預(yù)混對(duì)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(guò)程中，煙片混配工序作為制絲設(shè)備必不可少的工序，承擔(dān)著將配方中各等級(jí)煙片摻配混合均勻。卷煙生產(chǎn)過(guò)程中預(yù)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(duì)于成本控制及質(zhì)量控制有著重要作用。本論文主要是對(duì)布料跑車的速度和布料跑車底帶速度匹配性研究，通過(guò)更換減速電機(jī)和加裝變頻器調(diào)整其速度的匹配性最終實(shí)現(xiàn)布料跑車和布料跑車底帶速度匹配，實(shí)現(xiàn)最小葉組配方物料在貯柜長(zhǎng)度方向均勻布料，同時(shí)解決柜頭柜尾物料厚度薄問(wèn)題。

關(guān)鍵詞：預(yù)混柜;布料均勻性;布料跑車;對(duì)頂柜

煙片混混工序作為制絲設(shè)備必不可少的工序，承擔(dān)著將配方中各等級(jí)煙片摻配混合均勻。預(yù)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(duì)于成本控制及質(zhì)量控制有著重要作用。目前針對(duì)預(yù)混工序的研究，廖龍[1]通過(guò)對(duì)預(yù)混柜的鋪料方式和出料方式的改進(jìn)，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(guò)PLC控制，將預(yù)混柜平鋪式和尋堆式布料改成自動(dòng)切換.實(shí)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(zhǎng)度的激光控制裝置，實(shí)現(xiàn)對(duì)布料長(zhǎng)度進(jìn)行精確控制，解決在生產(chǎn)小批量煙絲時(shí)可能出現(xiàn)的鋪料過(guò)薄而造成的物料供給不足的問(wèn)題，從研究來(lái)看，對(duì)于預(yù)混柜的研究主要集中在布料方式上，對(duì)于單等級(jí)煙葉布料均勻性研究較少，本文以貴定卷煙廠GD30T對(duì)頂預(yù)混柜為研究對(duì)象，通過(guò)更換減速電機(jī)和加裝變頻器調(diào)整其速度的匹配性最終實(shí)現(xiàn)布料跑車和布料跑車底帶速度匹配，提升預(yù)混柜縱向布料的均勻性和柜頭柜尾物料分布均勻性，實(shí)現(xiàn)最小葉組配方物料在貯柜長(zhǎng)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(yù)混柜為對(duì)頂柜，布料方式為單柜布料，布料車上安裝接近開(kāi)關(guān)感應(yīng)板，柜兩端分別安裝接近開(kāi)關(guān)。布料時(shí)，接近開(kāi)關(guān)控制布料行車于兩柜間來(lái)回往復(fù)運(yùn)動(dòng)，當(dāng)布料行車向目標(biāo)柜行走時(shí)，布料皮帶開(kāi)始工作，當(dāng)貯柜尾端接近開(kāi)關(guān)感應(yīng)到布料行車接近開(kāi)關(guān)感應(yīng)板，布料行車反向運(yùn)行，布料皮帶停止運(yùn)行，物料只落在布料帶上形成條播不進(jìn)入貯柜內(nèi)，當(dāng)貯柜頭端接近開(kāi)關(guān)感應(yīng)到布料行車接近開(kāi)關(guān)感應(yīng)板時(shí)，布料行車再次反向，布料行車朝目標(biāo)柜行走，布料皮帶開(kāi)始工作，布料皮帶上三個(gè)條播一起灑落至貯柜中，循環(huán)往復(fù)，完成單柜布料。如下圖1。

1.2 ?存在的問(wèn)題

（1）布料時(shí)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(yīng)保證配方中最小品種在貯柜長(zhǎng)度方向均勻;橫向布料方式應(yīng)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(diǎn)所用時(shí)間=200÷3500×3600=206s，即最小配方組分落入布料帶上的時(shí)間為206s。最小配方組分煙葉布料為3個(gè)條播，布料行車往返一次為2個(gè)條播，因此其布料車往返一次時(shí)間為：138≈206÷3X2，但現(xiàn)在布料行車50Hz頻率運(yùn)行下往返一次時(shí)間為141S，不符合工藝要求。

（2）柜頭柜尾料薄

預(yù)混柜鋪料不均，以投料4000kg測(cè)試，鋪料結(jié)束后，柜頭、柜尾平均厚度為260mm，長(zhǎng)度分別為800mm、900mm;預(yù)混柜其它部位平均厚度為700mm。

2 ?主要研究?jī)?nèi)容

2.1 ?測(cè)試布料行車的速度和布料底帶的速度匹配性

通過(guò)對(duì)其貯柜布料行車的運(yùn)行速度和皮帶的運(yùn)行速度進(jìn)行測(cè)算和跟蹤。

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

（1）通過(guò)對(duì)布料行車的速度測(cè)試。

測(cè)試布料車速度：于柜兩側(cè)沿布料車運(yùn)行方向隨機(jī)畫(huà)線取點(diǎn)共5組，用皮尺測(cè)量各點(diǎn)與柜尾接近開(kāi)關(guān)的距離記為S1、S2、S3、S4、S5，當(dāng)跑車正常運(yùn)行后，取布料車柜尾換向后為時(shí)間0點(diǎn)，分別記錄到達(dá)標(biāo)定位置（S1-S5）所用的時(shí)間，計(jì)算其布料行車速度為0.22m/s。

