與連桿平臺6 接觸，因而連桿平臺6 能推動(dòng)支架延長桿5 及支架4，從而使陶瓷壓輪2 進(jìn)行上下運(yùn)動(dòng)。陶瓷壓輪2 通過其輪軸與陶瓷壓輪支架4 前端相連，壓簧3 位于陶瓷壓輪支架4 前部和吸絲倉導(dǎo)軌1 之間，支架中部與吸絲倉導(dǎo)軌鉸接。在吸絲倉導(dǎo)軌上部的陶瓷壓輪通過支架的上下位置來控制吸絲帶與平整盤10的間距[8]。

2）改吸絲倉導(dǎo)軌的滾輪形式為直線形式。改進(jìn)后的導(dǎo)軌中間支撐吸絲帶部位采用硬質(zhì)合金襯板，原導(dǎo)軌滾輪從銷軸上卸掉，襯板由銷軸及墊片固定在導(dǎo)軌上[9]。這種導(dǎo)軌在安裝上與原導(dǎo)軌是可以互換的，裝配方便，結(jié)構(gòu)簡單，免拆卸易清潔[10]，改進(jìn)后的吸絲倉導(dǎo)軌示意圖如圖2 所示。

圖2 改進(jìn)后的吸絲倉導(dǎo)軌示意圖

由于陶瓷壓輪質(zhì)量僅30 g，其調(diào)節(jié)時(shí)反應(yīng)速度快且誤差小，在控制精度和控制響應(yīng)上都得到了大幅度提高，從而使到達(dá)煙槍的煙條很穩(wěn)定，煙支重量標(biāo)偏平穩(wěn)易控。由于整個(gè)控制陶瓷壓輪位置的裝置簡單且質(zhì)量小，所以維護(hù)難度和費(fèi)用大大降低。而吸絲倉導(dǎo)軌由滾輪形式變?yōu)橹本€形式后，吸絲帶在吸附煙絲束至平整器位置的過程中能夠呈直線運(yùn)行，成型前煙絲截面的均勻性提高，進(jìn)入煙槍的煙條相對恒定。

4 項(xiàng)目研究成果及應(yīng)用效果

通過改進(jìn)ZJ17 平準(zhǔn)器和吸絲倉導(dǎo)軌，精準(zhǔn)控制煙支重量。對改進(jìn)后的設(shè)備進(jìn)行測試，在綜合測試臺上每天測試6組數(shù)據(jù)，測試15天，共90組，一組30根煙支，不定時(shí)抽取數(shù)據(jù)，然后對數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。

根據(jù)2021年10月2日至10月16日的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)得出：車間4 號卷煙機(jī)組生產(chǎn)的煙支質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)偏差范圍為15.51 mg～17.49 mg，均值為16.5 mg，波動(dòng)較小，達(dá)標(biāo)率高。由此可知，經(jīng)過改進(jìn)后的重量標(biāo)偏范圍達(dá)到工廠制定的目標(biāo)值，即重量標(biāo)偏≤18 mg，同時(shí)也符合設(shè)定的挑戰(zhàn)目標(biāo)≤17 mg。同時(shí)本小組成員將繼續(xù)對改進(jìn)的機(jī)臺進(jìn)行跟蹤調(diào)查，確保此次改進(jìn)的持續(xù)性。

5 總結(jié)

通過對ZJ17 平準(zhǔn)器和吸絲倉導(dǎo)軌的改進(jìn)，精準(zhǔn)控制煙支重量。同時(shí)運(yùn)用ORIGI 軟件檢測本次改進(jìn)對煙支重量的影響，采集大量的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，得出改進(jìn)后的重量標(biāo)偏范圍達(dá)到設(shè)定的挑戰(zhàn)目標(biāo)，即標(biāo)偏≤17 mg，也證明在設(shè)備改進(jìn)后，質(zhì)量控制更加精準(zhǔn)，煙支重量標(biāo)偏更加可控，達(dá)到預(yù)期的目的。后期將繼續(xù)跟蹤抽查該機(jī)組煙支質(zhì)量，并進(jìn)行相應(yīng)推廣。