ZJ17卷接機組搓板組件改進與應用

張文昌 王國興 陳海龍 王文利

摘 要：隨著消費者對卷煙產品質量要求的不斷提高，煙支外觀質量逐漸成為消費者關注的重點。本文針對ZJ17卷接機組易出現的煙支搓接質量問題，確定設備設計因素對煙支搓接質量的影響，針對性的對搓接系統的搓板、啟動規等部件進行優化改進，將現有搓接方式造成搓接質量缺陷占總質量缺陷的比率由90%以上減少到50%以下。

關鍵詞：卷接機組；搓接質量；搓板組件；優化改進

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.14.010

1 研究背景

ZJ17卷接機組是我國引進德國HAUNI公司PROTOS70技術生產制造的國產卷接機組，該機型結構緊湊、性能可靠、運行穩定、自動化程度高，成為了國內各卷煙企業的主要生產加工設備。但隨著消費者對卷煙產品質量要求的不斷提高，該型設備由于自身設計缺陷帶來外觀質量問題日漸凸顯，影響卷煙產品質量的在提高。通過對ZJ17卷接機組在煙支搓接過程中易產生搓接問題的設計缺陷進行分析，提出了改進ZJ17卷接機組搓板組件的思路，以提高煙支整體外觀質量。

2 存在問題及分析

2.1 存在的問題

ZJ17卷接機組是目前國內各家卷煙廠主力機型之一， 2016年4-6月對7#ZJ17卷接機組生產的煙支成品進行質量檢驗，共抽檢186次，存在質量問題的卷煙550支。其中存在泡皺等搓接質量缺陷的共521支，占卷煙質量總缺陷的94.73%，而且泡皺、表面皺出現比例最高，占到90%以上。

通過以上統計數據及分析可以得出：ZJ17卷接機組卷煙缺陷主要集中在泡皺、表面皺等煙支搓接質量方面。

2.2 原因分析

針對煙支缺陷中比例較高的泡皺、表面皺等問題進行分析，這些問題易產生的部位主要集中于搓煙板部位，通過對原有ZJ17卷接機組搓接機構的工作原理分析，造成煙支搓接問題原因主要在于：

（1）當前搓接系統啟動規的設計存在煙支組從搓煙輪承煙槽中取出進入搓板滾卷時不夠順暢的問題，易造成組合煙滾卷瞬間停頓。

（2）搓板細而密的橫紋極易被膠液沾滿。溢出的膠液會改變組合煙在滾卷過程中的運動軌跡。

（3）搓板中間鑲有合金的二次啟動規，加劇了膠垢的堆積，過多膠垢易使煙組搓接軌跡產生跑偏。

（4）裝紙寬度尺寸變化時，搓接區域發生變化，使煙支組在搓板的滾卷圈數減少，造成泡皺煙支。

（5）組合煙在搓接位置不合理。煙支在上升過程中完成搓接，使搓接不夠順暢。

2.3 結論

經分析，Protos70卷接機組卷煙缺陷主要集中在泡皺、表面皺等煙支搓接質量方面，確認對搓接機構中的搓板、啟動規、煙支搓接位置進行改進設計。

3 方案設計與實施

3.1 搓板啟動規的設計

啟動規在搓接系統中起到將煙支從搓煙輪承煙槽中取出的作用。本項目對啟動規的構造進行改動，使啟動規在啟動煙支組的時候進入搓板滾卷時更加柔和，解決了煙支組瞬間停頓現象。

原有啟動規表面光滑，且沒有采取抗氧化和耐腐蝕等防護措施，摩擦力小，煙支很容易在其表面出現打滑現象，造成瞬間停頓。為解決上述問題，重新設計啟動規，并采用熱噴涂技術在其表面噴涂碳化鎢材料，增加煙支在啟動規表面滾動的摩擦力，解決了煙支在啟動規表面打滑的問題，減少了煙支搓接中的瞬間停頓現象。

