KDF3E 成型機(jī)濾棒圓周故障維修方法改進(jìn)

徐 杰

（紅云紅河煙草（集團(tuán)）有限責(zé)任公司紅河卷煙廠，云南紅河 652399）

0 引言

在濾棒生產(chǎn)過程中，濾棒圓周是反映其質(zhì)量的重要物理指標(biāo)，對煙支的搓接質(zhì)量、煙氣、煙堿和焦油含量、過濾效果都有直接或間接、隱性或顯性的影響。其中，影響濾棒圓周穩(wěn)定性的核心因素為成型壓條及封口烙鐵的安裝調(diào)整位置。

1 圓周波動(dòng)的傳統(tǒng)維修方法

KDF3E 成型機(jī)是紅河卷煙廠卷煙用濾棒生產(chǎn)的主力機(jī)型，自1998 年引進(jìn)以來，擔(dān)負(fù)著不同規(guī)格濾棒的生產(chǎn)任務(wù)。濾棒在實(shí)際生產(chǎn)過程中，濾棒圓周的維修是耗費(fèi)時(shí)間和成本最多的修理項(xiàng)目之一。通常情況，在設(shè)備出現(xiàn)濾棒圓周波動(dòng)時(shí)，都要進(jìn)行檢查、調(diào)整，一般的維修步驟如下：

首先，從操作層面的設(shè)備清潔保養(yǎng)入手，保證成型槍、導(dǎo)紙輥、布帶盤、布帶輥、布帶表面、成型煙舌、大小壓板、煙槍、冷卻條封口烙鐵等相關(guān)部件的清潔，排除外圍影響因素。

其次，排除來料的波動(dòng)因素，保證原輔料（如絲束、盤紙）無質(zhì)量問題，與正常運(yùn)行機(jī)臺(tái)為同一批次。

最后，也是最關(guān)鍵的手段，設(shè)備相關(guān)各部件的安裝調(diào)整。與圓周相關(guān)的部件包括：

（1）供紙系統(tǒng)。通過調(diào)整盤紙剎車系統(tǒng)以達(dá)到盤紙運(yùn)行所需的拉力，檢查各導(dǎo)紙輥軸承轉(zhuǎn)動(dòng)是否靈活，并檢查其表面磨損情況，保證盤紙正常運(yùn)行，無紙邊晃動(dòng)等異常。

（2）布帶系統(tǒng)。檢查布帶盤、布帶盤摩擦帶及各布帶導(dǎo)輪轉(zhuǎn)動(dòng)是否靈活，檢查各導(dǎo)帶輪磨損情況，入口、出口導(dǎo)帶輪相對于煙槍基座的高低位置。

（3）成型煙舌、煙槍、大小壓板、冷卻條、封口烙鐵的位置。在維修過程中，成型煙舌、煙槍、大小壓板及冷卻條的位置通過使用量棒、塞尺等量具可以做到精確調(diào)整，以達(dá)到設(shè)備運(yùn)行所要求的位置尺寸。調(diào)整完畢后，能長時(shí)間保證這些部組件的定位精度，不需要進(jìn)行反復(fù)調(diào)校。

但是封口烙鐵在實(shí)際調(diào)整過程中存在一定難度，因?yàn)榉饪诶予F工作面不是一條直線，而是逐漸收攏的喇叭狀曲線。每次調(diào)整不但需要耗費(fèi)設(shè)備修理人員較多的維修時(shí)間，同時(shí)也會(huì)在維修調(diào)校過程中產(chǎn)生廢品濾棒，造成大量的絲束浪費(fèi)，增加原料成本。

2 封口烙鐵的調(diào)整要求及存在的問題

根據(jù)維修手冊，封口烙鐵須調(diào)整至與冷卻條處于同一軸線，同時(shí)保證這兩者在工作狀態(tài)下與濾棒條保持同心。封口烙鐵的固定方式為：封口烙鐵側(cè)后方有兩個(gè)M4 的螺紋孔，通過螺栓將封口烙鐵拉緊固定于冷卻條支座上，內(nèi)側(cè)緊貼膠木板。

