卷接机空头烟支产生的原因及减少途径 (摘录）

　　卷烟机在正常生产过程中，总会产生一部分不合格烟支，包括空头、漏气、缺滤嘴、重量超限烟支、软点烟支、硬点烟支、轻紧头等，其中数量最多的是空头烟。据统计，空头烟所占的比例一般要超过不合格烟支总数的70%。以长城机组计，我厂（西昌卷烟厂——编者注）的卷接机在正常生产过程中的废品率为1%左右，如果我们假定设备的有效作业率达到80%，一组卷烟机每天两个班按15小时工作时间来计算，所产生的废品烟超过46800支，其中空头烟达到32760支以上。四组长城机组每天因烟支空松所造成的损失就要超过13万支，折合2.6大箱，可见损失是很大的。因此，如何减少空头烟支数量是我们面临的一个重要问题。

形成空头烟支的主要原因

　　造成烟支空头的原因很多，主要原因可以归结为烟支紧头区域烟丝填充不良。MOLINS系列卷烟机为了防止空头、漏气等故障烟支的产生，提高了烟支燃烧端与接嘴端的烟丝填充量，这个区域称之为“紧头”，其长度约为10mm，烟丝密度高出其它部位8%以上。紧头区域烟丝填充好坏，对空头起着关键作用。在实际生产中，烟支紧头区域可能出现两个问题，其一是填充量不足，密度不高；其二是紧头位置随机漂移。

　　1、紧头填充量不足
　　1）、料斗传动波动、吸丝钢带打滑　卷烟机后身供送烟丝由吸丝钢带吸附传递到烟枪部，与卷烟纸结合，形成卷烟条。在成型过程中，后身供料的速度必须与烟枪的运行速度严格匹配。但是由于后身运动是通过电磁离合器连接到主传动上的，因此不排除高速生产过程中出现因离合器打滑造成供料瞬时滞后的情况，同样，吸丝钢带属摩擦传动，随着钢带疲劳度增加，也必然会产生瞬时打滑，影响供料精度。这样，烟条中烟丝填充量就会出现明显的瞬时性下降，引发烟支空头的可能性非常大。

　　2）、烟支重量控制精度低，严重超轻烟支比例高
　　由于烟支重量分布呈正态分布规律，如果控制精度降低，过程控制能力下降，重量低于下限的烟支数量就会增多，这类烟支平均的填充量不足，紧头端的密度也不高。

　　烟支填充量的波动，尤其是紧头区域的波动，会直接引起烟支空头。

　　2、紧头位置波动
　　理想状态下，烟条切割位置应在紧头中央，即要求烟条传递到切割点时，烟支切刀正对紧头中央位置。但是因为烟条传动依靠烟条与布带间的摩擦力为主动力，

　　机器高速运行时，存在许多因素影响摩擦力的大小，进而影响传送的精度。

　　烟条与布带间摩擦力（F）的大小为：

　　F＝μN

　　其中，π.......除布带、盘纸的物理品质对μ.布带磨损程度、烟丝水分等因素.....N为烟条成型过程中烟条与布带接触时产生的正压力。其大小为：

　　N=∫LO（∮σds）dx

　　其中径向应力......∮......决定。L是烟枪长度。

　　由以上分析可知，烟条在烟枪上进行传递的动力大小受到烟丝、布带的物理品质的影响，而这些参数在设备运行过程中不稳定，比如布带的疲劳度增长，其摩擦系数一定会减小，摩擦力随着降低，并且，生产过程中烟丝的填充量总会不断变化，烟丝的填充性能也不可能恒定，摩擦力大小也会受到影响。由于主动力出现波动，烟条在布带上就会打滑，生产实践表明，烟条打滑现象始终是存在的，只是有的时候表现得比较明显，幅值达1～2mm之多，有的时候不明显，可忽略不计。

　　烟条打滑会导致烟支切割位置偏离紧头中央，紧头长度严重缩短的烟支就很容易成为空头烟。

　　3、烟支的PA部的传递过程是空头的最终实现环节。
　　烟丝品质低、烟条成型时填充不均匀、紧头位置波动是空头烟支形成的内因，但是烟支成型完成（完成烟条切割）时，烟支并不空松，当烟支经历传递过程，在传递中不断被振动，烟支燃烧端存在的填充不良等问题才会暴露出来，烟丝会逐渐被抖松、散落，最终形成空头烟支。

　　因此，PA部机械振动是形成空头的外因。设备运行时，存在许多因素引发鼓轮产生一定频率的振动。机械传动产生振动的原因很复杂，但主要是由于回转件偏心或传动侧隙过大而引起：

　　1、回转件偏心造成振动。在卷烟机上有很多齿轮、轴、带轮、鼓轮等回转件，许多回转件存在偏心或者由于磨损严重造成轴心跑偏，使转轴对轴承在某一方向的压力是一个周期变化的力，这个力作用在机器上将使机器发生振动。尤其当转轴以临界转速转动时，机器发生激烈的振动。

　　2、齿轮传动间隙过大引起振动，由于设计、加工、装配及磨损等原因都可能使齿轮传动间隙过大。一般圆柱齿轮传动齿侧隙应该在0.05~0．10mm之间，而我厂卷烟机因为使用时间长，缺乏有效的大修等方面原因，多数齿轮侧隙明显超出公差范围，传动过程中噪音很大，振动非常明显。

