摘要：分析了ＺＪ１１６供料成条机质量控制系统设计改进的原因，并介绍了设计改进方案，为验证ＺＪ１１６供料成条机质量控制系统设计改进的效果，设计了试验测试方案，将实验结果与烟草行业规定值进行比较，验证了设计改进的合理性。
关键词：ＺＪ１１６供料成条机；质量控制；短期标准偏差
中图分类号：ＴＳ４３ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００３－７７３Ｘ（２０１５）０９－００５５－０３ＤＯＩ：１０．１６５２５／ｊ．ｃｎｋｉ．ｃｎ１４－１１３４／ｔｈ．２０１５．０９．０１８
引言
ＺＪ１１６型卷接机组是我国首次采用双轨道技术的超高速卷接机组，平稳工作速度可以达到１６０００支／分，由ＹＪ１１６（供料成条机）和ＹＪ２１６（滤嘴接装机）组成［１］。供料成条机的目的是为卷烟机高速输送质量一致和均匀的烟丝束，烟丝束的供应能力就直接决定了卷烟机的生产能力，因此供料成条机的烟丝处理能力和形成烟丝束的质量好坏对卷接机组至关重要。
１设计改进原因
ＺＪ１１６型卷接机组供料成条机的技术非常成熟，也经过了市场验证。它的基本功能布局比较合理，只是相对最新的供料成条机缺乏一定的先进性，因此项目组设计改进的设想是不改变它原有的工艺流程和功能布局，只是针对目前市场调研的情况和最新的技术发展趋势对相关的功能部件进行了设计改进。对比ＰＲＯＴＯＳＭ系列及ＧＤ１２１Ｐ２０Ｋ机型，在质量控制方面，三者控制原理基本相同，但是执行机构的设计上各不相同。ＺＪ１１６型卷接机组供料成条机平准器采用了水平劈刀盘，导致两条烟道的烟丝导轨轨迹采取了上下交错的设计，烟丝束的运行轨迹不是两条水平的直线（图１），在平准器工作位置上有一个在垂直方向上向上或向下的运动。而ＰＲＯＴＯＳＭ系列采用了小角度的锥形劈刀盘设计，减小了烟丝束运动轨迹变化的曲率；ＧＤ１２１Ｐ２０Ｋ机型都采取了大角度的锥形劈刀盘设计，就使两条烟丝束的运动轨迹保持直线。从理论上分析，运动轨迹为直线对保证烟丝束的质量效果最好，而ＺＪ１１６型卷接机组烟丝束的运行轨迹上下波动较大，不是理论上的最优选择。
２改进方案分析
为了使烟丝束的运动轨迹为直线，项目组对ＺＪ１１６型卷接机的质量控制部分进行了相关的设计改进，在设计上可以通过在平准器一侧（从机器正面看）的工作位置上采用大角度的锥形劈刀盘（如下页图２所示），以避开劈刀盘对另一道烟丝束的影响，这样可以把前后烟丝通道高度设计成一致。通过以上设计使前后烟道烟丝束的运行轨迹高度保持一致后，就可以简化风室导轨以及劈刀导轨的设计，使得导轨滚轮中心轴的高度布置成一条直线，这样便可以实现烟丝束的运行轨迹成为理论上的最优选择，即一条直线，从而减少因运行轨迹变化产生的烟丝束波动，进而提高烟丝束的质量。
３改进方案验证分析
３．１验证方案策划
试验主要是为验证ＺＪ１１６型卷接机组供料成条机设计改进之后质量控制部分的现场实测效果，这就需要对烟支质量指标进行测试，因烟支短期标准偏差是反应短期内烟支质量稳定与否最有效的参数值，故本次试验通过现场实测并记录单支烟质量值进而分别计算每组烟支的平均值和短期标准偏差。考虑到该次改进主要应用到１２０００支／ｍｉｎ的速度的卷接机组上面，故机组运行速度应稳定控制在１２０００支／ｍｉｎ。又空气湿度对烟丝的影响较大，试验当天的空气湿度应尽量满足烟厂的生产条件，防止空气湿度对烟丝的质量产生较大的影响。
３．２具体方案
１）在测试试验的过程中，为反应设计改进后质量控制部分的实际效果，机器的烟支质量自动控制模块关闭，过重、过轻烟支剔除功能关闭。２）取样方式：短烟支（不带滤嘴），连续取样（电气配合），以１００支［２］为一组。３）取样时机组运行速度应平稳控制在１２０００支／分，同时设置两种不同的取样目标质量值（一轻一重），并分前、后烟道取样，每种情况下取样２组，共取样８组，样本数量计８００支。４）实验室现场通过天平实测质量，并分组记录下每支烟单重。５）试验当天空气湿度条件应满足不大于７０％，不小于５０％。６）按以下公式计算烟支短期标准偏差：式中，ｓ为烟支短期标准偏差，ｘｉ为单支烟的实测质量，ｘ珚为每组烟的烟支平均质量，ｎ为每组烟支取样总数［３］。
４改进方案验证结果
４．１试验测试数据及结果
对现场实测的八组数据通过方案中的公式经过计算以及后期的分析处理后，项目组得到了图３，下页图４的分布图以及表１的计算结果，图３、下页图４中ｘ轴表示烟支短期标准偏差值，ｙ轴表示烟支数量，由图３可知，当目标质量设置为６７０ｍｇ时，线条波形顶点位于ｙ轴右侧，即前面四组取样烟支（对应序号为１、２、３、４）的平均值是大于目标质量的，又图中曲线的波形主要分布于短期标准偏差为±２０ｍｇ的范围内，即烟支的质量短期标准偏值差应小于２０ｍｇ，这些都和表１中的计算结果相吻合。同样由图４可知，后面四组取样烟支（对应序号为５、６、７、８）的平均质量应小于设定的目标质量值７１０ｍｇ，烟支的质量短期标准偏差应小于２０ｍｇ，也与表１中的计算结果相吻合。
４．２数据分析
由表１可知，八组样本中，短期标准偏差值最大为１９．７ｍｇ，最小为１７．８ｍｇ，与标准规定值２３ｍｇ［２］比较，均处于标准规定值的范围内，在方案设定的条件下，即烟支质量自动控制模块关闭，过重、过轻烟支剔除功能关闭，从图３、图４中可以看出，单只烟偏差值较大（即偏差超过６０ｍｇ［２］）的烟支不可避免的都会存在，而这些烟支的存在对短期标准偏差值的计算影响较大。其次，试验所用的烟丝与烟厂正常生产所用的烟丝相比在质量上有一定的差距，这也会对烟支的短期标准偏差的计算结果产生一定的影响。
５结语
由以上实测结果可知，八组数据进行计算之后所得的烟支短期标准偏差值均小于标准规定值，说明对供料成条机质量控制系统的优化改进达到了预期设定的目标，验证了设计改进的合理性。
参考文献
［１］《ＹＪ１７－ＹＪ２７卷接机组》编写组．ＹＪ１７－ＹＪ２７卷接机组［Ｍ］．北京：中国科学技术出版社，２００１．
［２］国家烟草专卖局．卷烟制造工艺规范［Ｍ］．北京：中央文献出版社，２００３．
［３］金登权．ＺＪ１１２型卷接机组的烟支重量控制短期标准偏差问题的处理方法［Ｊ］．湖南文理学院学报：自然科学版，２００９，１５（４）：８２－８６．
［４］成大先．机械设计手册（第二卷）［Ｍ］．北京：化学工业出版社，１９９９．
作者：陈啸 曲丽娟 单位：常德烟草机械有限责任公司研究所
