何成浩 楊舒涵 李璽 李杰

（紅云紅河集團(tuán)昆明卷煙廠，云南 昆明 650231）

在濾棒生產(chǎn)實(shí)際中，更換成形紙主要有人工更換和設(shè)備自動(dòng)更換兩種方式。在更換成形紙的過程中，成形紙有效利用量與成形紙更換長度的臨界值密切相關(guān)。根據(jù)不同設(shè)備不同運(yùn)行負(fù)荷改善成形紙更換設(shè)備，提高其利用率尤為重要。因此，如何快速、精確地調(diào)整出盤紙更換臨界值，使其無限接近于盤紙穩(wěn)定更換的極限值是降低成形紙盤紙消耗的關(guān)鍵問題。

一、工作原理

當(dāng)前濾棒生產(chǎn)的主要成型設(shè)備都是采用機(jī)電一體化控制技術(shù)來實(shí)現(xiàn)成形紙自動(dòng)接紙，主要機(jī)械結(jié)構(gòu)由紙盤交換器、接紙單元、拖紙單元和卷紙張力控制單元組成。部分設(shè)備已更換為全自動(dòng)換紙裝置，其主要原理是在原換紙裝置的基礎(chǔ)上增加了自動(dòng)添加盤紙、穿接紙帶和取出剩余紙圈的裝置。用自動(dòng)化手段替換了人工穿接盤紙的工序，但在盤紙更換的機(jī)電一體化控制技術(shù)上與原換紙裝置相同。

成形設(shè)備紙盤自動(dòng)更換裝置由上、下兩個(gè)紙盤組成。以KDF4濾棒機(jī)型為例，一個(gè)為在用紙盤，則另一個(gè)為備用紙盤。在用紙盤的直徑通過脈沖計(jì)數(shù)的方式，由HIP模塊進(jìn)行轉(zhuǎn)換計(jì)算。當(dāng)在用紙盤的直徑減小到預(yù)先設(shè)置的換盤準(zhǔn)備直徑時(shí)，PLC發(fā)出換盤動(dòng)作指令啟動(dòng)換盤程序。儲(chǔ)紙輪在上升斜坡電壓耦合控制下，拖動(dòng)備用紙逐漸加速。當(dāng)備用紙盤的速度與在用紙盤的供紙速度相等時(shí)，接紙單元的接紙機(jī)構(gòu)自動(dòng)接紙，使原備用盤開始供紙，成為新的在用紙盤。

現(xiàn)有的盤紙更換剩余量調(diào)節(jié)方式為：通過設(shè)定拼接參數(shù)（換盤直徑）直接控制濾棒成型機(jī)成形紙剩余量。換盤直徑可以通過上位機(jī)設(shè)置/牌號(hào)參數(shù)/數(shù)量頁設(shè)置盤紙更換直徑選項(xiàng)調(diào)節(jié)。KDF-4等機(jī)型設(shè)備自帶換紙裝置以1mm為最小調(diào)整單位，自動(dòng)換紙裝置以0.1mm為最小調(diào)整單位。同時(shí)，換盤準(zhǔn)備和加速時(shí)間也對(duì)成形紙剩余量產(chǎn)生影響。不論采用何種方式調(diào)節(jié)盤紙更換臨界值都存在一個(gè)共性問題：需要對(duì)紙圈余量進(jìn)行多次測量，現(xiàn)有測量紙圈余量的方法通常為將余紙拉開、對(duì)折，測量對(duì)折后紙的長度再通過計(jì)算方法算出紙圈余量的方式。該方式耗時(shí)較長，且較為消耗人力，在對(duì)紙圈余量進(jìn)行調(diào)整時(shí)，影響調(diào)整的效率。

二、改進(jìn)方法

（一）紙圈余量測量裝置的研制

設(shè)計(jì)一個(gè)紙圈余量測量裝置如圖1所示，其原理是：通過使用一個(gè)電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)紙帶運(yùn)動(dòng)，在紙圈和電動(dòng)機(jī)之間紙帶的運(yùn)行路線上設(shè)計(jì)布局合理的過紙小輪，以提高紙帶運(yùn)行的穩(wěn)定性。同時(shí)，在紙帶運(yùn)行的中段設(shè)計(jì)一個(gè)電子計(jì)數(shù)器，并用壓緊輪將紙帶壓緊在電子計(jì)數(shù)器過紙小輪上，防止紙帶打滑。通過程序的編排，將計(jì)數(shù)器轉(zhuǎn)動(dòng)的圈數(shù)轉(zhuǎn)化為紙帶的長度。

