提升YF25濾棒發射系統運行穩定性的研究

吳神風 周文娟 王安寬 譚洵

摘 ?要：科技的進步必然推動工業自動化程度越來越高，生產線更加完整和智能化，因此，提高單機設備的運行效率，提升設備穩定性和可靠性顯得尤為重要。本文在深入細致的對YF25濾棒發射系統運行過程進行分析后，通過對物流輸入、輸出通道的優化，對物流輸送機械結構的進一步改進，逐步提高了YF25濾棒發射系統運行可靠性和穩定性，有效提升了設備效率，為流水線的整體效率提升提供了可靠保障。

關鍵詞：濾棒發射機 堵塞 濾棒交換裝置 曲率半徑 導流塊

近年來，煙草生產企業積極導入精益管理平臺，全力推進技術升級，大力倡導改革創新，將精益思維貫穿生產全過程，逐步形成了全員參與改善，全員創新創效的良好氛圍。YF25濾棒發射機作為生產的輔助性設備，處在生產線的前端，其可靠、穩定的運行是生產線生產效率的根本保障，因此，對YF25濾棒發射機的運行穩定性的研究具有非常重大的意義。

一、存在的主要問題

企業在生產經營管理過程中通過機臺的生產運行記錄，對濾棒發射系統維修記錄進行統計分析，發現YF25濾棒發射系統故障率偏高，設備停機次數較多，設備運行效率偏低。其中，YF25濾棒發射機“濾棒凌亂”故障、交換機輸送管堵塞故障以及YF215橫向輸送機堵塞故障這三種故障頻次相對較高，屬于影響濾棒發射系統的關鍵癥結，嚴重制約了卷煙機的正常運行，給卷煙機操作人員帶來了額外的工作負擔，同時造成濾棒消耗較高，與企業降本增效的發展理念相悖，不利于企業效益的增長和可持續發展。

二、故障原因分析

（一）YF25發射機“濾棒凌亂”故障

在實際運行過程中發現YF25發射機容易因橫棒等問題停機，經過現場觀察以及理論分析找到下面兩個主要原因：

（1）上游設備YB17B輸送過來的濾棒凌亂，濾棒整體不規整。人工翻轉添加濾棒造成濾棒結構變松，卸盤機提升時容易造成濾棒掉落，卸盤機翻盤效果差，造成部分濾棒凌亂，同時料斗出口監測的誤判造成補料不及時，造成濾棒斷流。

（2）YF25濾棒發射機料庫容易造成濾棒變形變亂。YF25濾棒料庫容量較大，濾棒積滿后，設備運行時輸送帶有一定的慣性，帶動濾棒繼續向前輸送，導致濾棒形成擠壓。料庫中常有因擠壓后變形甚至損壞的濾棒堵塞發射鼓槽，影響設備正常運行，同時造成濾棒消耗增大。

（二）濾棒交換機輸送管道堵塞

濾棒從發射機出來后，通過一段距離的爬坡后進入其中一臺濾棒交換裝置，兩臺濾棒交換裝置之間用軟管相連，濾棒從另一臺裝置中出來后，在高壓氣流的推動下輸送到各卷煙機濾棒接收機處。兩臺濾棒交換裝置之間的軟管鋪設曲度不當易造成濾棒輸送不暢，甚至發生堵塞，嚴重的將造成濾棒損壞。

（三）YF215橫向輸送機故障，濾棒堵塞

O型皮帶輸送不穩定，容易斷裂。設備處于高速運動狀態時會產生大量的熱量，而接收站所處的環境散熱性較差，從而使O型皮帶老化迅速，發生松弛和斷裂現象，導致夾持濾棒的兩組皮帶不能同步運動，濾棒在皮帶上發生較大的軸向轉動，從而使濾棒表面因與皮帶之間的磨擦而發生擠壓、錯位，從而造堵塞。

同時，每組傳動系統由三條皮帶組成，每組皮帶如果出現松弛的程度不一樣，那么各個皮帶的傳動速度就有差異，就會出現皮帶與濾棒之間的快速磨擦，從而產生爛棒和碎棒。

三、解決措施研究

（一）YB17B卸盤機翻轉器裝置的研究

取消人工將濾棒從紙盒到濾棒盤的手動翻轉添加過程。項目組經過技術咨詢，了解到許昌煙機公司研制出的YB111濾棒卸盤機，可直接將從材料廠出廠的用硬紙盒包裝的濾棒直接卸載，無需通過人工轉載至濾棒盤。因此，在條件俱備的情況下，引進新型設備，利用新成果能很好的解決這一故障現象。

