浅析卷烟设备因素对烟支总通风率Cpk的影响关系

郭增

摘 要：烟支总通风率是卷煙产品的一项重要物理指标，其与烟支吸阻、各项烟气烟碱量指标以及成品感官质量均有密切的影响关系。本文旨在通过对我厂预打孔及间隔涂胶长线品种--金8mg总通风率在同机型不同设备之间的差异性方面展开研究，以探寻卷烟设备因素对总通风率Cpk的影响关系，一方面旨在通过调整卷烟设备来提高总通风率过程控制的稳定性，另一方面亦可减少同机型不同设备之间烟支总通风率的控制差异，为物理指标的可行性和适宜性提供判定依据。

关键词：总通风率；金8mg；卷烟设备；Cpk；稳定性

1 引言

在2015年卷包车间烟支物理指标超标支数中，总通风率的超标比例一直居高不下，严重影响了车间产品满分率指标。通过对不同长线品种的总通风率超标情况进行统计发现：金8mg总通风率超标严重，支不合格率达到了1.23%。且在数据中可以发现，同机型同样生产金8mg的各个机台之间的总通风率SD均值及偏移量均值的控制差异较为明显，即总通风率Cpk差异显著。故本文旨在通过金8mg这一长线品种入手，对卷包车间生产金8mg的四个同机型设备进行研究，以探寻卷烟设备不同部位及各项参数对总通风率的影响关系，提高总通风率过程控制稳定性。

2 总通风率简介

总通风率是指空气通过卷烟纸进入烟支内的气流量（纸通风率Qc）与空气通过烟支嘴棒进入烟支内的气流量（嘴通风率Qm）之和与总气流量（Q）的比值，用百分比表示：总通风率=（Qc+Qm）/Q×100%

3 存在问题

通过对生产金8mg的各个机台总通风率进行统计对比发现，各机台之间总通风率偏移量及SD值相差较大，说明了同牌号下设备间总通风率Cpk差异较为明显。

4 原因分析

由于金8mg采取预打孔水松纸的产品设计和间隔涂胶的工艺要求，烟支的涂胶质量、PROTOS70机水松纸预加热温度、搓板温度、涂胶部件稳定性以及VE烟丝结构等各项因素均可能导致总通风率Cpk差异的出现。通过层层分析和研究，总结问题原因主要为以下三个方面：

4.1涂胶辊带胶量不适宜

金8mg烟支是采用预打孔接装纸间隔涂胶的工艺模式，通过孔洞进入烟支的空气流量，降低焦油含量。所以，涂胶量的大小在一定程度上会影响空气通过水松纸时的损失量。

为了验证此推测，本文选择在18#卷烟机分别取接装纸上胶量为90g/万支、95g/万支、100g/万支三种情况下各抽取30支烟支测试总通风率的大小，并对结果进行方差分析。数据如下：

通过方差分析可以得出：由于差异显著性水平P值=0.0<0.05，说明了不同涂胶辊带胶量下总通风率的变化是有显著差异的。即目前18#卷烟机的涂胶辊带胶量设定可能未达到最优化值。

4.2 刮刀角度不正确

水松纸在涂胶之前，需要经过刮刀进行形变处理，有利于裁切后的搓接质量，且刮刀可将光滑的水松纸表面进行摩擦，有利于水松纸对接装胶进行有效吸收。而刮刀角度可以影响水松纸的成型质量和吃胶量。本文选择在18#卷烟机试验刮刀角度分别在0°， -15°时烟支总通风率是否存在显著变化，并对结果进行双样本T检验。数据如下：

通过分析可以得出：由于双样本T检验P值=0.0<0.05，说明了不同涂胶辊带胶量下总通风率的变化是有显著差异的。目前18#卷烟机的刮刀角度设定可能未达到最优化值。

4.3涂胶部件不稳定

4.3.1涂胶辊加工精度不合格

涂胶辊在胶锅中取出定量的接装胶后，通过抬纸棒与水松纸进行滚涂式涂胶。涂胶辊的无胶区宽度决定了水松纸的无胶区分布。若涂胶辊加工精度不合格，则可直接导致内、外排烟支的无胶区面积出现差异，从而影响内、外排烟支的总通风率均值，在混合测量时亦会造成总通风率SD值的增大，最终导致Cpk偏低。

本文通过现场测量18#卷烟机涂胶辊的内、外排无胶区宽度，发现二者之间相差0.87mm。不符合内、外排无胶区宽度差异≤0.5mm的标准规定。

4.3.2 大胶辊轴出现磨损

大胶辊（带胶辊）的作用是从胶锅内定量取胶，滚涂至小胶辊（涂胶辊）后，进行水松纸涂胶。故若大胶辊轴出现磨损，则会导致胶辊之间的平行度出现差异，最终导致内、外排烟支涂胶区涂胶不均匀，导致内、外排烟支总通风率出现差异，最终导致总通风率不稳定。

本文现场使用游标卡尺对18#卷烟机大胶辊轴直径进行测量。

通过现场测量和观察，本文发现大胶辊轴直径已不能满足20±0.1mm的标准，且可以在轴表面看出明显的磨损痕迹。

5 解决方案

5.1设置最佳的涂胶辊带胶量

在原因分析时，本文已得出涂胶辊带胶量与总通风率均值呈强负相关关系，故在带胶量为120g/万支的基础上，继续增加带胶量。由于胶量过大将会导致设备挂胶严重，需要频繁停机进行设备保养，故设置的带胶量上限不应导致设备低于每2h保养一次的频率（车间要求）。以下为带胶量与保养时间试验。

通过实验，本文最终确定了最佳涂胶辊带胶量为125g/万支！

5.2设置最佳的刮刀角度

在原因分析的基础上，本文分别设定刮刀角度为-15°、-10°、-5°、0°、 5°、10°、15° 的条件下取样测试总通风率均值，每组30支，并建立回归方程拟合图。

从回归方程拟合图中，本文得出最佳刮刀角度为4.72°。

5.3更换合格的大胶辊轴及涂胶辊

由于18#卷烟机涂胶辊加工精度不合格以及大胶辊轴磨损，本文对涂胶辊及大胶辊轴进行了更换。更换之前，分别对二者的精度进行了测量，数据均能够满足设备备件精度要求！

6 效果验证

6.1在设置完最佳参数，完成机械调整及换件后，本文对18#卷烟机内、外排总通风率再次进行了测量，检查是否存在差异。各取30支，共5组。通过统计数据可以发现，内、外排烟支总通风率偏移量差异得到了明显的降低，最终的Cpk差异已不再显著。

6.2 通过统计自5月4日开展活动到6.16日活动结束18#卷烟机单天总通风率均值、标准偏差以及Cpk统计情况。可以得出：调整后18#卷烟机6.16-7.17的跟踪数据Cpk平均值达到了1.211，改善效果明显。

7 结束语

在为期1个月的攻关活动中，本文对影响总通风率稳定的各项因素进行系统分析，对各项工艺、设备参数的优化进行不断摸索，经历数次失败，最终确定了18#卷烟最佳刮刀角度、最佳涂胶辊带胶量两项参数，金8mg总通风率过程能力稳步提高。

参考文献

[1]《卷烟工艺规范》.中央文献出版社.

[2]《卷烟生产工艺技术》.河南科学技术出版社.陈良元.

[3]《回归分析在卷烟质量预测控制中的运用》.李敏.

[4]《试验设计与数据处理》.苏州大学出版社.吴有炜.