圖1紙圈余量測量裝置結(jié)構(gòu)圖

（二）盤紙更換臨界值的調(diào)節(jié)方法

1.調(diào)節(jié)步驟（以KDF-4成型機(jī)為例）

（1）根據(jù)設(shè)備日常開動(dòng)時(shí)的盤紙更換直徑值和當(dāng)時(shí)的紙圈余量對(duì)盤紙更換直徑參數(shù)進(jìn)行粗調(diào)，設(shè)定盤紙更換直徑為146mm。

（2）使用紙圈余量測量裝置對(duì)接下來5盤使用后的成形紙圈進(jìn)行余量測量。

（3）對(duì)盤紙更換直徑繼續(xù)進(jìn)行調(diào)節(jié)。由于最小調(diào)節(jié)單位為1mm，所以只能將盤紙更換直徑調(diào)整為145mm。

（4）繼續(xù)使用紙圈余量測量裝置對(duì)接下來5盤使用后的成形紙圈進(jìn)行余量測量?？梢园l(fā)現(xiàn)，紙圈余量較多，還能繼續(xù)降低。

（5）繼續(xù)對(duì)盤紙更換直徑進(jìn)行調(diào)節(jié)。由于最小調(diào)節(jié)單位為1mm，所以只能將盤紙更換直徑調(diào)整為144mm。

（6）繼續(xù)使用紙圈余量測量裝置對(duì)接下來5盤使用后的成形紙圈進(jìn)行余量測量。此時(shí)，紙圈余量已降至最低，但由于盤紙厚度、形狀等因素的影響，紙圈余量有波動(dòng)，第2盤成形紙?jiān)谏形赐瓿筛鼡Q時(shí)就已經(jīng)用完，造成成形紙斷裂而使得設(shè)備停機(jī)。

（7）此時(shí)，將盤紙拉力略微小，提高待更換盤紙的紙帶加速度，減少加速時(shí)間和打紙時(shí)的紙耗用量。

（8）再次使用紙圈余量測量裝置對(duì)接下來5盤使用后的成形紙圈進(jìn)行余量測量。該5盤紙的數(shù)據(jù)能滿足設(shè)定目標(biāo)，且盤紙能穩(wěn)定更換。

（9）對(duì)該設(shè)備余下生產(chǎn)時(shí)間和生產(chǎn)班次進(jìn)行跟蹤記錄，確保設(shè)備換紙正常，無紙斷裂和跑條現(xiàn)象。

（三）調(diào)節(jié)要點(diǎn)

1.使用紙圈余量測量裝置測量數(shù)據(jù)時(shí)，對(duì)紙圈余量進(jìn)行人工抽樣復(fù)檢，確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。2.調(diào)節(jié)時(shí)盤紙更換直徑從高到低依次遞減。3.調(diào)節(jié)紙帶拉力時(shí)不能過小，確保換紙過程的正常進(jìn)行。4.拉力調(diào)節(jié)后有時(shí)還需對(duì)盤紙更換直徑繼續(xù)遞減（使用自動(dòng)換紙裝置，盤紙更換直徑調(diào)節(jié)最小單位為0.1mm的設(shè)備），需要二者結(jié)合，反復(fù)驗(yàn)證。

三、改進(jìn)效果

具體改進(jìn)效果驗(yàn)證如下：

（一）盤紙更換臨界值調(diào)整后紙圈余量檢查對(duì)比

對(duì)盤紙更換臨界值調(diào)整前后的19臺(tái)各類成型設(shè)備盤紙更換后的紙圈余量進(jìn)行對(duì)比。紙圈余量剩余長度從調(diào)整前的15-18米降低至了調(diào)整后的4-6米，并且調(diào)整后各類成型設(shè)備換紙穩(wěn)定性大幅提高。

（二）盤紙更換臨界值調(diào)整前后成形紙平均紙耗對(duì)比

本文對(duì)盤紙更換臨界值調(diào)整前后19臺(tái)各類成型設(shè)備同期各月平均每萬支濾棒平均紙耗進(jìn)行跟蹤調(diào)查和數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)19臺(tái)各類成型設(shè)備同期每月平均每萬只紙耗從原來的1032.3m降低到1005.5m，共降低1032.3-1005.5=26.8m，效果明顯。

總結(jié)

本文從機(jī)械調(diào)節(jié)的角度創(chuàng)新性的開發(fā)出了盤紙更換臨界值的調(diào)整方法，大幅降低了濾棒成型機(jī)運(yùn)行過程中成形紙盤紙消耗，研制的紙圈余量測量裝置能夠有效提高紙圈余量測量效率。該方法及設(shè)備應(yīng)用范圍廣泛，可向卷煙設(shè)備或同類采用相似盤紙更換方式的其他設(shè)備推廣應(yīng)用。