預混對頂柜布料均勻性研究

張椋境 馮印宗 楊波

摘 要：在卷煙生產(chǎn)加工過程中，煙片混配工序作為制絲設備必不可少的工序，承擔著將配方中各等級煙片摻配混合均勻。卷煙生產(chǎn)過程中預混柜的鋪料方式和出料方式是重要的環(huán)節(jié)，如何控制好這一環(huán)節(jié)對于成本控制及質(zhì)量控制有著重要作用。本論文主要是對布料跑車的速度和布料跑車底帶速度匹配性研究，通過更換減速電機和加裝變頻器調(diào)整其速度的匹配性最終實現(xiàn)布料跑車和布料跑車底帶速度匹配，實現(xiàn)最小葉組配方物料在貯柜長度方向均勻布料，同時解決柜頭柜尾物料厚度薄問題。

關鍵詞：預混柜;布料均勻性;布料跑車;對頂柜

煙片混混工序作為制絲設備必不可少的工序，承擔著將配方中各等級煙片摻配混合均勻。預混柜的鋪料方式和出料方式是重要的環(huán)節(jié)，如何控制好這一環(huán)節(jié)對于成本控制及質(zhì)量控制有著重要作用。目前針對預混工序的研究，廖龍[1]通過對預混柜的鋪料方式和出料方式的改進，均衡前后段生產(chǎn)能力，提高產(chǎn)品均質(zhì)化水平。楊明[2]通過PLC控制，將預混柜平鋪式和尋堆式布料改成自動切換.實現(xiàn)了后端葉片流量的提高。詹建勝[3]等的專利研究一種貯柜縱向布料長度的激光控制裝置，實現(xiàn)對布料長度進行精確控制，解決在生產(chǎn)小批量煙絲時可能出現(xiàn)的鋪料過薄而造成的物料供給不足的問題，從研究來看，對于預混柜的研究主要集中在布料方式上，對于單等級煙葉布料均勻性研究較少，本文以貴定卷煙廠GD30T對頂預混柜為研究對象，通過更換減速電機和加裝變頻器調(diào)整其速度的匹配性最終實現(xiàn)布料跑車和布料跑車底帶速度匹配，提升預混柜縱向布料的均勻性和柜頭柜尾物料分布均勻性，實現(xiàn)最小葉組配方物料在貯柜長度方向均勻布料。

1 ?背景

1.1 ?課題現(xiàn)狀

貴定卷煙廠新廠預混柜為對頂柜，布料方式為單柜布料，布料車上安裝接近開關感應板，柜兩端分別安裝接近開關。布料時，接近開關控制布料行車于兩柜間來回往復運動，當布料行車向目標柜行走時，布料皮帶開始工作，當貯柜尾端接近開關感應到布料行車接近開關感應板，布料行車反向運行，布料皮帶停止運行，物料只落在布料帶上形成條播不進入貯柜內(nèi)，當貯柜頭端接近開關感應到布料行車接近開關感應板時，布料行車再次反向，布料行車朝目標柜行走，布料皮帶開始工作，布料皮帶上三個條播一起灑落至貯柜中，循環(huán)往復，完成單柜布料。如下圖1。

1.2 ?存在的問題

（1）布料時間不符合工藝要求

2016版《卷煙工藝規(guī)范》要求縱向布料速度應保證配方中最小品種在貯柜長度方向均勻;橫向布料方式應盡可能使物料在布料車上均勻分布，保證出料端面配方組分均勻。而貴定廠品牌投料段最小葉組配方均為200Kg的整數(shù)倍，流量為3500Kg/h，最小葉組配方于松散前電子秤后各點所用時間=200÷3500×3600=206s，即最小配方組分落入布料帶上的時間為206s。最小配方組分煙葉布料為3個條播，布料行車往返一次為2個條播，因此其布料車往返一次時間為：138≈206÷3X2，但現(xiàn)在布料行車50Hz頻率運行下往返一次時間為141S，不符合工藝要求。

（2）柜頭柜尾料薄

預混柜鋪料不均，以投料4000kg測試，鋪料結(jié)束后，柜頭、柜尾平均厚度為260mm，長度分別為800mm、900mm;預混柜其它部位平均厚度為700mm。

2 ?主要研究內(nèi)容

2.1 ?測試布料行車的速度和布料底帶的速度匹配性

通過對其貯柜布料行車的運行速度和皮帶的運行速度進行測算和跟蹤。

其布料行車的電機轉(zhuǎn)速為21r/min，其布料皮帶的電機轉(zhuǎn)速為24r/min，其布料皮帶的電機轉(zhuǎn)速大于布料行車的電機轉(zhuǎn)速。

