滾筒防粘料自動吹掃裝置的研發(fā)

滾筒防粘料自動吹掃裝置的研發(fā)

吳忠卷煙廠制絲車間金沙QC小組發(fā)布人:蔣文翔、李菁吳忠卷煙廠金沙QC小組小組名稱2014年5月

WZ17-2014注冊時間滾筒防粘料自動吹掃裝置的研發(fā)活動課題2014年5月-2015年4月課題活動時間創(chuàng)新型課題類型一、

小組概況一、

小組概況小組成員簡介合格數(shù)據(jù)統(tǒng)計與發(fā)布大專操作工26女李菁87合格方案實施大專機械維修工43男王建民6合格工藝指導本科工藝員31男張道增5合格技術改造本科電氣修理工30男閆銳4合格組長本科設備技術員28男馬佐耀3合格方案策劃大專維修班班長44男李潤喜2合格技術指導本科設備主任28男馬斌1TQC教育情況組內(nèi)職務文化程度崗位年齡性別姓名序號合格蔣文翔男28電氣修理工本科方案實施與發(fā)布制表人：馬佐耀制表日期：2014年6月1日二、活動計劃12月提出方案設定目標總結標準化效果確認對策實施制定對策選擇課題ACDP4月3月2月1月11月10月9月8月7月6月5月時 間活動計劃階 段活動計劃

PDCAPDCA循環(huán)計劃進度實際進度制圖人：馬佐耀制圖日期：2014年6月10日松散回潮筒體內(nèi)部結構有入口端耙釘，翻版，出口段耙釘。在煙葉加工過程中，葉片經(jīng)過回潮筒內(nèi)時，在耙釘和翻版的作用下進行松散，其中滾筒進料端和出料端分別進行加水，因此，葉片很容易粘附在耙釘及筒壁上，造成物料損失三、選擇課題設備簡介在公司開源節(jié)流的大背景下，結合我車間的現(xiàn)狀分析，發(fā)現(xiàn)車間滾筒設備沾料較為嚴重，且沾的煙葉經(jīng)過長時間的侵泡，已無法使用，造成很大的浪費。粘接物料到一定的厚度還有脫落造成水漬煙的隱患。操作工在清洗設備的時候勞動強度大，費時、費力，這引起了車間的高度重視，我QC小組通過調(diào)研，擬通過研發(fā)一種裝置來減少滾筒沾料的現(xiàn)象。三、選擇課題問題的提出日期煙葉重量(千克）日期煙葉重量(千克）6月3日73

6月14日77

6月4日74

6月16日79

6月5日78

6月17日726月6日64

6月18日68

6月7日65

6月19日64

6月9日67

6月20日71

6月10日72

6月21日69

6月11日68

6月23日78

6月12日65

6月24日76

6月13日71

6月25日67

我小組對車間的松散回潮工序6月份的廢料進行了統(tǒng)計如下表三、選擇課題制圖人：蔣文翔制圖日期：2014年6月16日從上表可以看出，松散回潮滾筒粘料很嚴重，每天平均達到70.90公斤左右的水漬煙，減少松散回潮滾筒粘料已刻不容緩，因此我小組利用頭腦風暴法提出三個課題：三、選擇課題更改耙釘形狀來減少粘料重量筒體上增加排刷來減少粘料重量手動壓縮空氣吹掃減少粘料重量

降低滾筒粘料重量

方案分析及選擇1、受空間限制，實施困難較大2、需要定做專門的毛刷輥，成本較高，制作周期時間長3、維護困難4、存在質(zhì)量隱患

該課題原理是利用提升機毛刷輥的工作原理設計的。實現(xiàn)的技術路線是：在滾筒轉動的時候，毛刷輥在減速機的帶動下向相反的方向轉動，就能清理掉粘在筒壁的物料?，F(xiàn)場利用簡易排刷進行實驗，實驗過程中排刷與耙釘接觸時，很容易導致刷毛掉落，存在質(zhì)量隱患。優(yōu)點缺點評估分析課題一筒體上增加排刷來減少粘料重量1、能徹底實現(xiàn)目標三、選擇課題我小組成員利用現(xiàn)有設備，制造出簡易臨時錐型耙釘進行更換，更換數(shù)量為30個，更換地點為滾筒出料口進行實驗，實驗結果如下：日期7月27月37月47月57月7水煙葉重量6063626562日期7月87月97月107月117月12水煙葉重量6365646365日期7月137月15水煙葉重量6162由圖可知，更換耙釘后，效果不明顯。三、選擇課題課題二、更改耙釘形狀來減少粘料重量課題分析及選擇1、通過和制造商洽談，每個耙釘?shù)募庸r格需200元左右，而滾筒內(nèi)共98個耙釘。因此制作價格昂貴，周期長。2、此方法只能解決耙釘粘料問題，無法解決筒壁問題。通過對滾筒粘料部位的觀察，發(fā)現(xiàn)滾筒耙釘在煙葉粘到一定程度后，所粘煙葉會自動脫落，通過這一現(xiàn)象來設計一種錐型耙釘，以減少沾料。安裝部分耙釘進行實驗，實驗結果不明顯，未能滿足課題目標要求。優(yōu)點缺點評估分析課題二更改耙釘形狀來減少粘料重量

