基于回歸分析的煙支空頭影響因素研究

唐海軍 祝芳 楊云凱 宋林 黃剛

摘要 為研究煙支空頭影響因素與煙支空頭數(shù)量之間的關(guān)系，本文通過(guò)MINITAB17軟件，運(yùn)用回歸分析方法，對(duì)風(fēng)機(jī)正壓、梗導(dǎo)板高度、壓實(shí)端位置3個(gè)因子與B品牌煙支空頭數(shù)量的影響規(guī)律進(jìn)行了研究。試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果表明，確保卷接機(jī)正常運(yùn)行和其他參數(shù)不變的情況下，在3個(gè)因子各自的參數(shù)范圍內(nèi)，風(fēng)機(jī)正壓越大、梗導(dǎo)板高度越小、壓實(shí)端位置偏移量越大，煙支空頭數(shù)量越多。

關(guān)鍵詞 煙支空頭；影響因素；回歸分析

中圖分類號(hào) TS452 ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A

文章編號(hào) 1007-7731（2023）11-0123-04

Research on influencing factors of cigarette short based on regression analysis

TANG Haijun ? ZHU Fang ? YANG Yunkai ? SONG Lin ? HUANG Gang*

（Qingzhou Cigarette Factory of China Tobacco Shandong industrial Co.， Ltd.， Qingzhou 262500， China）

Abstract In order to study the relationship between the influencing factors of cigarette shorts and the amount of short cigarettes， this paper uses the MINITAB17 software to analyze the relationship between the three factors of positive pressure of the fan， the height of the stem guide， and the position of the compaction end and the number of short cigarettes of the B brand through the regression analysis method. The influence law of the fan has been studied. The experimental statistical analysis results showed that： in the case of ensuring the normal operation of the coiling unit and other parameters unchanged， within the respective parameter ranges of the three factors， the larger the positive pressure of the fan， the smaller the height of the stem guide plate， The greater the position offset of the compaction end， the greater the number of short cigarettes.

Keywords cigarette short; influence factor; regression analysis

在卷煙生產(chǎn)過(guò)程中，煙支空頭是影響卷煙成本和煙支外觀質(zhì)量的重要指標(biāo)[1]，煙支空頭會(huì)嚴(yán)重?fù)p害消費(fèi)者的利益。魏瑞廣等[2]在卷接機(jī)組全速運(yùn)行下，研究了回絲量系數(shù)、煙條輸送機(jī)壓力和風(fēng)室壓力3個(gè)因素與煙支空頭之間的影響關(guān)系；肖勇才[3]研究了ZJ17卷接機(jī)的設(shè)備工藝參數(shù)與煙支空頭之間的影響關(guān)系；張旭升和陳智鳴[4]對(duì)ZJ17卷接機(jī)的正壓吹風(fēng)、負(fù)壓吸風(fēng)、平準(zhǔn)盤精度和回絲量對(duì)煙支空頭的影響進(jìn)行了研究。為進(jìn)一步減少生產(chǎn)過(guò)程中的煙支空頭數(shù)量，控制卷煙成本和提高煙支外觀質(zhì)量，本文運(yùn)用回歸分析[5-6]方法針對(duì)風(fēng)機(jī)正壓、梗導(dǎo)板高度、壓實(shí)端位置偏移量3個(gè)因素與煙支空頭數(shù)量的影響規(guī)律進(jìn)行了研究。

1 材料與方法

1.1 儀器與設(shè)備

青州卷煙廠6#卷接機(jī)組（ZJ17機(jī)型）；煙支端部測(cè)試儀（D90）；精度0.1 mm量程不低于200 mm的鋼板尺；MS303SE/01電子天平（精度為0.000 1 g）。

1.2 試驗(yàn)材料

B品牌煙絲，B品牌高透濾棒（120 mm×24.0 mm×3 450 Pa，6 000 CU），B品牌接裝紙（68 mm×36 g×2 500 m），B品牌豎紋卷煙紙（70 CU×26.5 mm×32 g×4 000 m）。

1.3 試驗(yàn)方法

本研究通過(guò)控制單一變量法，根據(jù)品牌B的工藝原理，在保證6#卷接機(jī)組正常運(yùn)行和其他參數(shù)不變的情況下，分別控制風(fēng)機(jī)正壓、梗導(dǎo)板高度、壓實(shí)端位置3個(gè)因子的參數(shù)變動(dòng)進(jìn)行試驗(yàn)，并對(duì)不同因子在不同參數(shù)情況下煙支空頭支數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 風(fēng)機(jī)正壓對(duì)煙支空頭數(shù)量的影響

