提高KDF4 濾棒圓周達(dá)標(biāo)率的措施

李 旭，宋 韜，范霞萍，席攀攀

（1.浙江中煙工業(yè)有限責(zé)任公司杭州卷煙廠，浙江杭州 310018；2.浙江中煙工業(yè)有限責(zé)任公司技術(shù)中心，浙江杭州 310018）

0 引言

KDF4 濾棒成型機(jī)組是卷煙廠最新引進(jìn)的設(shè)備，它是當(dāng)今較先進(jìn)的也是生產(chǎn)速度最快的單煙槍濾棒成型設(shè)備，生產(chǎn)效率比現(xiàn)有設(shè)備KDF2 提高了50%。但是運(yùn)行一段時(shí)間后，暴露出該設(shè)備產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定的缺點(diǎn)，特別是在圓周達(dá)標(biāo)率方面。在生產(chǎn)過(guò)程中，設(shè)備人員發(fā)現(xiàn)濾棒圓周達(dá)標(biāo)率按照本廠的CPK 要求，達(dá)標(biāo)率較低，已經(jīng)嚴(yán)重影響卷煙產(chǎn)品質(zhì)量。

（1）據(jù)車間一年以來(lái)的質(zhì)量統(tǒng)計(jì)，KDF4 濾棒圓周達(dá)標(biāo)率只有65.81%而KDF2 的圓周達(dá)標(biāo)率為90.93%，同時(shí)制造部的KPI（關(guān)鍵業(yè)績(jī)指標(biāo)）考核指標(biāo)是≥85%，大大影響KDF4 的效益。

（2）因質(zhì)量缺陷而被否樣，嚴(yán)重影響制造部的考核指標(biāo)，使卷包車間甚至制造部的經(jīng)濟(jì)效益受到損失，同時(shí)使消費(fèi)者對(duì)產(chǎn)品的滿意度下降。提高KDF4 濾棒圓周達(dá)標(biāo)率將有效提高濾棒圓周的合格率，減少設(shè)備維修的停機(jī)時(shí)間，切實(shí)有效地落實(shí)部門(mén)對(duì)產(chǎn)品濾棒質(zhì)量方面的考核。

根據(jù)上述問(wèn)題，設(shè)備維修人員對(duì)圓周穩(wěn)定性與加熱溫度、上膠量、布帶位置3 個(gè)參數(shù)的關(guān)系進(jìn)行分析，以期在保證運(yùn)行效率的前提下，提高濾棒成品的圓周穩(wěn)定性和圓周達(dá)標(biāo)率。

1 材料與方法

1.1 材料與設(shè)備

使用設(shè)備包括：德國(guó)虹霓公司AF-KDF4 濾棒成型機(jī)設(shè)備，英國(guó)CERULEAN QTM 測(cè)試頻臺(tái)；材料包括：江蘇南通3.0Y/32000絲束，民豐紙業(yè)26 g/cm3普通成型紙。

1.2 工作原理

KDF4 機(jī)型成型紙濾棒成型原理如圖1 所示：成型紙?jiān)谶\(yùn)行過(guò)程中經(jīng)過(guò)上膠膠槍后，由高壓嘴位置與絲束條結(jié)合，通過(guò)煙舌和壓板進(jìn)入底軌和冷卻條；冷卻條由調(diào)節(jié)凸輪進(jìn)行上下調(diào)節(jié)，控制濾棒圓周的大小；冷卻條位于濾條的上方，對(duì)濾棒搭口的熱熔膠水進(jìn)行處理。

圖1 成型流程

1.3 硬件提升

在實(shí)驗(yàn)之前，設(shè)備人員首先對(duì)成型機(jī)壓板進(jìn)行調(diào)換，方法為：按KDF2 壓板尺寸進(jìn)行一系列KDF4 壓板加工。

1.4 DOE 實(shí)驗(yàn)

在車速600 m/min 條件下，甘油酯施加量50 mg/支，供絲量（V1/VKdf）1.103，V0 輥壓0.05 MPa 的條件下，對(duì)加熱溫度、上膠量、布帶位置進(jìn)行全因子DOE（Design Of Experiment，正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)）分析（包括重復(fù)兩次的三因子兩水平合計(jì)16 次實(shí)驗(yàn)），確定三因子最佳水平。以上DOE 試驗(yàn)均采用隨機(jī)試驗(yàn)的方法進(jìn)行，試驗(yàn)結(jié)果的分析、預(yù)測(cè)模型的建立和最佳參數(shù)的確定均用Minitab 軟件完成。