（2）通過(guò)對(duì)布料皮帶的速度測(cè)試。

測(cè)試布料帶速度：于布料帶上沿布料車運(yùn)行方向隨機(jī)畫(huà)線取點(diǎn)共5組，用皮尺測(cè)量各點(diǎn)與布料帶落料端的距離記為L(zhǎng)1、L2、L3、L4、L5，標(biāo)定此時(shí)落料端位置O，當(dāng)布料帶正常運(yùn)行后，取位置O運(yùn)行至落料端口時(shí)為時(shí)間0點(diǎn)，分別記錄到達(dá)標(biāo)定位置（L1-L5）所用的時(shí)間，計(jì)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(shí)，1、2條播已向柜內(nèi)布料完成后，第3個(gè)條播還繼續(xù)向柜內(nèi)進(jìn)行布料約0.7m，柜尾物料較薄。

其主要原因?yàn)椋翰剂闲熊嚨倪\(yùn)行速度與皮帶的運(yùn)行速度不匹配。

2.2 用變頻器測(cè)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(shè)置為44.8hz時(shí)，其底帶速度與行車皮帶速度匹配，其料位薄的問(wèn)題得到解決，但是其跑車整個(gè)速度不滿足138s的條播。

2.3研究極限開(kāi)關(guān)和機(jī)械位置對(duì)柜頭料薄的影響

柜頭料薄情況分析：如下圖3，當(dāng)鋪料車向A柜布料換向時(shí)，第1個(gè)條播比第2、3個(gè)條播長(zhǎng)，柜頭只有1個(gè)條播向柜內(nèi)布料，布料后柜頭的物料較薄。其主要原因?yàn)椴剂闲熊囘€未跑到柜頭處，其布料行車就反向運(yùn)行，使得只有第一個(gè)條播約800mm向柜內(nèi)布料。因此調(diào)整了反向運(yùn)行接近開(kāi)關(guān)約250mm，使得開(kāi)始時(shí)，其只有第一個(gè)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(yùn)行后距離貯柜機(jī)械極限位置已約20mm，不能再次向外調(diào)整，因此該問(wèn)題得到了緩解但未完全解決。

2.4通過(guò)對(duì)其傳動(dòng)電機(jī)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(shí)間為206s。為了滿足在預(yù)混柜落料口端面上配方組分的均勻性，布料車往返一次時(shí)間應(yīng)為138s，但現(xiàn)在布料行車50Hz頻率運(yùn)行下往返一次時(shí)間為141S，因此現(xiàn)有的布料行車的電機(jī)減速器不符合要求，需要更換速度更快的電機(jī)減速器，然后再通過(guò)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(shè)置為44.8hz時(shí)，其底帶速度與行車皮帶速度匹配，因此對(duì)變頻器進(jìn)行控制改造。改造后其匹配速度為45hz。

更換后對(duì)其效果進(jìn)行了跟蹤并適時(shí)調(diào)整對(duì)其布料行車電機(jī)減速器的運(yùn)行頻率做梯度試驗(yàn)。

其實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下：

通過(guò)以上測(cè)試，1、布料行車電機(jī)減速器頻率在45HZ時(shí)，其布料行車布料時(shí)間138s滿足工藝要求，但尾部三個(gè)條播未布料完成。2、布料行車電機(jī)減速器頻率在43HZ時(shí)，其尾部三個(gè)條播布料剛好完畢，但布料時(shí)間為143s。

為滿足布料時(shí)間為138s，則將頻率設(shè)置為45HZ，對(duì)其設(shè)備運(yùn)行和布料情況進(jìn)行跟蹤。其三個(gè)條播未布料完成的長(zhǎng)度約為800mm，該三個(gè)條播在柜頭時(shí)進(jìn)行了布料，剛好彌補(bǔ)了柜頭約800mm的一個(gè)條播布料，這樣既解決了柜尾較薄又解決了柜頭較薄的問(wèn)題。

3 ?結(jié)論

通過(guò)對(duì)布料跑車的速度和布料跑車底帶速度匹配性研究，通過(guò)更換減速電機(jī)和加裝變頻器調(diào)整其速度的匹配性最終實(shí)現(xiàn)布料跑車和布料跑車底帶速度匹配，實(shí)現(xiàn)最小葉組配方物料在貯柜長(zhǎng)度方向均勻布料，同時(shí)解決柜頭柜尾物料厚度薄問(wèn)題。

參考文獻(xiàn)：

[1] 廖龍.關(guān)于提高預(yù)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(jìn)[J].科技與企業(yè)，2015，9：250-250.

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