3.2 搓板的設計

（1）搓板加裝過渡規。通過部件拆卸，觀察到使用過的搓板前端6.5mm處未出現任何磨損，證明煙支通過啟動規高速進入搓板時存在一個拋入動作，未在這6.5mm處滾動。因此我們將搓板長度減掉6.5mm，通過計算啟動規高度到煙支進入搓板的落差，設計出傾斜角度為72.61度的過渡規，并使用圓柱銷與搓板定位連接。過渡規采用38CrMoAl氮化鋼制作，表面噴涂碳化鎢，確保部件的強度與耐磨性。

加裝的過渡規，使煙支組被啟動規從承煙槽取出后，進入搓板的滾卷動作連續、順暢，解決了煙支從承煙槽到搓板滾動過程中的瞬間停頓現象。

（2）搓板表面優化設計。原搓板表面布滿橫向槽紋，改為中間是75mm的光滑表面，兩端為 0.65mm 深、1.5mm間距豎紋的結構。兩端豎紋與煙支滾動的方向一致，膠垢的不易堆積，且導向作用更好。中間光滑面為接裝紙搓接區域，采用與過渡規相同的碳化鎢噴涂，增大摩擦力提高硬度。75mm的光滑面寬度能夠適應山東中煙不同規格的煙支規格，更換煙支規格搓板不需要更換，減少了更換調整時間。

（3）搓板歸位區的優化設計。搓板煙支歸位區由原來的5個減少為3個，延長了煙支搓接滾卷有效動作長度。

3.3 煙支搓接位置的優化設計

煙支組自綜合輪將排列好的帶有膠水的水松紙片傳遞給搓煙輪，在搓煙輪的水平位置開始進入下行階段，最佳的搓接啟動位置在0度與90度之間，通過實際測量此處的空間，達到搓板組件開閉順暢，通過計算將歸位輪由原先水平107度的位置移至水平23度位置，使煙支組可借助重力由搓煙輪進入搓板，開始搓接動作。煙支組運動順暢，減少搓板的堵塞頻率。搓板升降機構由仰面下部調整改為上部搓板的調節，調整更加方便，優化了傳動齒輪箱實現搓接位置。

4 改進后的應用效果

4.1 安裝測試

（1）手動盤車使搓煙輪轉動，使用千分表檢測搓煙輪的跳動情況。

（2）啟動搓板升降開關，觀察搓板升降動作是否柔和、順暢。

（3）使用煙支專用量棒，判定搓板與搓煙輪的平行度和同軸度。

測試結果：經反復測試、調整后，各器件動作運行軌跡無誤，符合設計要求。

4.2 生產驗證

2017年3-5月，對某卷煙廠使用該改進后搓板組件的7#卷接機組進行卷包成品質量共抽檢134次，其中搓接質量缺陷共56支，占卷煙質量總缺陷的41.79%。影響搓接質量缺陷中，泡皺、表面皺占51.79%。

4.3 結論

經過3個月的生產驗證，煙支搓接質量占卷煙質量總缺陷的比值由改進前的94.73%減少到50%以下，泡皺、表面皺所占比例由改進前的90%以上降低至60%以下。

5 總結

本設計確認影響煙支質量的主要部件為啟動規、搓板、搓接位置；啟動規表面噴涂碳化鎢，增加煙支摩擦力；搓板加裝過渡規，表面改為兩端帶有豎搓紋、中間為光滑面的結構，使煙支滾動順暢；改變歸位輪和搓板位置，使搓接動作更加順暢。

項目研究成果解決了搓接質量缺陷在煙支質量缺陷中比重較大的情況。改進后的各部件運行穩定，產品質量得到改善，達到了項目的預期效果。該改進后的搓接組件自投入使用后煙支搓接質量明顯提高，設備穩定性好，保養、維護方便。后續經過10個月的測試使用，搓接質量缺陷占卷煙質量總缺陷的比值由之前的90%以上減少到50%以下，泡皺、表面皺占搓接質量缺陷比例由之前的90%降低至60%以下。該搓接系統設計新穎、技術先進、運行穩定、操作維護方便、搓接效果好、保養、調整方便，是理想的卷接設備升級的理想產品。為煙草行業卷接設備提高產品質量提供了一種很好的解決方式。

參考文獻：

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作者簡介：張文昌（1967-），男，山東濰坊人，專科，助理工程師，主要研究方向：煙機設備管理及煙機設備改進。