　　3、共振。最严重的情况发生在当外部激振力的频率和系统的固有频率接近或重合时，系统产生的强烈振动即共振。共振现象主要发生在机器速度波动或加速、减速过程。

　　烟支在传递过程中随着设备作相同频率的低幅振动，紧头位置填充不良的烟支，其燃烧端烟丝将在振动过程中逐渐空松、散落，形成空头烟支。

减少空头数量的基本措施

　　探索减少空头烟支数量的途径，首先必须重视两个基本条件：

　　第一，提高烟丝内在品质是减少空头、有效实现重量控制的基础条件。烟丝内在品质，尤其是烟丝的填充能力是决定卷烟过程消耗、减少空头烟支的重要因素。烟丝填充值是指在一定条件下，单位重量烟丝所占有的体积，烟丝填充值高，中丝、长丝比例高，烟支端部烟丝就不易被抖松，因此能够抑制空头的发生。与烟丝填充值相关的因素有：1、烟丝的温度和水份。烟丝的温度和水份与烟丝的填充能力成负相关，温度每升高1℃填充值下降1%，水份每升高1%填充值下降4%。2、叶丝结构。随着烟丝长度增加填充能力提高。在1.33mm以上，长度增加填充值提高缓慢；在1.33mm以下长度减少填充值急剧下降。3、烟丝弹性、卷曲度和松散状态。

　　第二、正确认识空头与烟支重量的关系，即1）重量控制精度提高，空头烟支数量将减少。这是因为烟支重量分布具备正态分布的特征，当控制精度提高时，标准偏差就会下降，负偏差也随之减小，因此有利于制止空头的发生；2）平均重量增加，有利于提高重量控制精度；3）生产实践表明，为了有效控制烟支重量，卷烟生产一定要允许一定数量的空头烟支的存在，这样才能在科学降低烟丝消耗同时保证烟支质量。

　　基于前面有关空头烟发生原因的分析，可从下面几种途径出发去控制空头的发生。

　　1、料斗独立驱动
　　料斗独立驱动的目的是取代目前使用的通过电磁离合器从主机引进驱动力的设计方案，另外增加一个新的动力源驱动料斗供料，供料速度通过电子跟踪主机速度而达到两者匹配，由此减少传动过程中的不稳定因素，保证料斗均衡供料。

　　2、变换平整器削减盘规格
　　（1）单紧头平整器装置取代原有的双紧头平整器装置
　　单紧头平整器装置取代原有的双紧头平整器装置，将原来生产的双紧头烟支改为生产单紧头烟支。单紧头烟支较双紧头烟支而言取消了滤嘴端的紧头，将原先在滤嘴端形成紧头的烟丝均匀的分布到整支卷烟。这样做的结果是使整支烟的烟丝密度提高（包括烟支中部和燃烧端紧头），提高烟支的饱满度，而燃烧端烟丝密度的提高将进一步降低烟支的空头现象。

　　（2）最佳平整器规格的选择
　　单紧头平整盘有3个凹槽，凹槽长度和深度不同，烟支紧头的密度与长度就不同，因此平整盘规格对克服空头十分重要。

　　试验结果证明，单紧头平整器装置取代原有的双紧头平整装置，能够改善烟丝填充情况，有效减少空头咽支数量。但是，也必须注意到由此带来的负面影响。

　　1）、降低接嘴端填充密度，搓接过程中产生漏气烟支的可能性增加。通过提高搓接精度，影响会减小，但是漏气烟支的数量仍会微量增加。

 

　
　　2）、卷烟生产过程中烟支重量的控制精度会下降。

　　如图所示，单紧头平整器装置取代原有的双紧头平整装置后，如果发生紧头位置偏移，若如图示向前偏移，则由于烟支B的紧头长度长于咽支A，因此前者的重量要大于后者。而对于双紧头，若一个紧头增长，另一个紧头就会缩短，总量上变化不大，能够保持烟支重量的相对平稳。相比较而言，单紧头烟支的重量的变异系数会有较大增加。

　　另一个需要注意的问题是平整器规格即凹槽长度与高度尺寸的选择。平整器规格的选择要求紧头密度能够适量增加，但不宜过大。填充密度变化过大容易造成设备运行不稳定，或者形成“竹节”烟支等。根据上海卷烟厂试验的经验，2.5mm×22mm规格的单紧头平整器是比较符合要求的规格。

　　3、实施紧头位置跟踪，自动调节紧头位置
　　经过前面的分析可知，卷烟机高速运行过程中，由于烟丝的温度、湿度、质量的不均匀性，尼龙带、钢带、布带的疲劳度，造成随机打滑现象；再加上机械传动间隙及热变形，紧头位置会产生随机漂移。因此单靠静态下的机械同步无法精确保证刀口位置处于烟条紧头中央。如果紧头位置波动幅度超出某个临界值，就很容易使烟支出现空头，若安装单紧头平整器，还会导致严重的重量偏差，降低过程控制能力。如何从根本上解决布带传递烟条时出现的打滑问题，目前还没有一个行之有效的办法，不过，作为一种弥补措施，对于紧头位置的偏移情况进行跟踪检测，并自动完成调节，可以在一定程度上纠正紧头位置的偏差。

　　4、加强设备维护，降低设备振动

　　减少空头烟支数量，必须加强设备维护保养。首先要求及时更换或修复被磨损的零部件，尽可能使传动间隙保持在公差允许范围内；其次，对重要的高速回转件不仅要求保证静平衡，同时必须提高动平衡精度；第三，加强设备润滑，减小设备磨损。只有采取一系列措施，逐步提高设备的整体技术水平，才能使设备运行更加平稳，减小振动和噪音，进而减少空头烟支的数量。