2.1.1 工藝原理 ?由于B品牌的煙絲中含有較多的梗簽，并且其工藝不進(jìn)行壓梗，造成梗簽偏大。但煙絲成型過(guò)程中，彈絲轆把針輥上的煙絲均勻彈落至輸送帶上，煙絲通過(guò)高速運(yùn)轉(zhuǎn)的輸送帶拋向風(fēng)分裝置，該裝置上的空氣噴嘴安裝于輸送帶的左前上方，噴出一束向下的垂直于輸送帶且分布在整個(gè)輸送帶寬度上的正壓氣流，先將煙絲吹向拋絲輥再吸絲成形，重的煙絲團(tuán)、梗簽和雜質(zhì)憑借自身慣性進(jìn)入拋絲輥上方的螺旋回梗機(jī)構(gòu)的料槽內(nèi)，完成梗絲的第一次分離，其分離出的梗絲混合物的多少，可通過(guò)調(diào)節(jié)輸送帶前方梗導(dǎo)向擋板的高度來(lái)實(shí)現(xiàn)[7-10]，來(lái)自螺旋回梗機(jī)構(gòu)的梗絲混合物在二級(jí)梗絲分離風(fēng)室內(nèi)完成二級(jí)梗絲分離后，在保證單一變量前提下，梗簽剔除量的多少也取決于二級(jí)梗絲分離風(fēng)室中風(fēng)力的大小，梗簽剔除強(qiáng)度逐漸增大時(shí)，伴隨梗簽中被剔除的煙絲也隨之增大，一般用梗中含絲率表示（要求為3%～5%）。煙絲中含有較多的梗簽會(huì)造成煙絲束密度不均勻，并且在刀盤對(duì)煙條切割中，煙絲端的梗容易掉落形成空頭，梗簽會(huì)造成煙條刺破或者不光滑。為了驗(yàn)證風(fēng)機(jī)正壓對(duì)煙支空頭缺陷率的影響。對(duì)6#卷接機(jī)組梗中含絲率（梗簽剔除口接出100 g煙梗中煙絲的克數(shù)）進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，隨機(jī)取出15支煙，統(tǒng)計(jì)15支煙中的含梗率[刨出10支煙中的煙絲重量，挑選出煙蒂和>3 mm的煙梗，即煙支含梗率（%）=（煙蒂+煙梗重量）/煙絲總重×100]，連續(xù)隨機(jī)抽取10次，每隔10 min收集1次，如表1所示。

2.1.2 單機(jī)試驗(yàn) ?在設(shè)備正常運(yùn)行且其他參數(shù)設(shè)置不變的情況下，在正壓吹風(fēng)日常默認(rèn)設(shè)置（>600 Pa）可調(diào)節(jié)范圍內(nèi)改變?cè)O(shè)定值（在700～900 Pa標(biāo)準(zhǔn)范圍之內(nèi)），收集來(lái)料煙絲、梗簽排出物、煙支樣品，檢測(cè)絲中含梗及梗中含絲率，并統(tǒng)計(jì)剔除的空頭煙支數(shù)量，觀察篩分與成品煙支絲中含梗率、排出物梗中含絲率的關(guān)系。

由圖1可知，正壓吹風(fēng)、梗中含絲率、煙中含梗率和空頭煙支數(shù)量各個(gè)變量之間存在相關(guān)關(guān)系，符合回歸分析條件。

對(duì)正壓吹風(fēng)（Pa）與空頭煙支數(shù)量（支/min）進(jìn)行回歸分析（圖2、表2）?；貧w方程：空頭煙支數(shù)量（支/min）=106.6-0.297 1正壓吹風(fēng)（Pa）+0.000 207正壓吹風(fēng)（Pa）^2。其中，S=0.517 460；R-Sq=96.5%；R-Sq（調(diào)整）=95.8%。

通過(guò)分析發(fā)現(xiàn)，其他參數(shù)不變的情況下，在不同的正壓吹風(fēng)下，風(fēng)壓越大，梗中含絲率越小，煙中含梗率越大，每分鐘的煙支空頭支數(shù)也越多。