1、不需要維護三、選擇課題

我小組統(tǒng)計了2014年7月松散回潮滾筒利用手動簡易噴吹裝置吹掃后，滾筒水煙葉情況：三、選擇課題日期水煙葉重量（Kg）2014-7-1618.42014-7-1718.62014-7-1819.42014-7-1919.22014-7-2018.22014-7-2218.82014-7-2319.6課題三、手動壓縮空氣吹掃減少粘料重量課題分析及選擇我小組成員使用壓縮空氣對筒壁進行吹掃，經(jīng)過一周的實驗，平均產(chǎn)生水漬煙19公斤左右。1、增加了壓縮空氣的用量2、手動操作受人為因素較大、穩(wěn)定性差，且有安全隱患1、能源來源方便2、能從根本上解決問題3、制作方便，成本低，不超過2000元優(yōu)點缺點評估分析課題一手動壓縮空氣吹掃減少粘料重量三、選擇課題課題實驗效果結論筒體上增加排刷來減少粘料重量能夠完全滿足目標，但存在質(zhì)量隱患不采用更改耙釘形狀來減少粘料重量效果不明顯，只能解決耙釘部分不采用壓縮空氣吹掃減少粘料重量系統(tǒng)能夠滿足目標要求，但受人為因素影響較大采用根據(jù)以上分析，我小組成員對課題是否采用進行了評估，評估結果如下：

由于課題一存在人為因素這一隱患，雖然采用，但需進行改進，將手動操作改為自動操作，因此，我小組決定將“滾筒防粘料自動吹掃裝置的研發(fā)”定為本次活動的課題。三、選擇課題滾筒防粘料自動吹掃裝置的研發(fā)四、設定課題目標123滾筒沾料重量≦20Kg新增裝置不影響物料出口水分、溫度關于工藝質(zhì)量的規(guī)定。在操作和穩(wěn)定性方面具備可無人操作和免維護的性能。

目標值的確定（二）目標可行性分析四、設定課題目標小組技術力量雄厚，其中高級維修工3名，高級電工1名，有能力對設備進行局部改造一領導重視研究工具人員素質(zhì)二三設計的工具有機械部分：AUTOCAD、手動氬弧焊、車床、鉆床、砂輪機、自動開絲機。電氣部分：Logix5000PLC編程元件廠領導和車間領導對降耗、產(chǎn)品質(zhì)量較為重視，因此我們得到的支持力度較大

五、提出并確定方案壓縮空氣吹掃裝置儲氣罐的選擇電磁閥的選型控制方式選擇罐體壓力罐體容積罐體附屬管路電動開度閥普通電磁閥利用Logix5000編程軟件編寫自動控制程序利用時間繼電器進行自動控制

經(jīng)小組與同行業(yè)、設備廠家咨詢，他們的設備報價昂貴。于是我小組成員運用“頭腦風暴法”針對滾筒防粘料自動吹掃裝置的研發(fā)，提出以下方案并用親和圖歸納整理。五、提出方案并確定最佳方案低壓(代號L)0.1MPa≤P＜1.6MPa

中壓(代號M)1.6MPa≤P＜10MPa

高壓(代號H)10MPa≤P＜100MPa

目前車間的壓縮空最高壓力也就0.6Mpa,儲氣罐的壓力等級與價格成正比，綜合考慮后選擇低壓、臥式、干式儲氣罐就可以滿足要求方案優(yōu)選一：為了能保證吹掃的效果和吹掃壓力的恒定，需在噴嘴前增加儲氣罐。五、提出方案并確定最佳方案方案優(yōu)選一：儲氣罐容積的確定：小組成員通過實驗，用壓縮空氣對著筒壁吹掃，在25S以內(nèi)完全可以吹掉筒壁上的煙葉，通過分析計算確定儲氣罐的容積為在0.2m3

