1. 引言
为了适应市场对于细支烟新的消费趋势，玉溪卷烟厂在细支烟生产方面更新生产设备，提高生产效率。PROTOS 2C作为玉溪卷烟厂软玉溪的生产主力军，其生产效率受到极大的考验。为了降低盘纸辅料的成本，2020年底，车间陆续将10组PROTOS 2C由原来的预分切改为了在线分切。在改造之前，PROTOS 2C的正常速度为10,000支/分钟，卷烟机的停机率、生产效率高，但是在改造之后，生产速度降为9000支/分钟，而且停机频繁，生产效率和生产质量都大大降低。所以我们以此为重点，深入研究了在线分切和预分切的区别，然后进行改进，旨在提升PROTOS 2C机型的运行效率，为工厂的高质量发展做出贡献。
2. 存在问题
10组PROTOS 2C机型改造完成后，纷纷发现了诸多问题；在正常生产时，常常出现烟支抖动导致设备频繁跑条，极大地降低了生产效率，也产生了大量的跑条，增加了辅料的无端消耗(图1)；而且生产出来的样纸还有很大概率出现搭口高低和漏胶现象。
Figure 1. A large amount of waste caused by frequent strip running
图1. 频繁跑条导致的大量废品
3. 原因分析
3.1. 理论分析
如图2所示，连续供给的盘纸，经切刀切割后，形成两条无间隔的纸带，并由入口过轮进入分离轮，在分离轮轮体带动及固定分离块的共同作用下，将两条纸带拉开一定的间距，然后输送至烟枪，与烟丝束汇合后，形成符合工艺标准的连续烟条，并输送给下游工序[1]。
Figure 2. Schematic diagram of online slitting theory
图2. 在线分切理论示意图
3.2. 入口差异性分析
经实验对比分析，分离轮入口处、盘纸与分离块起点会存在三种状态，如图3所示。
Figure 3. Schematic diagram of three states at the inlet of the separation wheel
图3. 分离轮入口三种状态示意图
一是过早进入状态，即盘纸与分离轮接触点早于分离块起点，容易引起纸带抖动；
二是最佳进入状态，即盘纸与分离轮接触点与分离块起点相同，纸带运行稳定；
三是过迟进入状态，即盘纸与分离轮接触点迟于分离块起点，纸带容易发生相互挤压、重叠。
3.3. 出口差异分析
经实验对比分析，分离轮出口处、盘纸与分离块起点会存在三种状态(图4)。
Figure 4. Schematic diagram of three states at the outlet of the separation wheel
图4. 分离轮出口三种状态示意图
一是过早分离状态，即盘纸与分离轮接触点早于分离块最大间隔点，造成分离间隔不够，容易引起纸带抖动[2]；
二是最佳分离状态，即盘纸与分离轮接触点与分离块最大间隔点相同，纸带分离到位，运行稳定[2]；
三是过晚分离状态，即盘纸与分离轮接触点晚于分离块最大间隔点，分离到位的纸带又重新向内轻微靠拢，造成分离间隔不够，容易引起纸带抖动[2]。
综合理论分析、入口差异性分析、出口差异性分析，可以判定出引起分切后纸带抖动的原因为，纸带与分离轮接触点(切点)不在最佳进入状态或不在最佳分离状态，或者两者均不在最佳状态。
4. 改进措施
4.1. 调整改进
将纸带与分离轮入口和出口相对位置均调节到最佳状态(图5)，即盘纸与分离轮入口接触点与分离块起点相同，出口接触点与分离块最大间隔点相同[2]。
Figure 5. Schematic diagram of entrance and exit status
图5. 出入口状态示意图
如图6所示，调节纸带与分离轮接触点的相对位置时，只能调整分离轮安装座的位置来改变纸带与分离轮入口、出口接触点位置(调节量只能在虚线框内)，并且在原机构上，无法同时满足盘纸与分离轮入口接触点与分离块起点相同，出口接触点与分离块最大间隔点相同，只能单独满足入口和出口。
Figure 6. Schematic diagram of the adjustment range of the contact point between the separation wheel and the paper tape
图6. 分离轮与纸带接触点调节范围示意图
因此，只能对其进行改造。
4.2. 方案选择
两种方案对比如下表1所示。
Table 1. Comparison table of two schemes
表1. 两种方案对比表格
方案 |
方案一 |
方案二 |
具体方法 |
|
|
将出口处的最大间隔点延长，
不再是一个点，而是一段范围。 |
将入口过轮或出口过轮，改造为位置可调节式，
从而改变纸带与分离轮相对位置 |
优缺点 |
可以单独调节分离轮，就能得到合适的
相对位置，但是加工难度大，可实施性差。 |
只需多增加一个调整座即可完成，
加工制作简单，可实施性高 |
是否选择 |
否 |
是 |
4.3. 具体设计
4.3.1. 总体布局设计
经现场测量计算，出口过轮处空间狭窄，不便于安装调整座，因此将调整座设计在入口过轮处，如图7所示。
Figure 7. Schematic diagram of renovation design
图7. 改造设计示意图
4.3.2. 调整设计
如图8所示，该调整座为方形机构，在其长度方向设有一腰子孔，可用螺钉固定安装在机器上，并且能够通过腰子孔调整位置；在另一侧设有一螺钉孔，用于将原过轮及轴安装于座子上。
Figure 8. Adjusting size diagram
图8. 调整尺寸图示
4.3.3. 安装设计
1) 安装
如图9所示，首先在设备墙板上打一个M6的螺钉孔(3)，然后将过轮(1)及调整座(2)，通过腰子孔用M6螺钉固定安装在墙板上。
(a) (b)
Figure 9. (a) Physical object of adjustment seat; (b) Installation of the effect on the machine
图9. (a) 调整座实物；(b) 安装上机效果
2) 调节
首先，调节分离轮，让纸带在出口处与分离轮分离块最大点相切；然后，通过调节调整座的位置，让纸带在入口处与分离轮分离块起始点相切；这样就可以同时保证纸带与分离轮入口和出口相对位置均调节到最佳状态，即纸带与分离轮入口接触点与分离块起始点相同，出口接触点与分离块最大间隔点相同[3]。
3) 效果检查
经过三周的持续追踪调查发现，纸带在分离轮入口和出口均运行平稳，无抖动情况发生，问题得到有效解决。
5. 改进效果
改进后效果如下表2所示。
Table 2. Improvement effect
表2. 改进效果
成本分析 |
支座代加工：100元/件；其余工作自主完成，无费用 |
使用效果 |
调整座安装使用后，每台设备每天可以减少5次因盘纸抖动，造成的不必要停机 |
其它 |
因盘纸抖动造成停机的平均耗时2 min/次 |
PROTOS 2C卷接机组稳定运行车速为10,000支/min |
按全年生产250天计算 |
按照玉溪(软)，生产一件烟的生产环节费为270.93元/箱计算 |
可增产量/年/台 |
5 × 2 × 10,000 × 250 = 25,000,000支，折合500箱 |
可增收/年/台 |
500 × 270.93 = 135465元 |
推广应用情况 |
目前，该项目已用于车间C3#、C4#、C5#PROTOS 2C卷接机组，用于效果十分显著，下一步将推广应用到车间其余PROTOS 2C卷接机组 |
改进后可以有效杜绝因纸带抖动，造成盘纸分切不均，带来的烟支爆口或搭口翻折等质量隐患。