提升（ZJ118机组）延安（软）烟支质量标偏合格率

叶林1

摘 要：卷烟卷制技术国内外一直在研究和运用，从卷烟机的机型发展的过程来看，卷烟设备的结构在不断的优化，产品的卷制质量在随之提高。我厂延安（软）质量标偏【1】【2】平均值已经达到了内控目标的21mg/支，但合格率仅为70%，与内控标准的80%相比较仍有待提高。分析ZJ118机组烟条重量控制系统【3】各环节功能与作用，主要原因为①ZJ118机组供丝机参数组合设置不合理；②ZJ118机组紧头位置控制准确性不高；③ZJ118机组重量控制不够精准性。针对以上问题分步进行实验验证，并确定最佳解决方案，最终将延安（软）质量标偏的合格率提升到了83%。取得了巨大的经济效益，同时具有很强的推广价值。

关键字：ZJ118卷烟机；参数；劈刀盘；微波；效益

提质降耗长久以来都是工业生产的重要部分，烟支质量波动大不符合公司提质降耗目标方针。卷包车间作为卷烟质量消耗管控主控部门，其中ZJ118卷烟机在卷烟生产过程中，质量标偏及合格率是主要控制目标之一。标准偏差【4】是描述各数据偏离平均数的距离，即,（其中X ̅代表所采样的样本X1，X2…Xn的均值）。烟支质量标准偏差S越小，说明烟支质量值波动越小；烟支质量标准偏差S越大，说明烟支质量值波动越大。

1 现状描述

某年1-5月份统计数据显示，我厂延安软质量标偏平均值为19.2mg/支，低于工厂内控目标21mg/支；质量标偏合格率平均为70%，与工厂内控目标80%合格率比较仍有一定差距。延安（软）质量控制的稳定性仍有待提高。

2 原因分析

从控制烟支质量稳定性入手，分析ZJ118机组烟条重量控制各环节的功能与作用，分部位进行实验、验证，寻找使延安（软）卷烟质量标偏更加稳定的方法。

2.1 ZJ118机组供丝均匀性是保证烟支质量稳定的基础

ZJ118卷接机组的VE（供丝机）采用了先进的流化床供丝方式，其工艺流程如图1所示：

图1  VE（供丝机）的工艺流程图

分析VE（供丝机）的工艺流程，影响形成稳定均匀烟丝束的最大因素有针辊供丝量系数、风室负压、一次风分气压、二次风分气压等参数。

2.2 ZJ118机组紧头位置准确性是保证烟支质量稳定的前提

紧头位置的准确性与劈刀的类型及调整密切相关，紧头位置与劈刀盘相对位置关系，如图2所示：

图2  紧头位置与劈刀盘关系图

 ①对不同结构的劈刀盘进行试验，确定结构最适宜的劈刀尺寸。劈刀影响的主要是烟支的紧头，劈刀设计的目的是为了保证在一定的单支重量下减少卷烟的空松。

②确定劈刀偏移量的最佳范围。考虑到设备在长期运行过程中，烟条切刀与烟支的紧头位置会随着设备运行发生一定的偏移，所以要使重量控制稳定，还要对压实端位置也进行校准。通过提升烟丝紧头来使烟支的重量更加稳定。

2.3 ZJ118机组重量控制精准性是保证烟支质量稳定的关键

重量控制原理如图3所示：当实际重量与设定重量不一致时候，重量调节装置会计算出一个新的吸丝带位置，当位移传感器B19V报告吸丝带已达到新的位置，则实际重量和设定重量将会被重新比较。通过不断改善吸丝带的位置设定，使实际重量尽可能接近设定重量。

图3  重量控制原理示意图

比如：当实际重量超过设定重量时，必须适量减少烟丝，IPC通过控制换向继电器V1V和三相交流电机M10V的转动方向，使吸丝带向下，烟条中的烟丝量减少。如果额定重量的现有偏差处于允许范围内，则调整过程结束，直到再发现与额定重量的偏差超过允许值为止。其中偏差不是在某个单一的一支烟上得出，而是在一定数量烟支构成的各组烟支中得出。这种烟支组又称为样本【4】，重量在允许范围之外的烟支将被剔除，整个过程是连续的，在这一过程中，各组的烟支质量分布在额定重量附近。越是接近设定重量，标准偏差越小（其前提是烟条尽可能均匀，而良好的烟丝处理又是烟丝均匀的条件）。

①对重量检测系统的稳定性分析验证

重量控制主要依靠微波进行检测，通过目标重量取样对微波系统的稳定性进行验证。

②对重量剔除执行机构准确性验证

在烟支经过烟枪及检测鼓轮时，微波和质量检测系统会对经过的烟支进行检测，不合格的烟支要进行剔除。由于设备在长期运转过程中，轮槽会有细微的偏移，故其剔除的DCP脉冲也会发生细微变化。所以通过确定最佳的剔除DCP脉冲来保证剔除的准确性，从而进一步提高重量的稳定性。

