ZJ19型卷烟机平准器特征参数的建立

齐延鹏 丁康钟 何蓉 李曦 黄治 刘华 俞海军 周学政

摘要为研究ZJ19卷烟机平准器与卷烟空头率的关系，采用正交设计方法，对平准器关键参数进行了研究，测定了卷烟机空头率和烟支烟丝密度。研究结果表明：在试验范围内，平准器深槽深度对卷烟机空头率影响最大，烟支重量和浅槽深度影响相对较小；烟支端头0～5 mm烟支烟丝密度与卷烟机空头率之间相关性最高，可以用来评价烟支端部的紧实程度；建立了平准器深槽深度和浅槽深度的平准器特征参数k，该模型相关系数达0.943。验证结果表明，平准器特征参数k与烟端头0～5 mm密度和卷烟机空头率具有高度相关性。

关键词ZJ19卷烟机；平准器；正交设计；特征参数

中图分类号TS43文献标识码

A文章编号0517-6611（2017）16-0200-03

Establishment of the Characteristic Parameter about Ecreteur Dise of ZJ19 Cigaretterolling Machine

QI Yanpeng， DING Kangzhong， HE Rong，ZHOU Xuezheng* et al（China Tobacco Chongqing Industrial Co.， Ltd， Chongqing 400060）

AbstractTo research the relationship between looseend ratio of cigarettes and ecreteur dise type in ZJ19 cigarettes maker，orthogonal design was applied on research of ecreteur dise parameters. Cut tobacco density and looseend ratio of cigarettes were measured. The result showed： Within the scope of the set， deep groove depth has the greatest effect on looseend ratio of cigarettes， single cigarette weight and shallow groove depth is relatively small； The density of 0 to 5 mm end of cigarettes showed highest correlation with looseend ratio of cigarettes， so it can be used to evaluate the tight degree of cigarettes end； The characteristic parameter k was established about deep groove depth and shallow groove depth. The model correlation coefficient reached up to 0.943. Verification results showed that the characteristic parameter k had high correlation with the density of 0 to 5 mm end of cigarette and looseend ratio of cigarettes.

Key wordsZJ19 cigarettes maker；Ecreteur dise；Orthogonal design；Characteristic parameter

作者簡介齐延鹏（1978—），男，山东泰安人，工程师，从事卷烟工艺、质量管理工作。*通讯作者，高级工程师，硕士，从事卷烟工艺、质量管理工作。

收稿日期2017-04-07

卷烟机平准器是卷烟烟支重量控制的重要部件，它通过定量切削烟丝条实现控制烟支烟丝用量，并通过设置一定尺寸的凹槽在烟支端头部位获得较多烟丝形成烟支紧头[1]。大量文献对卷烟机平准器的应用及其影响进行了深入研究[2-4]，平准器规格参数不仅对卷烟烟支物理指标的影响影响显著，同时对卷煙感官质量和卷烟烟气指标影响极为显著。戴永生等[5]对卷接过程设备参数对烟支物理指标的影响进行了分析，通过对多种规格平准器的对比发现六槽平准器对于改善烟支烟丝密度均匀性，降低烟支重量标准偏差有着较好的效果。但由于受平准器参数不便于定量化设计的限制，实际应用过程中大多仍停留在经验设计阶段。近年来随着行业对烟支卷制质量认识的提高以及挖潜增效工作的深入开展，对卷烟机关键部件平准器的研究也逐渐深入，而平准器深槽和浅槽深度对烟支卷制质量，尤其是空头率等的综合影响还少见报道。

为更加准确有效地选择卷烟机平准器，笔者在对ZJ19型卷烟机平准器参数进行正交试验的基础上，研究了卷烟机空头率与烟支端部烟丝密度分布相关性，并建立了平准器的特征参数，以期为卷烟机平准器的设计提供定量化参考依据。

1材料与方法

1.1材料供试烟支为重庆中烟工业有限责任公司“天子”牌号某规格卷烟产品。

主要仪器设备：

ZJ19型卷烟机，河南省许昌烟草机械有限责任公司；MW3220烟支密度测定仪，德国TEWS公司；卷烟机平准器，湖北洪湖中瑞公司。

1.2试验设计方法在烟支重量一定的条件下，平准器对卷烟机空头率的影响主要有：凹槽数目（三槽、六槽）、深槽深度、浅槽深度、槽宽度。根据相关研究结论[2]结合企业的实际应用确定将深槽深度、浅槽深度、烟支重量作为研究因素，采用正交试验设计[6]，进行了卷烟机平准器L9（34）3因素3水平正交试验（表1），并采用现用平准器作为空白样进行了对照。

1.3取样及测试方法

根据L9（34）正交试验表，制备了试验用相应规格的卷烟机平准器。在同一试验条件下，试验采用同一送丝方式、同一机台、同样车速（7 000 支/min）、相同操作人员卷制成相同规格的烟支[84.0（24.0+60.0）mm×24.2 mm]，在更换卷烟机平准器待设备运行稳定、产品质量符合试验设计要求后，每间隔10 min取样的方式，连续取样测试10次，并在试验过程中记录卷烟机空头剔除率。取样试验样品参考文献[7]所述方法平衡后，参考文献[8]的相关规定测试烟支的烟丝密度分布。

