埋線濾嘴棒控制裝置的改進及應用

【摘 要】為了更好地在現有KDF2濾棒成型機上實現生產埋線濾嘴棒產品，為此對設備的結構特點及工作原理進行了分析，找到解決問題的重點，確定了埋線過濾嘴棒控制裝置的設計方案，改進煙舌使棉芯線在濾棒中心定位，減少斷線，提高設備運行速度，生產的埋線濾嘴棒符合各項工藝指標要求。

【關鍵詞】KDF2濾棒成型機；埋線過濾嘴棒；煙舌；棉芯線；中心

0.前言

隨著卷煙工藝的發展，降焦、低害、加香等新概念逐漸興起，濾棒生產也向新的方面發展，埋線濾嘴棒就是目前比較熱門的一種產品。為適應市場發展和公司卷煙品牌創新，提出了生產埋線濾棒的特殊工藝要求。南寧卷煙廠使用的埋線濾嘴棒就是在濾棒中間埋入一條經某種中藥浸泡的紅色棉線，使煙支外觀特別，濾棒卷接成煙支后白色的濾嘴截面中間有一紅色小點。

1.埋線濾嘴棒工藝要求

（1）棉芯線與濾棒等長且保持在濾棒中平直，無明顯凹陷。

（2）棉芯線居中于濾棒截面中心，中心偏差≤0.5mm。

（3）濾棒各項物理指標穩定，符合工藝要求。

（4）生產設備KDF2濾棒成型機組。

（5）生產材料含功能原料的紅色棉芯線線徑0.5mm；長度約 10000m。

2.生產過程中存在問題和原因

2.1存在問題

最初階段，我們采用指定機臺小批量生產，棉線從KDF2機組的高壓噴嘴處進入煙舌、壓板，然后和醋酸纖維絲束一起被成型紙包裹進入成型腔卷制成型。這個方法生產的埋線濾嘴棒棉芯線中心度偏差較大，產品廢品率比較高，而且隨著車速提高，棉芯線斷線和濾棒縮頭的幾率也增大了，所以為了保證產品質量生產車速基本控制在2600支/分鐘以內。設備低速運行降低了有效作業率不能滿足大批量生產，產品質量不穩定嚴重制約了公司新產品的銷售，必須要尋找新的解決方案。如圖1所示：

1 絲束 2 壓力噴嘴 3壓板 4 煙舌 5 棉芯線 6 線夾裝置 7 導線環

圖1 埋線裝置示意圖

2.2原因分析

（1）成型機高壓噴嘴壓力范圍0.05～0.2MPa，壓縮空氣將絲束和棉芯線一起輸入煙舌造成棉芯線的位置飄飛不定，不能一直保持在濾棒中間。

（2）棉芯線在噴嘴處受壓縮空氣和絲束輸送影響不能勻速運行，有輕微的頓挫，容易瞬間受力過大拉斷。

（3）導管通道過長，棉芯線在運行過程中繃緊，濾條分切成濾棒后棉芯線回縮造成凹陷縮頭。

其中主要解決的是埋線濾嘴棒棉芯線中心偏差的問題。

3.改進設計方案

考慮到埋線濾嘴棒生產過程的難題主要是棉芯線中心定位、斷線和縮頭等，經過反復探討和學習，設計讓棉線從煙舌處進入以避免高壓噴嘴的氣流對棉線的影響，利于中心定位。圖2為煙舌：

圖2 煙舌示意圖

3.1埋線控制裝置的原理

煙舌是濾棒成型裝置的重要部件，經過開松上膠的絲束，在輸送噴嘴的收攏壓縮后進入煙槍部件的卷制成型通道入口時，整體絲束帶的斷面已逐漸過渡為圓形，隨著通道斷面幾何形狀的變小，絲束受到煙舌的逐步壓縮，在布帶拖動下進入小壓板和大壓板通道后逐漸成型。絲束在煙舌部位還是比較疏松的，進入壓板通道后才逐步被壓縮定型，設計方案是讓棉芯線從煙舌處進入絲束內，可以有足夠的游動空間使其被固定于濾嘴棒中心位置，又能避免高壓噴嘴氣流的影響。

3.2方案初步制作和出現的問題

從煙舌的中間鉆斜孔，插入一根導管來保證棉芯線固定在中心位置。這樣基本解決了棉芯線在濾嘴棒中位置游動，不能在中心固定的問題。但是斷線，導管容易折斷，縮頭凹陷的問題依然沒能解決。分析后認為出現問題的主要原因是：

（1）棉芯線進入煙舌的轉彎角度太大，棉芯線受力過大被扯斷。

（2）導管出入口鋒利容易割斷棉芯線。

（3）絲束拖動棉芯線時繃得過緊造成中間凹陷，導管角度不佳受力太大以至折斷。

（4）導管材料硬度和抗彎曲強度低，容易折斷。

逐個分析以上問題，找出解決方法：

（1）重新調整斜孔和導管的角度，盡量縮短導管通道。

（2）導管的出入口導角，減少對棉芯線的摩擦。

（3）采用表面更光滑的導管，調整導管轉彎弧度可以減小絲束對導管的作用力。

（4）更換導管材料提高強度。

3.3埋線濾嘴棒控制裝置的制作

導管的選材很重要。因為導管不但細而且要有一定的剛度，表面盡量光滑，定制專用導管，材質為不銹鋼，表面足夠光滑，表面粗糙度Ra0.4，外徑2.0mm，內徑1.5mm，棉線能夠順利通過。