如果封口烙鐵的位置調(diào)整不當(dāng)，會(huì)出現(xiàn)以下3 個(gè)方面的問題：

（1）濾棒條粘接效果不好，易出現(xiàn)濾棒條爆口缺陷，從而影響下一步卷煙機(jī)煙支卷制生產(chǎn)工序的正常運(yùn)行。

（2）濾棒條被擠壓變形，濾棒上會(huì)有明顯壓痕產(chǎn)生。有壓痕的濾棒外觀質(zhì)量不合格，且濾棒不圓度指標(biāo)超標(biāo)。嚴(yán)重的濾棒壓痕還有可能影響到后續(xù)加工工序的煙支搓接，導(dǎo)致卷煙接裝紙粘接不牢，出現(xiàn)煙支漏氣、掉頭等問題。

（3）布帶非正常磨損，導(dǎo)致濾棒圓周指標(biāo)失控，出現(xiàn)大、小圓周濾棒，同樣也會(huì)導(dǎo)致煙支接裝紙粘接不牢，出現(xiàn)煙支漏氣、掉頭的問題。

在實(shí)際生產(chǎn)過程的維修中，發(fā)現(xiàn)用來安裝固定冷卻條和封口烙鐵的膠木板容易損壞，損壞位置為封口烙鐵與膠木板所安裝接觸的地方。因?yàn)榉饪诶予F長時(shí)間處于高溫狀態(tài)（135～145 ℃），而用來固定封口烙鐵的膠木板工作溫度為140 ℃，所以膠木板長時(shí)間處于臨界溫度，導(dǎo)致膠木板碳化、脫落（圖1）。

圖1 碳化損壞的膠木板

膠木板損壞脫落之后就無法保證封口烙鐵的居中位置，安裝位置也無法得到有效固定。出現(xiàn)該問題后，設(shè)備所生產(chǎn)出來的濾棒會(huì)發(fā)生圓周指標(biāo)波動(dòng)，造成該項(xiàng)物理指標(biāo)超標(biāo)。針對這一問題，維修方法有兩個(gè)：①更換損壞的膠木板；②根據(jù)損壞情況制作墊子，進(jìn)行補(bǔ)償安裝。

但是以上兩種維修方法均存在一定不足之處，第一種辦法，通過直接更換新的膠木板，可以達(dá)到恢復(fù)設(shè)備原來精度的效果，但是設(shè)備運(yùn)行一段時(shí)間（約3 個(gè)月）以后，隨著膠木板的再次碳化，必須重新更換。膠木板備件價(jià)值較高（分別為9830.18 元、5428.52 元），更換成本較高，影響工廠備件消耗指標(biāo)。第二種辦法，通過自制補(bǔ)償墊片安裝調(diào)整，因?qū)嶋H生產(chǎn)過程中存在膠木板碳化損壞程度不一致，所以每次需要制作不同的補(bǔ)償墊片，并進(jìn)行多次反復(fù)地調(diào)整。這種方法不但造成大量廢品，而且影響設(shè)備效率的有效發(fā)揮。

3 解決思路及方法

針對設(shè)備存在的問題和情況，希望找到一種材料，鑲嵌在原機(jī)膠木板的封口烙鐵所對應(yīng)的安裝位置上，以保證其在高溫環(huán)境下不老化變形、損壞。具體方法為：基于修舊利廢原則，將原先碳化損壞的膠木板進(jìn)行加工，將碳化部分去除，在膠木板上封口烙鐵的安裝位置處銑出一個(gè)外形尺寸與封口烙鐵一致的空間，使用耐熱材料制作對應(yīng)尺寸的隔熱部件安裝于該空間內(nèi)，使其與膠木板、封口烙鐵完全貼合（圖2）。

