ZJ19型卷煙機(jī)平準(zhǔn)器特征參數(shù)的建立

齊延鵬 丁康鐘 何蓉 李曦 黃治 劉華 俞海軍 周學(xué)政

摘要為研究ZJ19卷煙機(jī)平準(zhǔn)器與卷煙空頭率的關(guān)系，采用正交設(shè)計(jì)方法，對(duì)平準(zhǔn)器關(guān)鍵參數(shù)進(jìn)行了研究，測(cè)定了卷煙機(jī)空頭率和煙支煙絲密度。研究結(jié)果表明：在試驗(yàn)范圍內(nèi)，平準(zhǔn)器深槽深度對(duì)卷煙機(jī)空頭率影響最大，煙支重量和淺槽深度影響相對(duì)較小；煙支端頭0～5 mm煙支煙絲密度與卷煙機(jī)空頭率之間相關(guān)性最高，可以用來(lái)評(píng)價(jià)煙支端部的緊實(shí)程度；建立了平準(zhǔn)器深槽深度和淺槽深度的平準(zhǔn)器特征參數(shù)k，該模型相關(guān)系數(shù)達(dá)0.943。驗(yàn)證結(jié)果表明，平準(zhǔn)器特征參數(shù)k與煙端頭0～5 mm密度和卷煙機(jī)空頭率具有高度相關(guān)性。

關(guān)鍵詞ZJ19卷煙機(jī)；平準(zhǔn)器；正交設(shè)計(jì)；特征參數(shù)

中圖分類(lèi)號(hào)TS43文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼

A文章編號(hào)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(jiǎn)介齊延鵬（1978—），男，山東泰安人，工程師，從事卷煙工藝、質(zhì)量管理工作。*通訊作者，高級(jí)工程師，碩士，從事卷煙工藝、質(zhì)量管理工作。

收稿日期2017-04-07

卷煙機(jī)平準(zhǔn)器是卷煙煙支重量控制的重要部件，它通過(guò)定量切削煙絲條實(shí)現(xiàn)控制煙支煙絲用量，并通過(guò)設(shè)置一定尺寸的凹槽在煙支端頭部位獲得較多煙絲形成煙支緊頭[1]。大量文獻(xiàn)對(duì)卷煙機(jī)平準(zhǔn)器的應(yīng)用及其影響進(jìn)行了深入研究[2-4]，平準(zhǔn)器規(guī)格參數(shù)不僅對(duì)卷煙煙支物理指標(biāo)的影響影響顯著，同時(shí)對(duì)卷煙感官質(zhì)量和卷煙煙氣指標(biāo)影響極為顯著。戴永生等[5]對(duì)卷接過(guò)程設(shè)備參數(shù)對(duì)煙支物理指標(biāo)的影響進(jìn)行了分析，通過(guò)對(duì)多種規(guī)格平準(zhǔn)器的對(duì)比發(fā)現(xiàn)六槽平準(zhǔn)器對(duì)于改善煙支煙絲密度均勻性，降低煙支重量標(biāo)準(zhǔn)偏差有著較好的效果。但由于受平準(zhǔn)器參數(shù)不便于定量化設(shè)計(jì)的限制，實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中大多仍停留在經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)階段。近年來(lái)隨著行業(yè)對(duì)煙支卷制質(zhì)量認(rèn)識(shí)的提高以及挖潛增效工作的深入開(kāi)展，對(duì)卷煙機(jī)關(guān)鍵部件平準(zhǔn)器的研究也逐漸深入，而平準(zhǔn)器深槽和淺槽深度對(duì)煙支卷制質(zhì)量，尤其是空頭率等的綜合影響還少見(jiàn)報(bào)道。

為更加準(zhǔn)確有效地選擇卷煙機(jī)平準(zhǔn)器，筆者在對(duì)ZJ19型卷煙機(jī)平準(zhǔn)器參數(shù)進(jìn)行正交試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，研究了卷煙機(jī)空頭率與煙支端部煙絲密度分布相關(guān)性，并建立了平準(zhǔn)器的特征參數(shù)，以期為卷煙機(jī)平準(zhǔn)器的設(shè)計(jì)提供定量化參考依據(jù)。