2结果与分析

2.1平准器正交试验卷烟机空头率试验结果

卷烟机空头率受平准器参数影响较为明显（表2），其差异接近59倍，对卷烟消耗造成显著影响，因此应成为选择平准器时应考虑的重要因素。对正交试验结果的直观分析的结果均表明，在试验参数范围内，对卷烟机空头率影响最大的因素是卷烟机深槽深度，其次为烟支重量，影响最小的是卷烟机浅槽深度。相关性分析结果表明，卷烟机深槽深度与卷烟机空头率呈现较强的负相关关系（相关系数-0.69），浅槽深度以及烟支重量相关关系则较弱（相关系数分别为0.40和-0.24），但均未表现出明显的线性相关关系。由于卷烟机空头率检测原理是检测烟支端部烟丝填充密度[9]，因此该试验进一步研究了烟支端部烟絲密度分布状况。

2.2烟丝端部烟丝密度分布研究

通过烟支密度仪测定的烟丝密度分布，计算烟支端部烟丝密度逐点平均值及平均密度，并分别计算其与卷烟机烟支率的相关关系（分别见表3、表4），可以看出烟支端部各点与卷烟机空头率表现出明显的负相关关系，其中以0～5mm烟丝密度其相关系数为-0.864。考虑到卷烟机空头率检测的原理即为检测烟支端部烟丝填充密度，因此完全可以用烟支端头特别是0～5 mm烟丝密度代替卷烟机空头率，用以衡量烟支可能产生空头概率的大小。

2.3平准器特征参数的建立

根据卷烟机平准器参数与0～5 mm烟丝密度相关关系，即可找到端部效果最佳的卷烟机平准器。因此， 在对平准器参数与0～5 mm烟丝密度进行统计学研究后，确定了平准器特征参数（见公式1）：

k=D2f（Df-Db）（1）

式中，k为平准器特征参数；Df为卷烟机深槽深度；Db为卷烟机浅槽深度。

通过卷烟机平准器特征参数、烟丝填充量与0～5 mm烟丝密度进行多元回归分析和方差分析[10]，计算获得该模型相关系数R=0.943，R2=0.889，方差分析P值0.000 453<0.05，具有显著的统计学意义，表现出较显著的正相关关系，使得平准器特征参数具备了实际参考价值。在生产过程中，为提高0～5 mm烟丝密度从而达到降低卷烟机空头率的目的，应尽量选择特征参数较大的平准器。

3结果验证

选择制作相应特征参数的卷烟机平准器，进行了基于平准器特征参数的梯度试验（表6），结果表明：随着k值减少，0～5 mm烟丝密度减少，卷烟机空头率增加，经计算其相關系数分别达到了0.983和-0.961，与研究结论保持一致。根据相关研究经验[5]，综合平衡卷烟其他物理指标及卷烟感官烟气指标，最终选择平准器3作为实际应用的卷烟机平准器。

4结论

该研究通过正交试验研究了烟支平准器主要参数对卷烟机空头率的影响，研究了烟支空头率和烟支端部烟丝密度分布的相关关系，获得了0～5 mm烟丝累计密度这一关键指标。在对平准器参数以及烟支端部烟丝密度数据统计分析的基础上，找到了平准器参数与烟支端部烟丝密度的联系，建立了平准器特征参数。研究结果表明，平准器参数对卷烟机空头率影响显著；烟支端头0～5 mm烟支累计密度与卷烟机空头率之间相关性最高，可以用以评价烟支端部的紧实程度；建立的平准器特征参数模型与卷烟机有着较高的关联度。经过平准器特征参数的梯度试验验证，卷烟机空头率与特征参数表现出较强的相关性。在选择平准器时，为满足卷烟机空头率这一消耗数据的基本要求，可根据现有条件并结合平准器特征参数进行快速选择，但在具体应用时仍需结合烟支其他物理指标及感官指标。

参考文献

[1]

姚二民，储国海.卷烟机械[M].北京：中国轻工业出版社，2005.

[2] 熊安言，李春光，许绍迅，等.ZJ17卷接机组不同规格平准器对烟支质量的影响[J].烟草科技，2011（11）：14-18.

[3] 李金学，高尊华，杨帆，等.烟支内烟丝分布对卷烟质量的影响[J].烟草科技，2014（8）：11-12，15.

[4] 刘泽春，包可翔，张峰，等.烟支内烟丝分布对卷烟烟气的影响[J].福建分析测试，2007，16（4）：70-73.

[5] 戴永生，姚文祥，武凯，等.卷制过程中设备参数对烟支内烟丝分布的影响[J].烟草科技，2012（4）：9-12.

[6] 任露泉.试验设计及其优化[M].北京：科学出版社，2009.

[7] 中国烟草标准化研究中心.烟草和烟草制品 调节和测试的大气环境：GB/T 16447—2004[S].北京：中国标准出版社，2005.

[8] 国家烟草专卖局.烟支烟丝密度的测定 微波法： YC/T 476—2013[S].北京：中国标准出版社，2013.

[9] 任炜，冯丽辉，许胜善.烟支松头检测装置的研发与实现[J].重庆工学院学报（自然科学版），2007，21（10）：97-99，152.

[10] 刘大海，李宁，晁阳.SPSS15.0 统计分析[M].北京：清华大学出版社，2008.