提升YF25滤棒发射系统运行稳定性的研究

吴神风 周文娟 王安宽 谭洵

摘  要：科技的进步必然推动工业自动化程度越来越高，生产线更加完整和智能化，因此，提高单机设备的运行效率，提升设备稳定性和可靠性显得尤为重要。本文在深入细致的对YF25滤棒发射系统运行过程进行分析后，通过对物流输入、输出通道的优化，对物流输送机械结构的进一步改进，逐步提高了YF25滤棒发射系统运行可靠性和稳定性，有效提升了设备效率，为流水线的整体效率提升提供了可靠保障。

关键词：滤棒发射机 堵塞 滤棒交换装置 曲率半径 导流块

近年来，烟草生产企业积极导入精益管理平台，全力推进技术升级，大力倡导改革创新，将精益思维贯穿生产全过程，逐步形成了全员参与改善，全员创新创效的良好氛围。YF25滤棒发射机作为生产的辅助性设备，处在生产线的前端，其可靠、稳定的运行是生产线生产效率的根本保障，因此，对YF25滤棒发射机的运行稳定性的研究具有非常重大的意义。

一、存在的主要问题

企业在生产经营管理过程中通过机台的生产运行记录，对滤棒发射系统维修记录进行统计分析，发现YF25滤棒发射系统故障率偏高，设备停机次数较多，设备运行效率偏低。其中，YF25滤棒发射机“滤棒凌乱”故障、交换机输送管堵塞故障以及YF215横向输送机堵塞故障这三种故障频次相对较高，属于影响滤棒发射系统的关键症结，严重制约了卷烟机的正常运行，给卷烟机操作人员带来了额外的工作负担，同时造成滤棒消耗较高，与企业降本增效的发展理念相悖，不利于企业效益的增长和可持续发展。

二、故障原因分析

（一）YF25发射机“滤棒凌乱”故障

在实际运行过程中发现YF25发射机容易因横棒等问题停机，经过现场观察以及理论分析找到下面两个主要原因：

（1）上游设备YB17B输送过来的滤棒凌乱，滤棒整体不规整。人工翻转添加滤棒造成滤棒结构变松，卸盘机提升时容易造成滤棒掉落，卸盘机翻盘效果差，造成部分滤棒凌乱，同时料斗出口监测的误判造成补料不及时，造成滤棒断流。

（2）YF25滤棒发射机料库容易造成滤棒变形变乱。YF25滤棒料库容量较大，滤棒积满后，设备运行时输送带有一定的惯性，带动滤棒继续向前输送，导致滤棒形成挤压。料库中常有因挤压后变形甚至损坏的滤棒堵塞发射鼓槽，影响设备正常运行，同时造成滤棒消耗增大。

（二）滤棒交换机输送管道堵塞

滤棒从发射机出来后，通过一段距离的爬坡后进入其中一台滤棒交换装置，两台滤棒交换装置之间用软管相连，滤棒从另一台装置中出来后，在高压气流的推动下输送到各卷烟机滤棒接收机处。两台滤棒交换装置之间的软管铺设曲度不当易造成滤棒输送不畅，甚至发生堵塞，严重的将造成滤棒损坏。

（三）YF215横向输送机故障，滤棒堵塞

O型皮带输送不稳定，容易断裂。设备处于高速运动状态时会产生大量的热量，而接收站所处的环境散热性较差，从而使O型皮带老化迅速，发生松弛和断裂现象，导致夹持滤棒的两组皮带不能同步运动，滤棒在皮带上发生较大的轴向转动，从而使滤棒表面因与皮带之间的磨擦而发生挤压、错位，从而造堵塞。

同时，每组传动系统由三条皮带组成，每组皮带如果出现松弛的程度不一样，那么各个皮带的传动速度就有差异，就会出现皮带与滤棒之间的快速磨擦，从而产生烂棒和碎棒。

三、解决措施研究

（一）YB17B卸盘机翻转器装置的研究

取消人工将滤棒从纸盒到滤棒盘的手动翻转添加过程。项目组经过技术咨询，了解到许昌烟机公司研制出的YB111滤棒卸盘机，可直接将从材料厂出厂的用硬纸盒包装的滤棒直接卸载，无需通过人工转载至滤棒盘。因此，在条件俱备的情况下，引进新型设备，利用新成果能很好的解决这一故障现象。

（二）发射机料库滤棒导向分流装置的研究

借鉴装盘机YJ35C下烟通道分烟模块分流的工作原理，研制滤棒压力导向分流装置，通过分流装置来减少料库滤棒的存量，并将滤棒输送过程中的挤压力分解一部分到导向装置上，使滤棒之间、滤棒与输送带之间的压力有效分散。项目组根据数据研究与模型设计，项目组确定了导向分流装置的数量、位置及其尺寸。即导向分流装置为一个组合图形，由正三角形与正四方形组成，三角形底为120mm，高85mm，正四方形边长为120mm。