3 改进方法

3.1对供丝部分参数进行正交试验【4】验证

ZJ118卷烟机供丝机部分主要要供给稳定均匀的烟丝束，而根据前文分析可知：影响烟丝束稳定均匀的主要因素是风室负压、针辊供丝量系数、一次风分压力、二次风分压力。按照要求风室负压：-60mbar～-100mbar、针辊供丝系数：30%～60%、一次风分气压：30mbar ～40mbar、二次风分气压：30mbar～40 mbar。

针对以上四项影响因素，设计四因子三水平正交试验确定最佳的参数组合为：在风室负压为-90mbar、针辊供丝系数为60%、一次风分气压为35mbar、二次风分气压为30mbar时，烟支的质量标偏最小。

3.2 对劈刀盘结构、尺寸进行测试验证

3.2.1 卷烟机劈刀盘规格单因素试验。将ZJ118卷烟机机速设定为8000支/min，其它参数不变。分别使用：劈刀 “三深三浅”（劈刀深度3.5 mm、3.2mm、3.0mm）和劈刀“六槽等深”（劈刀深度3.5 mm、3.2mm、3.0mm）共六种规格进行试验。

通过方差分析【4】得出结论：槽深尺寸为3.2mm的“六槽等深”劈刀盘质量标偏最小。

3.2.2 对压实端位置的最佳偏移量进行论证

按照要求，压实端的位置在校准调整过后，一般在5mm以内认为校准完成。分析其左右存在偏移量可能会对烟支的质量标偏产生影响，因此针对劈刀最佳偏移量进行试验。

试验结果表明：劈刀盘在偏移±1mm以内时，质量标偏的平均值最小。

3.3对重量控制精确性验证

3.3.1 验证微波检测系统的稳定性

烟支目标重量标准偏差能够反映出微波系统工作的稳定程度，通过验证烟支目标重量标准偏差来判断微波系统稳定性。按照新一代智能微波检测器【5】要求，烟支目标重量取样标准偏差在6mg以内说明微波系统运行稳定。在设备稳定运行状态下，清空取样盘，在“取样/SRM/烟支烟支目标重量取样”画面中（每次30支），通过多次分别取样内外排的烟支质量标偏（取样选择内排时，外排烟丢弃；取样选择外排时，内排烟丢弃），然后统计内外排烟支标偏是否有大于6mg的情况，若有则说明微波系统运行不够稳定。需从以下两个方面进行调整：

①校准增量脉冲

将卷烟机设定为“手动模式”，手动旋钮调节至4000cpm以下，启动机器，然后打开打条器防护罩，待烟条进入接烟轮后，关闭机器，测量M600的数值输入。使两次连续增量脉冲变化在±1以内即可。

②调整增量脉冲

在设备稳定运行状态下，清空取样盘，在“取样/SRM/烟支烟支目标重量取样”画面中，内外各取样一次（30支），测量内外排重量，如果外排＞内排，则增加增量脉冲；反之减小增量脉冲，直到内外排重量一致。按照取样要求再次取样，通过不断校准和调试，直至内外排重量标准偏差均小于6mg，则保持微波信号稳定。

3.3.2 确定重量超限剔除脉冲精确

3.3.2.1 清空质量检测剔除箱，然后将长烟条切割与滤棒等长，放入滤棒料斗，观察剔除情况，若在剔除箱内剔除出六只无滤嘴烟，则证明剔除动作精准，若有无嘴烟通过，则调整剔废阀点火时间DCP20脉冲。

3.3.2.2 超限烟支取样验证剔除槽位是否准确，如果取样烟支数量不准，调整取样阀点火时间；如果取样超重超轻烟支不准，调整内部参数“状态（保留） DCP -108”，由-108调为-109或由-109调为-108。通过以上验证，可使重量超限烟支剔除精确度达到90%以上。

4 应用效果

连续5个月对ZJ118机组质量标偏情况进行跟踪统计，用于验证对策实施后其稳定性,统计情况见表1：

表1  某年8月到12月ZJ118机组延安（软）烟支质量标偏统计表

时间	标偏平均（mg/支）	合格率
8月	18.8	82%
9月	18.8	82%
10月	18.4	83%
11月	18.3	83%
12月	18.2	84%
平均	18.5	83%

统计显示，延安（软）烟支质量标偏平均值由19.2mg/支降低到18.5mg/支，合格率由70%提升到83%，延安（软）烟支质量控制更趋稳定。此次改进降低了烟丝损耗，提升了产品质量，未对设备性能及安全运行造成影响，具有推广价值。

参考文献

[1]雷樟泉.烟草检验工(物理)基础知识(第一版) [M].河南科学技术出版社.2016.4.

[2]闫新甫.烟草检验工(物理)专业知识(第一版) [M].河南科学技术出版社.2016.5.

[3]丁俊,曹明,黄静.ZJ118型卷接机组(电气资料)培训教材[M].

[4]刘振学,王力.实验设计与数据处理(第二版) [M].化学工业出版社,2015.3.1.

[5] 深圳市鸿捷源自动化系统有限公司官网: 新一代智能微波检测器介绍.2019.

http://www.hongjieyuan.com/zj118xingjuanjiejizu/32-40.html.

作者简介：叶林、男、陕西中烟工业有限责任公司旬阳卷烟厂、电工高级技师、工程师、从事烟草机械电气研究、专利9项，省级QC成果一等奖二项、二等奖七项。