（二）發射機料庫濾棒導向分流裝置的研究

借鑒裝盤機YJ35C下煙通道分煙模塊分流的工作原理，研制濾棒壓力導向分流裝置，通過分流裝置來減少料庫濾棒的存量，并將濾棒輸送過程中的擠壓力分解一部分到導向裝置上，使濾棒之間、濾棒與輸送帶之間的壓力有效分散。項目組根據數據研究與模型設計，項目組確定了導向分流裝置的數量、位置及其尺寸。即導向分流裝置為一個組合圖形，由正三角形與正四方形組成，三角形底為120mm，高85mm，正四方形邊長為120mm。

（三）優化濾棒交換機輸送管道鋪設參數

為保證濾棒輸送暢通，有效避免濾棒碰撞損傷，項目組對濾棒交換機輸送管的曲度設定進行了現場測試與設計。輸送管道鋪設過程中，下垂距離過大，弧形管道曲率半徑過小，則容易造成濾棒觸頭或彎折變形，甚至是堵塞管道。因此，我們需要研究出管道的自由下垂高度，以便指導實際的管道鋪設。

忽略輸送彎管內外曲率半徑的差異，以外圓弧為研究對象，設函數方程為：，則根據所示得：，所以：，。根據曲率公示可得最低點處不折彎濾棒的最小曲率半徑為：

由此得出當管道彎曲下垂時，為了避免濾棒彎折，觸頭以及堵塞管道，管道最低點的曲率半徑不得小于4.000m。

（四）YF215橫向輸送機輥輪輸送的研究

將YF215橫向輸送機O型帶的輸送方式設計為采用輥輪組輸送方式。具體做法是：將濾棒通道作為易損件的皮帶取消，采用三對輥子組成輸送輥輪組，分別為入口輥組、中間輥組、輸出輥組，這三對輥組由齒輪箱內的齒輪組分別帶動，形成同步轉動，在濾棒與輥輪之間形成較小的對轉夾持力，使濾棒向前移動。

四、項目研究成果及應用效果

（一）濾棒卸盤質量大幅度提升

由于人工添加濾棒環節的取消，濾棒翻盤時結構緊湊有序，大幅度減少了卸盤過程中亂棒、掉棒等現象，保證了卸盤過程的順利進行。同時，交換機和YF215橫向輸送機排故造成的濾棒消耗大幅度降低，極大地提高了濾棒的有效利用率，產生了良好的經濟效益，預計每年可降低濾棒消耗將近六十萬支，為車間的濾棒成本控制提供了有力保障。

（二）YF25濾棒發射機運行效率有效提升

由于“濾棒凌亂”等頻發故障的減少，YF25濾棒發射機停機頻次大幅度下降，有效地降低了濾棒發射機操作人員的勞動量與勞動強度，為后續卷煙機濾棒供應的持續正常提供了可靠保障。

（三）濾棒交換機濾棒輸送順暢得到有效保證

輸送管曲度設置標準化以科學的公式推導為前提，以實際測試與試驗為條件，通過交換機輸送管固定支撐架的研發有效地保證了輸送管放置位置的科學性合理性，通過曲度范圍的設定保證了濾棒在輸送過程中的完好性與順暢性，降低了交換機堵塞故障出現的頻率，提高了交換機濾棒輸送的運行穩定性。

（四）YF215橫向輸送機運行效率大幅度提升

YF215橫向輥輪組的運用有效地解決了濾棒輸送容易堵塞的問題，同時，設備的維修頻次與維護保養更加方便，保證了輸送裝置較長的使用壽命，提高了濾棒輸送的運行穩定性，減少了濾棒堵塞現象，大大減少了濾棒的損耗與操作人員的勞動強度。

五、結論

通過項目的研究實施，提升了YF25濾棒發射系統運行的穩定性，為卷接設備的正常運行提供了可靠的原料輸送保障，降低了故障排除與設備維修頻次，極大地降低了卷接機組操作人員、濾棒發射機組操作人員的勞動量，降低了濾棒的消耗，是車間實現降本增效工作推進的重要技術支撐，為其他濾棒發射系統穩定運行的技術進步提供價值參考，實現了企業效益增長由外部市場競爭和內部降本增效兩相結合的雙輪驅動方式。

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作者簡介：吳神風（1987-），男，湖北恩施人，本科，研究方向為煙機設備技術;

周文娟（1989-），女，湖北恩施人，本科，研究方向為煙機設備技術、企業安全管理;

王安寬（1967-），男，湖北恩施人，工程師，研究方向為煙機設備技術;

譚 ?洵（1995-），男，湖北恩施人，研究方向為煙機設備技術等。