（三）优化滤棒交换机输送管道铺设参数

為保证滤棒输送畅通，有效避免滤棒碰撞损伤，项目组对滤棒交换机输送管的曲度设定进行了现场测试与设计。输送管道铺设过程中，下垂距离过大，弧形管道曲率半径过小，则容易造成滤棒触头或弯折变形，甚至是堵塞管道。因此，我们需要研究出管道的自由下垂高度，以便指导实际的管道铺设。

忽略输送弯管内外曲率半径的差异，以外圆弧为研究对象，设函数方程为：，则根据所示得：，所以：，。根据曲率公示可得最低点处不折弯滤棒的最小曲率半径为：

由此得出当管道弯曲下垂时，为了避免滤棒弯折，触头以及堵塞管道，管道最低点的曲率半径不得小于4.000m。

（四）YF215横向输送机辊轮输送的研究

将YF215横向输送机O型带的输送方式设计为采用辊轮组输送方式。具体做法是：将滤棒通道作为易损件的皮带取消，采用三对辊子组成输送辊轮组，分别为入口辊组、中间辊组、输出辊组，这三对辊组由齿轮箱内的齿轮组分别带动，形成同步转动，在滤棒与辊轮之间形成较小的对转夹持力，使滤棒向前移动。

四、项目研究成果及应用效果

（一）滤棒卸盘质量大幅度提升

由于人工添加滤棒环节的取消，滤棒翻盘时结构紧凑有序，大幅度减少了卸盘过程中乱棒、掉棒等现象，保证了卸盘过程的顺利进行。同时，交换机和YF215横向输送机排故造成的滤棒消耗大幅度降低，极大地提高了滤棒的有效利用率，产生了良好的经济效益，预计每年可降低滤棒消耗将近六十万支，为车间的滤棒成本控制提供了有力保障。

（二）YF25滤棒发射机运行效率有效提升

由于“滤棒凌乱”等频发故障的减少，YF25滤棒发射机停机频次大幅度下降，有效地降低了滤棒发射机操作人员的劳动量与劳动强度，为后续卷烟机滤棒供应的持续正常提供了可靠保障。

（三）滤棒交换机滤棒输送顺畅得到有效保证

输送管曲度设置标准化以科学的公式推导为前提，以实际测试与试验为条件，通过交换机输送管固定支撑架的研发有效地保证了输送管放置位置的科学性合理性，通过曲度范围的设定保证了滤棒在输送过程中的完好性与顺畅性，降低了交换机堵塞故障出现的频率，提高了交换机滤棒输送的运行稳定性。

（四）YF215横向输送机运行效率大幅度提升

YF215横向辊轮组的运用有效地解决了滤棒输送容易堵塞的问题，同时，设备的维修频次与维护保养更加方便，保证了输送装置较长的使用寿命，提高了滤棒输送的运行稳定性，减少了滤棒堵塞现象，大大减少了滤棒的损耗与操作人员的劳动强度。

五、结论

通过项目的研究实施，提升了YF25滤棒发射系统运行的稳定性，为卷接设备的正常运行提供了可靠的原料输送保障，降低了故障排除与设备维修频次，极大地降低了卷接机组操作人员、滤棒发射机组操作人员的劳动量，降低了滤棒的消耗，是车间实现降本增效工作推进的重要技术支撑，为其他滤棒发射系统稳定运行的技术进步提供价值参考，实现了企业效益增长由外部市场竞争和内部降本增效两相结合的双轮驱动方式。

参考文献

[1]  付岗. ZF25滤棒自动发射接收机设计改进[D].郑州大学.2013.

[2]  ZF25滤棒自动发射机接收机使用说明书. 许昌烟草机械有限责任公司，2010.

[3]  周平.滤棒自动输送系统设备配置分析[J].烟草科技，2005（9）：16-17.

[4]  陈国栋.滤棒储存输送系统的改造[J].烟草科技，2010（9）：20-21.

[5]  机械设计手册[M]. 化学工业出版社 . 成大先主编，1993.

[6]  刘程. 嘴棒堵塞自动清理装置设计与应用[J]. 装备制造技术. 2014（06）.

[7]  王鑫. 高速滤棒接收站的开发应用[J]. 烟草科技. 2010（05）.

作者简介：吴神风（1987-），男，湖北恩施人，本科，研究方向为烟机设备技术;

周文娟（1989-），女，湖北恩施人，本科，研究方向為烟机设备技术、企业安全管理;

王安宽（1967-），男，湖北恩施人，工程师，研究方向为烟机设备技术;

谭  洵（1995-），男，湖北恩施人，研究方向为烟机设备技术等。