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(chǎn)實際中，更換成形紙主要有人工更換和設(shè)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(guān)。根據(jù)不同設(shè)備不同運行負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

當前濾棒生產(chǎn)的主要成型設(shè)備都是采用機電一體化控制技術(shù)來實現(xiàn)成形紙自動接紙，主要機械結(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(shù)上與原換紙裝置相同。

成形設(shè)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(shù)的方式，由HIP模塊進行轉(zhuǎn)換計算。當在用紙盤的直徑減小到預(yù)先設(shè)置的換盤準備直徑時，PLC發(fā)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(gòu)自動接紙，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成形紙剩余量。換盤直徑可以通過上位機設(shè)置/牌號參數(shù)/數(shù)量頁設(shè)置盤紙更換直徑選項調(diào)節(jié)。KDF-4等機型設(shè)備自帶換紙裝置以1mm為最小調(diào)整單位，自動換紙裝置以0.1mm為最小調(diào)整單位。同時，換盤準備和加速時間也對成形紙剩余量產(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共性問題：需要對紙圈余量進行多次測量，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(diào)整時，影響調(diào)整的效率。

二、改進方法

（一）紙圈余量測量裝置的研制

設(shè)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(shè)計布局合理的過紙小輪，以提高紙帶運行的穩(wěn)定性。同時，在紙帶運行的中段設(shè)計一個電子計數(shù)器，并用壓緊輪將紙帶壓緊在電子計數(shù)器過紙小輪上，防止紙帶打滑。通過程序的編排，將計數(shù)器轉(zhuǎn)動的圈數(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成型機為例）

（1）根據(jù)設(shè)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(shù)進行粗調(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(xù)進行調(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接下來5盤使用后的成形紙圈進行余量測量?？梢园l(fā)現(xiàn)，紙圈余量較多，還能繼續(xù)降低。

（5）繼續(xù)對盤紙更換直徑進行調(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(jīng)用完，造成成形紙斷裂而使得設(shè)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(shù)據(jù)能滿足設(shè)定目標，且盤紙能穩(wěn)定更換。

（9）對該設(shè)備余下生產(chǎn)時間和生產(chǎn)班次進行跟蹤記錄，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

1.使用紙圈余量測量裝置測量數(shù)據(jù)時，對紙圈余量進行人工抽樣復(fù)檢，確保數(shù)據(jù)的準確性。2.調(diào)節(jié)時盤紙更換直徑從高到低依次遞減。3.調(diào)節(jié)紙帶拉力時不能過小，確保換紙過程的正常進行。4.拉力調(diào)節(jié)后有時還需對盤紙更換直徑繼續(xù)遞減（使用自動換紙裝置，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(diào)整后紙圈余量檢查對比

對盤紙更換臨界值調(diào)整前后的19臺各類成型設(shè)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(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比

本文對盤紙更換臨界值調(diào)整前后19臺各類成型設(shè)備同期各月平均每萬支濾棒平均紙耗進行跟蹤調(diào)查和數(shù)據(jù)統(tǒng)計19臺各類成型設(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(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。