圖2 膠木板改進(jìn)設(shè)計(jì)

該材料要求耐高溫性應(yīng)高于原機(jī)配置的膠木板，熱膨脹系數(shù)應(yīng)小于或等于膠木板，吸水性應(yīng)小于或等于膠木板，導(dǎo)熱系數(shù)應(yīng)小于或等于膠木板，熱膨脹性小于或等于膠木板，垂直層向彎曲強(qiáng)度、壓縮強(qiáng)度應(yīng)優(yōu)于膠木板。根據(jù)以上使用需求找到兩種材料，一種是高溫耐熱無機(jī)工程材料（M1040H），另外一種是聚醚醚酮（PEEK）。兩種材料與膠木板的參數(shù)指標(biāo)對比見表1。

表1 材料指標(biāo)參數(shù)對比

由表1 可知，M1040H 與PEEK 兩種材料與膠木相比較，耐溫性、吸水率皆優(yōu)于膠木，導(dǎo)熱系數(shù)與膠木相當(dāng)。M1040H 的熱膨脹系數(shù)與膠木相當(dāng)，PEEK 稍大于膠木。強(qiáng)度方面兩種材料也都滿足使用要求，但是綜合比較，M1040H 的技術(shù)指標(biāo)又優(yōu)于PEEK，所以選擇M1040H 作為膠木的替代材料。

4 實(shí)施方案

通過上述對比分析之后，選定了M1040H 作為膠木的替代材料，將先前從KDF3E 成型機(jī)拆卸下來的損壞膠木板以及隔熱部件進(jìn)行設(shè)計(jì)并加工。

根據(jù)改進(jìn)思路及膠木板實(shí)際情況設(shè)計(jì)隔熱部件（圖3）。根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙對所選材料進(jìn)行加工，得到隔熱部件及開槽的膠木板（圖4、圖5）。加工完成后對膠木板及隔熱部件進(jìn)行組合安裝（圖6）。

圖3 隔熱部件設(shè)計(jì)

圖4 隔熱部件

圖5 開槽的膠木板

圖6 加裝隔熱部件的膠木板

5 結(jié)果分析

以8#KDF3E 濾棒成型機(jī)為例，通過實(shí)際生產(chǎn)運(yùn)行跟蹤觀察，改進(jìn)后的膠木板在1 年內(nèi)未再出現(xiàn)損壞，也未進(jìn)行維修調(diào)整。調(diào)取工藝質(zhì)量部門1 年內(nèi)的采樣數(shù)據(jù)，改進(jìn)后該機(jī)組所生產(chǎn)的濾棒圓周物理指標(biāo)均達(dá)到圓周標(biāo)準(zhǔn)偏差不大于0.032 mm 的KPI 考核指標(biāo)（表2）。

表2 改進(jìn)前后圓周物理指標(biāo)對比（中心值23.90 mm）

由表2 數(shù)據(jù)可知，改進(jìn)后的濾棒圓周標(biāo)準(zhǔn)偏差平均值由0.035 mm 降低至0.027 mm，效果較為明顯。同時(shí)濾棒圓周合格率也由改進(jìn)前的97.967%提升至99.368%；濾棒圓周絕對偏移量由改進(jìn)前的0.034 mm 降低至0.026 mm。

在改進(jìn)后的使用過程中，M1040H 材料表現(xiàn)出的綜合性能指標(biāo)明顯優(yōu)于原機(jī)使用的膠木材料，尤其是在耐高溫性方面，完全滿足生產(chǎn)工藝所需溫度設(shè)計(jì)，很好地解決了膠木板碳化損壞的問題。封口烙鐵的固定問題也變得可控、可靠，實(shí)現(xiàn)部件一次調(diào)整到位，無需后續(xù)維護(hù)，有利于濾棒圓周這一項(xiàng)關(guān)鍵指標(biāo)的控制及維修，提高率濾棒物理指標(biāo)均質(zhì)化水平。