KDF3E 成型機濾棒圓周故障維修方法改進

徐 杰

（紅云紅河煙草（集團）有限責任公司紅河卷煙廠，云南紅河 652399）

0 引言

在濾棒生產過程中，濾棒圓周是反映其質量的重要物理指標，對煙支的搓接質量、煙氣、煙堿和焦油含量、過濾效果都有直接或間接、隱性或顯性的影響。其中，影響濾棒圓周穩定性的核心因素為成型壓條及封口烙鐵的安裝調整位置。

1 圓周波動的傳統維修方法

KDF3E 成型機是紅河卷煙廠卷煙用濾棒生產的主力機型，自1998 年引進以來，擔負著不同規格濾棒的生產任務。濾棒在實際生產過程中，濾棒圓周的維修是耗費時間和成本最多的修理項目之一。通常情況，在設備出現濾棒圓周波動時，都要進行檢查、調整，一般的維修步驟如下：

首先，從操作層面的設備清潔保養入手，保證成型槍、導紙輥、布帶盤、布帶輥、布帶表面、成型煙舌、大小壓板、煙槍、冷卻條封口烙鐵等相關部件的清潔，排除外圍影響因素。

其次，排除來料的波動因素，保證原輔料（如絲束、盤紙）無質量問題，與正常運行機臺為同一批次。

最后，也是最關鍵的手段，設備相關各部件的安裝調整。與圓周相關的部件包括：

（1）供紙系統。通過調整盤紙剎車系統以達到盤紙運行所需的拉力，檢查各導紙輥軸承轉動是否靈活，并檢查其表面磨損情況，保證盤紙正常運行，無紙邊晃動等異常。

（2）布帶系統。檢查布帶盤、布帶盤摩擦帶及各布帶導輪轉動是否靈活，檢查各導帶輪磨損情況，入口、出口導帶輪相對于煙槍基座的高低位置。

（3）成型煙舌、煙槍、大小壓板、冷卻條、封口烙鐵的位置。在維修過程中，成型煙舌、煙槍、大小壓板及冷卻條的位置通過使用量棒、塞尺等量具可以做到精確調整，以達到設備運行所要求的位置尺寸。調整完畢后，能長時間保證這些部組件的定位精度，不需要進行反復調校。

但是封口烙鐵在實際調整過程中存在一定難度，因為封口烙鐵工作面不是一條直線，而是逐漸收攏的喇叭狀曲線。每次調整不但需要耗費設備修理人員較多的維修時間，同時也會在維修調校過程中產生廢品濾棒，造成大量的絲束浪費，增加原料成本。

2 封口烙鐵的調整要求及存在的問題

根據維修手冊，封口烙鐵須調整至與冷卻條處于同一軸線，同時保證這兩者在工作狀態下與濾棒條保持同心。封口烙鐵的固定方式為：封口烙鐵側后方有兩個M4 的螺紋孔，通過螺栓將封口烙鐵拉緊固定于冷卻條支座上，內側緊貼膠木板。

如果封口烙鐵的位置調整不當，會出現以下3 個方面的問題：

（1）濾棒條粘接效果不好，易出現濾棒條爆口缺陷，從而影響下一步卷煙機煙支卷制生產工序的正常運行。

（2）濾棒條被擠壓變形，濾棒上會有明顯壓痕產生。有壓痕的濾棒外觀質量不合格，且濾棒不圓度指標超標。嚴重的濾棒壓痕還有可能影響到后續加工工序的煙支搓接，導致卷煙接裝紙粘接不牢，出現煙支漏氣、掉頭等問題。

（3）布帶非正常磨損，導致濾棒圓周指標失控，出現大、小圓周濾棒，同樣也會導致煙支接裝紙粘接不牢，出現煙支漏氣、掉頭的問題。

在實際生產過程的維修中，發現用來安裝固定冷卻條和封口烙鐵的膠木板容易損壞，損壞位置為封口烙鐵與膠木板所安裝接觸的地方。因為封口烙鐵長時間處于高溫狀態（135～145 ℃），而用來固定封口烙鐵的膠木板工作溫度為140 ℃，所以膠木板長時間處于臨界溫度，導致膠木板碳化、脫落（圖1）。

