李 旭，宋 韜，范霞萍，席攀攀

（1.浙江中煙工業(yè)有限責任公司杭州卷煙廠，浙江杭州 310018；2.浙江中煙工業(yè)有限責任公司技術中心，浙江杭州 310018）

0 引言

KDF4 濾棒成型機組是卷煙廠最新引進的設備，它是當今較先進的也是生產速度最快的單煙槍濾棒成型設備，生產效率比現(xiàn)有設備KDF2 提高了50%。但是運行一段時間后，暴露出該設備產品質量不穩(wěn)定的缺點，特別是在圓周達標率方面。在生產過程中，設備人員發(fā)現(xiàn)濾棒圓周達標率按照本廠的CPK 要求，達標率較低，已經嚴重影響卷煙產品質量。

（1）據(jù)車間一年以來的質量統(tǒng)計，KDF4 濾棒圓周達標率只有65.81%而KDF2 的圓周達標率為90.93%，同時制造部的KPI（關鍵業(yè)績指標）考核指標是≥85%，大大影響KDF4 的效益。

（2）因質量缺陷而被否樣，嚴重影響制造部的考核指標，使卷包車間甚至制造部的經濟效益受到損失，同時使消費者對產品的滿意度下降。提高KDF4 濾棒圓周達標率將有效提高濾棒圓周的合格率，減少設備維修的停機時間，切實有效地落實部門對產品濾棒質量方面的考核。

根據(jù)上述問題，設備維修人員對圓周穩(wěn)定性與加熱溫度、上膠量、布帶位置3 個參數(shù)的關系進行分析，以期在保證運行效率的前提下，提高濾棒成品的圓周穩(wěn)定性和圓周達標率。

1 材料與方法

1.1 材料與設備

使用設備包括：德國虹霓公司AF-KDF4 濾棒成型機設備，英國CERULEAN QTM 測試頻臺；材料包括：江蘇南通3.0Y/32000絲束，民豐紙業(yè)26 g/cm3普通成型紙。

1.2 工作原理

KDF4 機型成型紙濾棒成型原理如圖1 所示：成型紙在運行過程中經過上膠膠槍后，由高壓嘴位置與絲束條結合，通過煙舌和壓板進入底軌和冷卻條；冷卻條由調節(jié)凸輪進行上下調節(jié)，控制濾棒圓周的大小；冷卻條位于濾條的上方，對濾棒搭口的熱熔膠水進行處理。

圖1 成型流程

1.3 硬件提升

在實驗之前，設備人員首先對成型機壓板進行調換，方法為：按KDF2 壓板尺寸進行一系列KDF4 壓板加工。

1.4 DOE 實驗

在車速600 m/min 條件下，甘油酯施加量50 mg/支，供絲量（V1/VKdf）1.103，V0 輥壓0.05 MPa 的條件下，對加熱溫度、上膠量、布帶位置進行全因子DOE（Design Of Experiment，正交試驗設計）分析（包括重復兩次的三因子兩水平合計16 次實驗），確定三因子最佳水平。以上DOE 試驗均采用隨機試驗的方法進行，試驗結果的分析、預測模型的建立和最佳參數(shù)的確定均用Minitab 軟件完成。

2 結果與分析

2.1 實驗結果

上述實驗的結果見表1、圖2。

圖2 試驗的圓周殘差圖

表1 實驗數(shù)據(jù)

通過對不同最終加熱溫度、上膠量、布帶位置的梯度進行全因子實驗，對數(shù)據(jù)進行軟件分析后得到數(shù)學模型：

圓周=24.544 4-0.001 900×加熱溫度+0.000 944×上膠量-0.005 00×布帶位置

通過軟件的響應優(yōu)化設計后，發(fā)現(xiàn)加熱溫度在163 ℃、上膠量22 g/（600 支）、布帶在4.3 mm 位置時，理論上圓周達標率達到最佳。

2.2 進一步實驗（調優(yōu)運算）

為驗證理論參數(shù)在實際運行中的情況，做了對比實驗，并且在上述實驗的基礎上做了多輪測試（表2）。

表2 進一步實驗計劃

以前的工作加熱溫度160 °C，上膠量23 g/（600 支），布帶位置4.7 mm，實驗建議工藝條件這3 項參數(shù)分別為163 °C、23 g/（600 支）和4.3 mm。經過再次試驗后，最終得到最佳值設定：布帶位置4.5 mm，熱熔膠上膠量20 g/（600 支），加熱溫度165 °C。對實驗結果進行驗證，數(shù)據(jù)表明通過調優(yōu)運算找到的最優(yōu)參數(shù)比較穩(wěn)定，且濾棒圓周達標率大于85%，達到既定目標（表3）。

表3 調優(yōu)運算實驗結果的驗證

3 總結

（1）通過此次實驗分析，濾棒圓周與加熱溫度成正相關關系，與上膠量、布帶位置、上膠量的二次方、布帶位置的二次方之間為負相關的關系，與加熱溫度和上膠量的乘積正相關。

（2）在加熱溫度165 ℃，布帶位置4.5 mm，上膠量250 g/（600 支）的條件下，設備圓周達標率達到了85.6%。

（3）本次測試僅解決了圓周波動大、圓周不穩(wěn)定的問題，如何降低濾棒的圓度波動、提高濾棒圓度穩(wěn)定性還有待進一步研究。

（4）對各項改善措施涉及的部件調整，制作了調整規(guī)范列表，并對改進后的零件測繪更新圖表和備件，同時根據(jù)生產計劃定期安排設備輪保工作對其進行清潔和維護，制訂《設備輪保作業(yè)點檢表》，針對關鍵部件進行檢查調整，使其標準化，同時為了提高對KDF4設備原理和工藝參數(shù)的認識水平，提高質量控制能力和操作水平，車間對相關員工開展KDF4 設備原理及工藝參數(shù)控制方法培訓。

（5）對于一些改變尺寸規(guī)格的零件及配件，按照標準進行備件編號、加工并加入備件庫，以便及時更換。