（1）通過對布料行車的速度測試。

測試布料車速度：于柜兩側(cè)沿布料車運行方向隨機畫線取點共5組，用皮尺測量各點與柜尾接近開關的距離記為S1、S2、S3、S4、S5，當跑車正常運行后，取布料車柜尾換向后為時間0點，分別記錄到達標定位置（S1-S5）所用的時間，計算其布料行車速度為0.22m/s。

（2）通過對布料皮帶的速度測試。

測試布料帶速度：于布料帶上沿布料車運行方向隨機畫線取點共5組，用皮尺測量各點與布料帶落料端的距離記為L1、L2、L3、L4、L5，標定此時落料端位置O，當布料帶正常運行后，取位置O運行至落料端口時為時間0點，分別記錄到達標定位置（L1-L5）所用的時間，計算其布料行車速度為0.26m/s。

柜尾料薄情況分析：如下圖2，柜尾布料時，1、2條播已向柜內(nèi)布料完成后，第3個條播還繼續(xù)向柜內(nèi)進行布料約0.7m，柜尾物料較薄。

其主要原因為：布料行車的運行速度與皮帶的運行速度不匹配。

2.2 用變頻器測試調(diào)節(jié)其布料底帶的速度并于布料行車匹配并研究柜尾料薄的影響。

采用行車的變頻器控制其布料底帶的速度匹配其布料行車的速度，其變頻器的頻率設置為44.8hz時，其底帶速度與行車皮帶速度匹配，其料位薄的問題得到解決，但是其跑車整個速度不滿足138s的條播。

2.3研究極限開關和機械位置對柜頭料薄的影響

柜頭料薄情況分析：如下圖3，當鋪料車向A柜布料換向時，第1個條播比第2、3個條播長，柜頭只有1個條播向柜內(nèi)布料，布料后柜頭的物料較薄。其主要原因為布料行車還未跑到柜頭處，其布料行車就反向運行，使得只有第一個條播約800mm向柜內(nèi)布料。因此調(diào)整了反向運行接近開關約250mm，使得開始時，其只有第一個條播約500mm向柜內(nèi)布料，還是存在柜頭薄的情況。由于調(diào)整后，布料行車運行后距離貯柜機械極限位置已約20mm，不能再次向外調(diào)整，因此該問題得到了緩解但未完全解決。

2.4通過對其傳動電機減速器速度的匹配性研究解決柜頭柜尾料薄。

最小配方組分落入布料帶上的時間為206s。為了滿足在預混柜落料口端面上配方組分的均勻性，布料車往返一次時間應為138s，但現(xiàn)在布料行車50Hz頻率運行下往返一次時間為141S，因此現(xiàn)有的布料行車的電機減速器不符合要求，需要更換速度更快的電機減速器，然后再通過變頻器調(diào)整其跑車的速度。采用行車的變頻器控制其布料底帶的速度匹配其布料行車的速度，其變頻器的頻率設置為44.8hz時，其底帶速度與行車皮帶速度匹配，因此對變頻器進行控制改造。改造后其匹配速度為45hz。

更換后對其效果進行了跟蹤并適時調(diào)整對其布料行車電機減速器的運行頻率做梯度試驗。

其實驗數(shù)據(jù)如下：

通過以上測試，1、布料行車電機減速器頻率在45HZ時，其布料行車布料時間138s滿足工藝要求，但尾部三個條播未布料完成。2、布料行車電機減速器頻率在43HZ時，其尾部三個條播布料剛好完畢，但布料時間為143s。

為滿足布料時間為138s，則將頻率設置為45HZ，對其設備運行和布料情況進行跟蹤。其三個條播未布料完成的長度約為800mm，該三個條播在柜頭時進行了布料，剛好彌補了柜頭約800mm的一個條播布料，這樣既解決了柜尾較薄又解決了柜頭較薄的問題。

3 ?結(jié)論

通過對布料跑車的速度和布料跑車底帶速度匹配性研究，通過更換減速電機和加裝變頻器調(diào)整其速度的匹配性最終實現(xiàn)布料跑車和布料跑車底帶速度匹配，實現(xiàn)最小葉組配方物料在貯柜長度方向均勻布料，同時解決柜頭柜尾物料厚度薄問題。

參考文獻：

[1] 廖龍.關于提高預混葉柜使用效率的探討[J].科技傳播，2013，12.

[2] 楊明.貯柜鋪料控制方式的改進[J].科技與企業(yè)，2015，9：250-250.

[3] 詹建勝等.貯柜縱向布料長度的激光控制裝置[P].中國專利：201220111825.7，2012-03-22.