圖1 碳化損壞的膠木板

膠木板損壞脫落之后就無法保證封口烙鐵的居中位置，安裝位置也無法得到有效固定。出現該問題后，設備所生產出來的濾棒會發生圓周指標波動，造成該項物理指標超標。針對這一問題，維修方法有兩個：①更換損壞的膠木板；②根據損壞情況制作墊子，進行補償安裝。

但是以上兩種維修方法均存在一定不足之處，第一種辦法，通過直接更換新的膠木板，可以達到恢復設備原來精度的效果，但是設備運行一段時間（約3 個月）以后，隨著膠木板的再次碳化，必須重新更換。膠木板備件價值較高（分別為9830.18 元、5428.52 元），更換成本較高，影響工廠備件消耗指標。第二種辦法，通過自制補償墊片安裝調整，因實際生產過程中存在膠木板碳化損壞程度不一致，所以每次需要制作不同的補償墊片，并進行多次反復地調整。這種方法不但造成大量廢品，而且影響設備效率的有效發揮。

3 解決思路及方法

針對設備存在的問題和情況，希望找到一種材料，鑲嵌在原機膠木板的封口烙鐵所對應的安裝位置上，以保證其在高溫環境下不老化變形、損壞。具體方法為：基于修舊利廢原則，將原先碳化損壞的膠木板進行加工，將碳化部分去除，在膠木板上封口烙鐵的安裝位置處銑出一個外形尺寸與封口烙鐵一致的空間，使用耐熱材料制作對應尺寸的隔熱部件安裝于該空間內，使其與膠木板、封口烙鐵完全貼合（圖2）。

圖2 膠木板改進設計

該材料要求耐高溫性應高于原機配置的膠木板，熱膨脹系數應小于或等于膠木板，吸水性應小于或等于膠木板，導熱系數應小于或等于膠木板，熱膨脹性小于或等于膠木板，垂直層向彎曲強度、壓縮強度應優于膠木板。根據以上使用需求找到兩種材料，一種是高溫耐熱無機工程材料（M1040H），另外一種是聚醚醚酮（PEEK）。兩種材料與膠木板的參數指標對比見表1。

表1 材料指標參數對比

由表1 可知，M1040H 與PEEK 兩種材料與膠木相比較，耐溫性、吸水率皆優于膠木，導熱系數與膠木相當。M1040H 的熱膨脹系數與膠木相當，PEEK 稍大于膠木。強度方面兩種材料也都滿足使用要求，但是綜合比較，M1040H 的技術指標又優于PEEK，所以選擇M1040H 作為膠木的替代材料。

4 實施方案

通過上述對比分析之后，選定了M1040H 作為膠木的替代材料，將先前從KDF3E 成型機拆卸下來的損壞膠木板以及隔熱部件進行設計并加工。

根據改進思路及膠木板實際情況設計隔熱部件（圖3）。根據設計圖紙對所選材料進行加工，得到隔熱部件及開槽的膠木板（圖4、圖5）。加工完成后對膠木板及隔熱部件進行組合安裝（圖6）。

圖3 隔熱部件設計

圖4 隔熱部件

圖5 開槽的膠木板

圖6 加裝隔熱部件的膠木板

5 結果分析

以8#KDF3E 濾棒成型機為例，通過實際生產運行跟蹤觀察，改進后的膠木板在1 年內未再出現損壞，也未進行維修調整。調取工藝質量部門1 年內的采樣數據，改進后該機組所生產的濾棒圓周物理指標均達到圓周標準偏差不大于0.032 mm 的KPI 考核指標（表2）。

表2 改進前后圓周物理指標對比（中心值23.90 mm）

由表2 數據可知，改進后的濾棒圓周標準偏差平均值由0.035 mm 降低至0.027 mm，效果較為明顯。同時濾棒圓周合格率也由改進前的97.967%提升至99.368%；濾棒圓周絕對偏移量由改進前的0.034 mm 降低至0.026 mm。

在改進后的使用過程中，M1040H 材料表現出的綜合性能指標明顯優于原機使用的膠木材料，尤其是在耐高溫性方面，完全滿足生產工藝所需溫度設計，很好地解決了膠木板碳化損壞的問題。封口烙鐵的固定問題也變得可控、可靠，實現部件一次調整到位，無需后續維護，有利于濾棒圓周這一項關鍵指標的控制及維修，提高率濾棒物理指標均質化水平。