把煙舌螺絲夾緊部位尾部鋸掉，目的是便于鉆頭定位，縮短鉆孔深度便于加工。然后用Φ3.0mm鉆頭以水平25°斜鉆通孔，導管固定在斜孔內，把導管彎成一個大約160°弧形。彎管的時候要注意不能直接彎，導管是不銹鋼材料，即硬又脆，管壁很薄，容易彎折或者爆裂，可以穿一根細的鋼絲在里面再彎就成一個適當的弧度。如圖3：

1煙舌 2導管

圖3 埋線控制裝置示意圖

制作埋線控制裝置過程的難點是在煙舌上面鉆斜孔。Φ3.0mm鉆頭比較細，鉆孔時鉆頭晃動時容易折斷或者鉆頭位置偏移造成工件報廢。煙舌斜孔鉆通后穿入導管再用丙烯酸膠填沖粘黏，待丙烯酸膠固化后導管就牢牢固定在煙舌上，伸出煙舌的那段導管可以輕輕彎動。

4.埋線控制裝置的使用方法

把AF2開松機輸送輥上的絲束帶進煙槍穿過內外壓板，松開煙舌支座滾花螺母取出煙舌，用導線將棉芯線穿過導管，裝上煙舌擰緊滾花螺母，再把棉芯線通過內外壓板的間隙引入成型腔。KDF2濾棒成型機生產埋線濾棒的時候，棉芯線在導管的牽引下被絲束包裹在中間，布帶帶動成型紙包裹絲束進入成型腔卷制成型。

由于導管的剛性，棉芯線在導管的牽引作用下會固定在濾棒絲束內的某一位置。制作完成的埋線控制裝置剛用于生產埋線濾棒時，棉芯線在濾棒中的位置有可能會稍微偏離中心，先試運行生產出濾棒，觀察棉芯線的位置后拆開煙舌調整導管。如果棉芯線朝濾棒搭口偏就調整導管稍微增大弧度，反之則減小弧度，水平調整導管可以讓棉芯線在水平位置改變。調整后棉芯線基本保持在所固定的中心位置，偏差一般不超過0.5mm，在工藝指標控制范圍以內。

5.使用效果

（1）通過一段時間的使用效果來看，改造的埋線控制裝置生產的埋線濾棒棉芯線中心定位有所提高。表1是工藝科對成型5#機2014年1至6月份埋線濾棒埋線居中率的統計數對比，1至3月份為改造前的平均值87%，4至6月份為改造后的平均值97%，可以看出改造后達到預期效果。

表1

（2）成型機運行車速可以提高到3000支/分鐘（濾棒長度為108mm即324米/分鐘）以上。表2是濾棒成型機5#機2014年1至6月份的生產埋線濾嘴棒天數和產量統計，有效作業率由改造前3個月的平均60%提高到改造后3個月的平均80%以上，效果明顯。考慮到埋線濾棒的棉線紗錠是10000米/個，換紗錠的時候經常會降低車速或者停機，所以有效作業率會比生產普通濾棒稍低。

表2

（3）斷線次數明顯減少，縮頭凹陷量降低。采用表面光滑的不銹鋼管做成導管，把導管彎曲成一定弧度減少了絲束在煙舌內的阻力，使成型后的濾嘴棒切口凹陷縮頭有明顯減少。表3是濾棒成型機5#機改造埋線濾棒控制裝置前后以不同車速運行的斷線次數對比，改造后每個班次的斷線次數均比改造前明顯減少。

表3

（4）2014年廣西中煙公司生產了約8萬大箱使用埋線濾嘴棒的“珍品真龍”卷煙，車間全年累計生產超過10億支埋線濾嘴棒。

（5）但是該裝置還有待提高改進的地方，設備生產運行超過2億支濾棒后導管被棉芯線磨損起槽容易割斷線，必須更換導管，這些問題都是要在今后進一步解決的。

6.結束語

通過設計埋線濾嘴棒控制裝置并應用于生產實際，解決了KDF2濾棒成型機生產埋線濾嘴棒加線過程產生的各種問題，在不改變濾棒成型的工藝原理和操作方式的基礎上，達到生產質量合格的埋線濾嘴棒的目的，為現有設備的技術改進提供了一個實用有效的新途徑。

【參考文獻】

[1]沈陽沈飛民品工業有限公司煙草機械廠《 ZL22濾棒成型機組機械說明書》.

[2]上海煙草機械廠.KDF2過濾棒成型機使用說明書，1989，11.

[3]王志堅主編.煙機設備修理技師培訓教材（濾棒成型設備），2002，11.

[4]中國勞動社會保障出版社.鉗工，1996，10.