1材料與方法

1.1材料供試煙支為重慶中煙工業(yè)有限責(zé)任公司“天子”牌號(hào)某規(guī)格卷煙產(chǎn)品。

主要儀器設(shè)備：

ZJ19型卷煙機(jī)，河南省許昌煙草機(jī)械有限責(zé)任公司；MW3220煙支密度測(cè)定儀，德國(guó)TEWS公司；卷煙機(jī)平準(zhǔn)器，湖北洪湖中瑞公司。

1.2試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法在煙支重量一定的條件下，平準(zhǔn)器對(duì)卷煙機(jī)空頭率的影響主要有：凹槽數(shù)目（三槽、六槽）、深槽深度、淺槽深度、槽寬度。根據(jù)相關(guān)研究結(jié)論[2]結(jié)合企業(yè)的實(shí)際應(yīng)用確定將深槽深度、淺槽深度、煙支重量作為研究因素，采用正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)[6]，進(jìn)行了卷煙機(jī)平準(zhǔn)器L9（34）3因素3水平正交試驗(yàn)（表1），并采用現(xiàn)用平準(zhǔn)器作為空白樣進(jìn)行了對(duì)照。

1.3取樣及測(cè)試方法

根據(jù)L9（34）正交試驗(yàn)表，制備了試驗(yàn)用相應(yīng)規(guī)格的卷煙機(jī)平準(zhǔn)器。在同一試驗(yàn)條件下，試驗(yàn)采用同一送絲方式、同一機(jī)臺(tái)、同樣車(chē)速（7 000 支/min）、相同操作人員卷制成相同規(guī)格的煙支[84.0（24.0+60.0）mm×24.2 mm]，在更換卷煙機(jī)平準(zhǔn)器待設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定、產(chǎn)品質(zhì)量符合試驗(yàn)設(shè)計(jì)要求后，每間隔10 min取樣的方式，連續(xù)取樣測(cè)試10次，并在試驗(yàn)過(guò)程中記錄卷煙機(jī)空頭剔除率。取樣試驗(yàn)樣品參考文獻(xiàn)[7]所述方法平衡后，參考文獻(xiàn)[8]的相關(guān)規(guī)定測(cè)試煙支的煙絲密度分布。

2結(jié)果與分析

2.1平準(zhǔn)器正交試驗(yàn)卷煙機(jī)空頭率試驗(yàn)結(jié)果

卷煙機(jī)空頭率受平準(zhǔn)器參數(shù)影響較為明顯（表2），其差異接近59倍，對(duì)卷煙消耗造成顯著影響，因此應(yīng)成為選擇平準(zhǔn)器時(shí)應(yīng)考慮的重要因素。對(duì)正交試驗(yàn)結(jié)果的直觀分析的結(jié)果均表明，在試驗(yàn)參數(shù)范圍內(nèi)，對(duì)卷煙機(jī)空頭率影響最大的因素是卷煙機(jī)深槽深度，其次為煙支重量，影響最小的是卷煙機(jī)淺槽深度。相關(guān)性分析結(jié)果表明，卷煙機(jī)深槽深度與卷煙機(jī)空頭率呈現(xiàn)較強(qiáng)的負(fù)相關(guān)關(guān)系（相關(guān)系數(shù)-0.69），淺槽深度以及煙支重量相關(guān)關(guān)系則較弱（相關(guān)系數(shù)分別為0.40和-0.24），但均未表現(xiàn)出明顯的線性相關(guān)關(guān)系。由于卷煙機(jī)空頭率檢測(cè)原理是檢測(cè)煙支端部煙絲填充密度[9]，因此該試驗(yàn)進(jìn)一步研究了煙支端部煙絲密度分布狀況。

2.2煙絲端部煙絲密度分布研究

通過(guò)煙支密度儀測(cè)定的煙絲密度分布，計(jì)算煙支端部煙絲密度逐點(diǎn)平均值及平均密度，并分別計(jì)算其與卷煙機(jī)煙支率的相關(guān)關(guān)系（分別見(jiàn)表3、表4），可以看出煙支端部各點(diǎn)與卷煙機(jī)空頭率表現(xiàn)出明顯的負(fù)相關(guān)關(guān)系，其中以0～5mm煙絲密度其相關(guān)系數(shù)為-0.864。考慮到卷煙機(jī)空頭率檢測(cè)的原理即為檢測(cè)煙支端部煙絲填充密度，因此完全可以用煙支端頭特別是0～5 mm煙絲密度代替卷煙機(jī)空頭率，用以衡量煙支可能產(chǎn)生空頭概率的大小。