2 結(jié)果與分析

2.1 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

上述實(shí)驗(yàn)的結(jié)果見(jiàn)表1、圖2。

圖2 試驗(yàn)的圓周殘差圖

表1 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)

通過(guò)對(duì)不同最終加熱溫度、上膠量、布帶位置的梯度進(jìn)行全因子實(shí)驗(yàn)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行軟件分析后得到數(shù)學(xué)模型：

圓周=24.544 4-0.001 900×加熱溫度+0.000 944×上膠量-0.005 00×布帶位置

通過(guò)軟件的響應(yīng)優(yōu)化設(shè)計(jì)后，發(fā)現(xiàn)加熱溫度在163 ℃、上膠量22 g/（600 支）、布帶在4.3 mm 位置時(shí)，理論上圓周達(dá)標(biāo)率達(dá)到最佳。

2.2 進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)（調(diào)優(yōu)運(yùn)算）

為驗(yàn)證理論參數(shù)在實(shí)際運(yùn)行中的情況，做了對(duì)比實(shí)驗(yàn)，并且在上述實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上做了多輪測(cè)試（表2）。

表2 進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)計(jì)劃

以前的工作加熱溫度160 °C，上膠量23 g/（600 支），布帶位置4.7 mm，實(shí)驗(yàn)建議工藝條件這3 項(xiàng)參數(shù)分別為163 °C、23 g/（600 支）和4.3 mm。經(jīng)過(guò)再次試驗(yàn)后，最終得到最佳值設(shè)定：布帶位置4.5 mm，熱熔膠上膠量20 g/（600 支），加熱溫度165 °C。對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證，數(shù)據(jù)表明通過(guò)調(diào)優(yōu)運(yùn)算找到的最優(yōu)參數(shù)比較穩(wěn)定，且濾棒圓周達(dá)標(biāo)率大于85%，達(dá)到既定目標(biāo)（表3）。

表3 調(diào)優(yōu)運(yùn)算實(shí)驗(yàn)結(jié)果的驗(yàn)證

3 總結(jié)

（1）通過(guò)此次實(shí)驗(yàn)分析，濾棒圓周與加熱溫度成正相關(guān)關(guān)系，與上膠量、布帶位置、上膠量的二次方、布帶位置的二次方之間為負(fù)相關(guān)的關(guān)系，與加熱溫度和上膠量的乘積正相關(guān)。

（2）在加熱溫度165 ℃，布帶位置4.5 mm，上膠量250 g/（600 支）的條件下，設(shè)備圓周達(dá)標(biāo)率達(dá)到了85.6%。

（3）本次測(cè)試僅解決了圓周波動(dòng)大、圓周不穩(wěn)定的問(wèn)題，如何降低濾棒的圓度波動(dòng)、提高濾棒圓度穩(wěn)定性還有待進(jìn)一步研究。

（4）對(duì)各項(xiàng)改善措施涉及的部件調(diào)整，制作了調(diào)整規(guī)范列表，并對(duì)改進(jìn)后的零件測(cè)繪更新圖表和備件，同時(shí)根據(jù)生產(chǎn)計(jì)劃定期安排設(shè)備輪保工作對(duì)其進(jìn)行清潔和維護(hù)，制訂《設(shè)備輪保作業(yè)點(diǎn)檢表》，針對(duì)關(guān)鍵部件進(jìn)行檢查調(diào)整，使其標(biāo)準(zhǔn)化，同時(shí)為了提高對(duì)KDF4設(shè)備原理和工藝參數(shù)的認(rèn)識(shí)水平，提高質(zhì)量控制能力和操作水平，車間對(duì)相關(guān)員工開(kāi)展KDF4 設(shè)備原理及工藝參數(shù)控制方法培訓(xùn)。

（5）對(duì)于一些改變尺寸規(guī)格的零件及配件，按照標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行備件編號(hào)、加工并加入備件庫(kù)，以便及時(shí)更換。