烟丝储柜出料口防混丝装置

2016-09-03创新者周广振郭君兴

中国科技信息 2016年10期

创新者：胡森周广振郭君兴李坤

烟丝储柜出料口防混丝装置

创新者：胡森周广振郭君兴李坤

为解决烟丝储丝柜在满料状态和空柜进料状态，烟丝容易经丝柜放料口散落，造成散落烟丝与出口输送带其他牌号烟丝相混的问题；采用头脑风暴法设计出三套解决方案，通过加权计分法，依据各标准重要程度和员工岗位不同赋予不同权值，计算各方案的得分；最终确定采用气缸作动力源控制烟丝挡板的状态为实施方案；实施后成功解决出现的问题，为企业带来巨大效益。

运行原理与问题描述

烟丝正常进出柜运行原理（如图1所示）：进料时，出丝底带停止运行，拨丝辊轮停转；丝柜上方的布料车在左、右端返回开关附近来回运行；上道工序的烟丝经布料车均匀散落在烟丝柜中。出料时，上位工序停止供给烟丝，布料车运行至车上余料全部进柜后停止运行，拨丝辊轮运转，随后出丝底带缓慢运行；烟丝落入出料口的传送带；出料传送带将烟丝传到下位工序中。在运行中发现问题：烟丝储丝柜在满料待用状态，丝柜内烟丝在自身重力的作用下，容易经出料口散落到出料传送带上。空柜进料状态时，储丝柜布料车运行至右端返回开关附近，布料车上的烟丝散落到烟丝柜时，容易从出料口落到出料传送带上。若此时出料传送带上有其他牌号烟丝输送，出料口散落的烟丝混入其它不同牌号的烟丝中，随着传送带进入卷烟机，严重影响卷制工艺要求。

基于头脑风暴法的实施方案设计

根据发现的问题，小组成员根据工作经验想出了多种解决问题的方案；以下列出了最典型的三个实施价值的方案。

方案一：增大储丝柜出口端空柜距离：在原有储丝柜的基础上（如图1所示），将右端返回开关左移；使储丝柜出口端空置长度增加，这样布料车在向储丝柜内进烟丝时就不会有烟丝到达储丝柜出口，更不会有烟丝落出来。

方案二：采用电机作动力源控制烟丝挡板的状态：在丝柜顶部固定横梁上安装电动机，在丝柜出口处安装烟丝挡板，挡板上有滑块轨道，由电机驱动连接杆，连接杆带动滑块在烟丝挡板的轨道内运行。在烟丝进料或者丝柜存储状态时完成（如图2所示）左图所示，烟丝挡板处于关闭状态。在烟丝出料状态时完成（如图2所示）右图所示，烟丝挡板处于开启状态。

方案三：采用气缸作动力源控制烟丝挡板的状态：在丝柜侧面以固定转动副安装气缸，在丝柜出口处安装烟丝挡板，气缸作为动力源，驱动活塞在气缸中来回移动，活塞末端与烟丝挡板以转动副连接。在烟丝进料或者丝柜存储状态时完成（如图3所示）左图所示，烟丝挡板处于关闭状态。在烟丝出料状态时完成（如图3所示）右图所示，烟丝挡板处于开启状态。

基于加权计分法的方案选择

图1　储丝柜正常工作状态图

图2　采用电机作动力源的烟丝挡板运行机构

可用性分析：在上述方案二、方案三种均采用滑块摇杆机构，活动构件均为N=3，低副数P=4（其中低副为：一个移动副，三个转动副）。自由度F=3N-2P=1；这两个方案只需要采用一个动力原件就可以形成固定运动轨迹；这两个方案满足使用要求。

根据厂里的具体情况和使用要求，在满足可用性的条件下对其他标准进行加权。可行性权值a=0.2，安全性b=0.3，可维修性c=0.4，经济性d=0.1。考虑到各员工的岗位和经验不同，对参加评审的五名员工打分的权值进行如下分配；A=0.2，B=0.3，C=0.2，D=0.2，E=0.1；每名员工在每个标准中最高打分为4分，最低打分为1分。

图3　采用气缸作动力源的烟丝挡板运行机构

表1　各方案加权评分表

综合分析（如表1所示）：方案三总得分最高，采用此方案进行改进。可行性分析：方案一将右返回开关左移，虽然实现起来比较方便，但柜容量的利用率不高。方案二将滑块安装在挡板上，实现起来比较复杂。方案三通过安装在丝柜侧面的气缸作为动力源，可实现挡板运动；实现起来简单。安全性分析：方案一没有投入零部件，安全性高。方案二采用挡板上安装滑块导轨，滑块在挡板上移动，一旦出现问题不易发现，对生产安全影响很大；方案三周转副采用气缸来回摆动，移动副为气缸活塞杆的移动，可在外部增加防护罩增加安全性。可维修性：方案一没有投入零部件，可维修性高。方案二烟丝储柜挡板上安装滑块导轨，滑块在挡板上移动，一旦出现问题不好维修。方案三主要的部件在烟丝储柜外侧方便维修。经济性分析：方案一只是改变右返回开关位置，经济投入最少。方案二需要添加电机、带滑块导轨的挡板、滑块的器件，成本比较高。方案三采用增加气缸、挡板；需要划分少量成本。

方案的具体实施

制订实施方案为：现场测量储丝柜放料口的实际尺寸、确定安装固定烟丝挡板的方式和安装位置、确定烟丝挡板的具体尺寸并下料制作、确定烟丝挡板的动作执行机构、确定气缸动作的控制机构、制作烟丝挡板连接轴、确定活动关节轴承、准备安装所需要的其它零部件、安装调试。

具体实施细节：在生产结束休息期间，选择一个空的烟丝储柜并进行清理卫生后，实际测量烟丝储柜出口截面积长度L=190cm，宽度B=40cm。测量完成后根据方案三的设计要求，在储丝柜侧面确定气缸转动副和烟丝挡板转动副的支持点位置。根据测量烟丝储柜出口截面积选择设计烟丝挡板，综合考虑挡板刚度和重量两方面，在挡板背面设计30cmX 30cm正方形钢铁框架；挡板选择1mm的不锈钢板。根据安装前测量挡板总重量为15.3kg，选择气缸为德国FESTO标准气缸（型号159918DPZ-20-100-P-A-S20）作为烟丝挡板动作的执行机构。考虑到烟丝挡板实施全自动控制方式，不用人工干预，有放丝动作时烟丝档板自动打开，无放丝动作时隔离板自动关闭的要求决定选择两位五通手拉阀（型号4R410-15）对气缸动作进行控制。烟丝挡板连接轴的设计，根据丝柜宽度，预留的两端安装轴承的空间，和预留安装气缸的距离，总长最终确定为2050mm。轴的直径选定与隔离板后背框架相匹配，为30mm。轴承选择内径为30mm的卧式菱形外座轴承（型号UCFLU206）。并决定在储丝柜左侧面安装气缸固定支架装置。准备其他零部件如高压气管、双选耳支座、Y型接头、鱼眼气缸接头、压力表、气管接头。前期准备完成后，选着节日放假期间进行安装调试。

总结

根据生产现场发现的问题，采用“头脑风暴法”收集解决方案；根据实际的应用要求和不同员工经验不同；分别设置了标准权值和员工权值的加权计分法选择方案；通过加权计分法能够高效选择性价比最好的方案。根据具体设施可实现：人工可以自由控制其动作过程；不影响烟丝储存，不影响储丝柜向外输送烟丝；不影响烟丝产品质量的生产要求。