2.2 梗導(dǎo)向板的高度對(duì)煙支空頭數(shù)量的影響

2.2.1 工藝原理 ?在卷接機(jī)組的VE部分，煙絲進(jìn)入喂料系統(tǒng)后，再均勻進(jìn)入剔梗系統(tǒng)，從上空氣噴射器噴出的氣流作用于煙絲流的整個(gè)寬度上，并垂直將皮帶送出的煙絲送至加速輥，較重的煙絲顆粒（梗簽）和非金屬雜物顆粒依靠其慣性穿過(guò)氣流并越過(guò)梗導(dǎo)向板而進(jìn)入煙梗螺旋輸送槽，此過(guò)程稱為一次分離，梗導(dǎo)板高度特指梗導(dǎo)板最上邊邊緣與調(diào)節(jié)螺母之間的距離，可由2個(gè)螺母調(diào)節(jié)煙絲吹向拋絲輥后吸絲成形，梗導(dǎo)向板的高度會(huì)影響煙絲中的梗量，煙絲中含有較多的梗簽會(huì)造成煙絲束密度不均勻，并且在刀盤對(duì)煙條切割中，煙絲端的梗容易掉落形成空頭[11]。為了驗(yàn)證梗導(dǎo)向板對(duì)煙支空頭等的影響，采用跟風(fēng)機(jī)正壓相同的方法進(jìn)行分析。

2.2.2 單機(jī)試驗(yàn) ?在設(shè)備正常運(yùn)行且其他參數(shù)設(shè)置不變的情況下，在梗導(dǎo)向板日常默認(rèn)設(shè)置（65 mm左右）可調(diào)節(jié)范圍內(nèi)改變?cè)O(shè)定值（在63～69 mm標(biāo)準(zhǔn)范圍之內(nèi)），收集來(lái)料煙絲、梗簽排出物、煙支樣品，檢測(cè)絲中含梗及梗中含絲率，并統(tǒng)計(jì)剔除的空頭煙支數(shù)量，觀察篩分與成品煙支絲中含梗率、排出物梗中含絲率的關(guān)系，統(tǒng)計(jì)結(jié)果如表3所示。

由圖3可知，梗導(dǎo)向板高度、梗中含絲率、煙中含梗率和空頭煙支數(shù)量各個(gè)變量之間存在相關(guān)關(guān)系，符合回歸分析條件。

對(duì)梗導(dǎo)向板高度（mm）與空頭煙支數(shù)量（支/min）進(jìn)行回歸分析（圖4、表4）?；貧w方程為：空頭煙支數(shù)量（支/min）=1 282-36.64梗導(dǎo)向板高度（mm）+0.261 9梗導(dǎo)向板高度（mm）^2。其中，S=0.460 637；R-Sq=99.1%；R-Sq（調(diào)整）=98.9%。

通過(guò)分析發(fā)現(xiàn)，其他參數(shù)不變的情況下，隨著梗導(dǎo)向板高度的增加，梗中含絲率逐步增大，煙中含梗率逐步下降，煙支空頭支數(shù)也在逐步減少。

2.3 壓實(shí)端位置偏移對(duì)煙支空頭數(shù)量的影響

在卷煙生產(chǎn)過(guò)程中，煙絲經(jīng)過(guò)卷煙機(jī)吸絲成型系統(tǒng)后，煙絲束的密度分布發(fā)生變化，其中煙支點(diǎn)燃端（也稱“壓實(shí)端”）的密度高于其他部分，在煙支卷制時(shí)，若煙支壓實(shí)端位置出現(xiàn)較大偏移，會(huì)造成卷煙端部掉落煙絲及空松現(xiàn)象。在卷煙機(jī)的煙支輸出口收集40支卷煙進(jìn)行測(cè)定，分8組收集相應(yīng)的煙支壓實(shí)端位置，收集空頭煙支的剔除情況（表5），進(jìn)行回歸分析，分析結(jié)果如下。

對(duì)空頭缺陷率（%）與壓實(shí)端偏移量（mm）進(jìn)行回歸分析（圖5、表6）?；貧w方程：空頭缺陷率（%）=0.216 9+0.013 28壓實(shí)端偏移量（mm）+0.008 531壓實(shí)端偏移量（mm）^2。其中：S=0.035 325 7；R-Sq=97.9%；R-Sq（調(diào)整）=97.0%。

通過(guò)分析發(fā)現(xiàn)，其他參數(shù)不變的情況下，煙支壓實(shí)端位置是影響煙支空頭的顯著原因，并且隨著壓實(shí)端位置偏移量的增大，煙支空頭數(shù)量顯著增加。

3 小結(jié)與討論

本次試驗(yàn)結(jié)果表明，在卷接機(jī)組正常運(yùn)行且其他參數(shù)不變的情況下，在3個(gè)因子各自的參數(shù)范圍內(nèi)，風(fēng)機(jī)正壓越大、梗導(dǎo)板高度越小、壓實(shí)端位置偏移量越大，煙支空頭數(shù)量越多。另外，本試驗(yàn)結(jié)論僅基于青州卷煙廠B品牌煙支的試驗(yàn)得出，結(jié)論有一定的局限性，對(duì)于其他品牌煙支空頭影響規(guī)律需要進(jìn)一步驗(yàn)證。

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