2.3平準(zhǔn)器特征參數(shù)的建立

根據(jù)卷煙機(jī)平準(zhǔn)器參數(shù)與0～5 mm煙絲密度相關(guān)關(guān)系，即可找到端部效果最佳的卷煙機(jī)平準(zhǔn)器。因此， 在對(duì)平準(zhǔn)器參數(shù)與0～5 mm煙絲密度進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)研究后，確定了平準(zhǔn)器特征參數(shù)（見(jiàn)公式1）：

k=D2f（Df-Db）（1）

式中，k為平準(zhǔn)器特征參數(shù)；Df為卷煙機(jī)深槽深度；Db為卷煙機(jī)淺槽深度。

通過(guò)卷煙機(jī)平準(zhǔn)器特征參數(shù)、煙絲填充量與0～5 mm煙絲密度進(jìn)行多元回歸分析和方差分析[10]，計(jì)算獲得該模型相關(guān)系數(shù)R=0.943，R2=0.889，方差分析P值0.000 453<0.05，具有顯著的統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，表現(xiàn)出較顯著的正相關(guān)關(guān)系，使得平準(zhǔn)器特征參數(shù)具備了實(shí)際參考價(jià)值。在生產(chǎn)過(guò)程中，為提高0～5 mm煙絲密度從而達(dá)到降低卷煙機(jī)空頭率的目的，應(yīng)盡量選擇特征參數(shù)較大的平準(zhǔn)器。

3結(jié)果驗(yàn)證

選擇制作相應(yīng)特征參數(shù)的卷煙機(jī)平準(zhǔn)器，進(jìn)行了基于平準(zhǔn)器特征參數(shù)的梯度試驗(yàn)（表6），結(jié)果表明：隨著k值減少，0～5 mm煙絲密度減少，卷煙機(jī)空頭率增加，經(jīng)計(jì)算其相關(guān)系數(shù)分別達(dá)到了0.983和-0.961，與研究結(jié)論保持一致。根據(jù)相關(guān)研究經(jīng)驗(yàn)[5]，綜合平衡卷煙其他物理指標(biāo)及卷煙感官煙氣指標(biāo)，最終選擇平準(zhǔn)器3作為實(shí)際應(yīng)用的卷煙機(jī)平準(zhǔn)器。

4結(jié)論

該研究通過(guò)正交試驗(yàn)研究了煙支平準(zhǔn)器主要參數(shù)對(duì)卷煙機(jī)空頭率的影響，研究了煙支空頭率和煙支端部煙絲密度分布的相關(guān)關(guān)系，獲得了0～5 mm煙絲累計(jì)密度這一關(guān)鍵指標(biāo)。在對(duì)平準(zhǔn)器參數(shù)以及煙支端部煙絲密度數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析的基礎(chǔ)上，找到了平準(zhǔn)器參數(shù)與煙支端部煙絲密度的聯(lián)系，建立了平準(zhǔn)器特征參數(shù)。研究結(jié)果表明，平準(zhǔn)器參數(shù)對(duì)卷煙機(jī)空頭率影響顯著；煙支端頭0～5 mm煙支累計(jì)密度與卷煙機(jī)空頭率之間相關(guān)性最高，可以用以評(píng)價(jià)煙支端部的緊實(shí)程度；建立的平準(zhǔn)器特征參數(shù)模型與卷煙機(jī)有著較高的關(guān)聯(lián)度。經(jīng)過(guò)平準(zhǔn)器特征參數(shù)的梯度試驗(yàn)驗(yàn)證，卷煙機(jī)空頭率與特征參數(shù)表現(xiàn)出較強(qiáng)的相關(guān)性。在選擇平準(zhǔn)器時(shí)，為滿足卷煙機(jī)空頭率這一消耗數(shù)據(jù)的基本要求，可根據(jù)現(xiàn)有條件并結(jié)合平準(zhǔn)器特征參數(shù)進(jìn)行快速選擇，但在具體應(yīng)用時(shí)仍需結(jié)合煙支其他物理指標(biāo)及感官指標(biāo)。

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