降低濾棒成形紙消耗方法研究

何成浩 楊舒涵 李璽 李杰

（紅云紅河集團昆明卷煙廠，云南 昆明 650231）

在濾棒生產實際中，更換成形紙主要有人工更換和設備自動更換兩種方式。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。根據不同設備不同運行負荷改善成形紙更換設備，提高其利用率尤為重要。因此，如何快速、精確地調整出盤紙更換臨界值，使其無限接近于盤紙穩定更換的極限值是降低成形紙盤紙消耗的關鍵問題。

一、工作原理

當前濾棒生產的主要成型設備都是采用機電一體化控制技術來實現成形紙自動接紙，主要機械結構由紙盤交換器、接紙單元、拖紙單元和卷紙張力控制單元組成。部分設備已更換為全自動換紙裝置，其主要原理是在原換紙裝置的基礎上增加了自動添加盤紙、穿接紙帶和取出剩余紙圈的裝置。用自動化手段替換了人工穿接盤紙的工序，但在盤紙更換的機電一體化控制技術上與原換紙裝置相同。

成形設備紙盤自動更換裝置由上、下兩個紙盤組成。以KDF4濾棒機型為例，一個為在用紙盤，則另一個為備用紙盤。在用紙盤的直徑通過脈沖計數的方式，由HIP模塊進行轉換計算。當在用紙盤的直徑減小到預先設置的換盤準備直徑時，PLC發出換盤動作指令啟動換盤程序。儲紙輪在上升斜坡電壓耦合控制下，拖動備用紙逐漸加速。當備用紙盤的速度與在用紙盤的供紙速度相等時，接紙單元的接紙機構自動接紙，使原備用盤開始供紙，成為新的在用紙盤。

現有的盤紙更換剩余量調節方式為：通過設定拼接參數（換盤直徑）直接控制濾棒成型機成形紙剩余量。換盤直徑可以通過上位機設置/牌號參數/數量頁設置盤紙更換直徑選項調節。KDF-4等機型設備自帶換紙裝置以1mm為最小調整單位，自動換紙裝置以0.1mm為最小調整單位。同時，換盤準備和加速時間也對成形紙剩余量產生影響。不論采用何種方式調節盤紙更換臨界值都存在一個共性問題：需要對紙圈余量進行多次測量，現有測量紙圈余量的方法通常為將余紙拉開、對折，測量對折后紙的長度再通過計算方法算出紙圈余量的方式。該方式耗時較長，且較為消耗人力，在對紙圈余量進行調整時，影響調整的效率。

二、改進方法

（一）紙圈余量測量裝置的研制

設計一個紙圈余量測量裝置如圖1所示，其原理是：通過使用一個電動機帶動紙帶運動，在紙圈和電動機之間紙帶的運行路線上設計布局合理的過紙小輪，以提高紙帶運行的穩定性。同時，在紙帶運行的中段設計一個電子計數器，并用壓緊輪將紙帶壓緊在電子計數器過紙小輪上，防止紙帶打滑。通過程序的編排，將計數器轉動的圈數轉化為紙帶的長度。

圖1紙圈余量測量裝置結構圖

（二）盤紙更換臨界值的調節方法

1.調節步驟（以KDF-4成型機為例）

（1）根據設備日常開動時的盤紙更換直徑值和當時的紙圈余量對盤紙更換直徑參數進行粗調，設定盤紙更換直徑為146mm。

（2）使用紙圈余量測量裝置對接下來5盤使用后的成形紙圈進行余量測量。

（3）對盤紙更換直徑繼續進行調節。由于最小調節單位為1mm，所以只能將盤紙更換直徑調整為145mm。

（4）繼續使用紙圈余量測量裝置對接下來5盤使用后的成形紙圈進行余量測量。可以發現，紙圈余量較多，還能繼續降低。

（5）繼續對盤紙更換直徑進行調節。由于最小調節單位為1mm，所以只能將盤紙更換直徑調整為144mm。

（6）繼續使用紙圈余量測量裝置對接下來5盤使用后的成形紙圈進行余量測量。此時，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，第2盤成形紙在尚未完成更換時就已經用完，造成成形紙斷裂而使得設備停機。

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

（8）再次使用紙圈余量測量裝置對接下來5盤使用后的成形紙圈進行余量測量。該5盤紙的數據能滿足設定目標，且盤紙能穩定更換。

（9）對該設備余下生產時間和生產班次進行跟蹤記錄，確保設備換紙正常，無紙斷裂和跑條現象。

（三）調節要點

1.使用紙圈余量測量裝置測量數據時，對紙圈余量進行人工抽樣復檢，確保數據的準確性。2.調節時盤紙更換直徑從高到低依次遞減。3.調節紙帶拉力時不能過小，確保換紙過程的正常進行。4.拉力調節后有時還需對盤紙更換直徑繼續遞減（使用自動換紙裝置，盤紙更換直徑調節最小單位為0.1mm的設備），需要二者結合，反復驗證。

三、改進效果

具體改進效果驗證如下：

（一）盤紙更換臨界值調整后紙圈余量檢查對比

對盤紙更換臨界值調整前后的19臺各類成型設備盤紙更換后的紙圈余量進行對比。紙圈余量剩余長度從調整前的15-18米降低至了調整后的4-6米，并且調整后各類成型設備換紙穩定性大幅提高。

（二）盤紙更換臨界值調整前后成形紙平均紙耗對比

本文對盤紙更換臨界值調整前后19臺各類成型設備同期各月平均每萬支濾棒平均紙耗進行跟蹤調查和數據統計19臺各類成型設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

本文從機械調節的角度創新性的開發出了盤紙更換臨界值的調整方法，大幅降低了濾棒成型機運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。該方法及設備應用范圍廣泛，可向卷煙設備或同類采用相似盤紙更換方式的其他設備推廣應用。