以上就可以滿足要求。五、提出方案并確定最佳方案方案優(yōu)選一：儲氣罐附屬管路的確定：

1、管路材質(zhì)確定：由于我車間壓縮空氣壓力等級為0.5MPa，最高為0.6MPa，因此，選用普通鍍鋅鋼管就可滿足要求。2、管路直徑的確定：小組成員經(jīng)過計算，充滿0.2m3儲氣罐，以0.5MPa壓力（空氣流速為10m/s，設計需求吹掃間隔為5min），需要直徑為在10mm以上，因此，選用4’管作為壓縮空氣輸送管。3、依據(jù)管路直徑、儲氣罐等繪制出管路系統(tǒng)圖，如下所示：五、提出方案并確定最佳方案我小組統(tǒng)計的8月18日-8月23日，壓縮空氣主管路壓力值。日期8月188月198月208月218月228月23壓力值0.550.580.560.570.550.57由統(tǒng)計數(shù)據(jù)可以看出，壓縮空氣壓力值介于0.5~0.6MPa之間。方案優(yōu)選二：五、提出方案并確定最佳方案吹掃所需壓力由以下公式進行計算：P=F/S，P為壓縮空氣壓力值，F(xiàn)吹動物料所需壓力（167N），S為噴嘴面積（3.14*10-4）由計算結果可知，吹掃所需壓縮空氣壓力為0.53MPa。隨后，小組成員在現(xiàn)場調(diào)整不同壓力等級進行吹掃，對吹掃后剩余水煙葉重量進行統(tǒng)計，統(tǒng)計結果如下：吹掃壓力0.10.20.30.40.50.6吹掃后粘貼物料重量（kg）514435242018由統(tǒng)計結果可以看出，壓縮空氣在0.5~0.6MPa時，可滿足吹掃要求，而車間主管路壓力為0.5~0.6MPa，因此，選用普通電磁閥就可滿足要求，最終根據(jù)管路直徑，確定電磁閥型號為：VXZ2240-04-5D1（閥門直徑15mm，控制電為直流24V）。。方案優(yōu)選二：五、提出方案并確定最佳方案電磁閥附屬電路的選擇：1、依據(jù)電磁閥控制電壓等級，確定子站柜內(nèi)控制模塊：距離電磁閥最近的子站柜為B05，子站柜輸出控制模塊有閑置空點，可以加以利用。2、依據(jù)電磁閥與子站柜之間的最大距離，確定線路長度及線徑，最終確定使用線徑為3*1.5橡套電纜作為控制線。3、依據(jù)電磁閥及子站柜控制模塊，繪制電路系統(tǒng)圖如下所示：方案優(yōu)選二：五、提出方案并確定最佳方案方案優(yōu)選三：雖然時間繼電器控制相對簡單，但需新增控制柜予以控制，造成實施成本增加，故選用Logix5000編程軟件編程，并將控制線路接在現(xiàn)有的子站柜內(nèi)，即可滿足要求。五、提出方案并確定最佳方案我小組成員對兩種自動控制方式的優(yōu)缺點進行了分析討論，以確定采用哪種控制形式。序號控制方式優(yōu)點缺點是否采用1時間繼電器進行自動控制1、不需要對現(xiàn)有程序進行修改2、控制方式簡單1、需要增加時間繼電器設備2、可靠性不高不采用2Logix5000編程軟件編寫自動控制程序1、不增加新設備2、可靠性高無采用由表分析結果可以看出，程序編寫軟件編寫的自動程序為最優(yōu)選擇。優(yōu)化三：五、提出方案并確定最佳方案滾筒防粘料自動吹掃裝置的研發(fā)電磁閥的選擇控制方式的選擇儲氣罐的選擇低壓儲氣罐高壓儲氣罐中壓儲氣罐普通電磁閥電動開度閥Logix5000編程軟件編寫自動控制程序利用時間繼電器進行自動控制六、制定對策表要素對策目標措施地點完成日期負責人儲氣罐及附屬管件的選擇依據(jù)選擇要求，購買或利用閑置儲氣罐依據(jù)選擇要求，儲氣罐壓力為0.5MPa以上，容積為0.2m3.1、確定儲氣罐壓力等級2、確定儲氣罐最終容積制絲車間辦公室12月17日李潤喜馬佐耀依據(jù)管路系統(tǒng)圖，及現(xiàn)場情況，布置管路及閥門管路走向符合現(xiàn)場要求蒸汽管路、壓縮空氣管路間隔20cm以上1、現(xiàn)場測量所需管路長度并進行加工。2、根據(jù)現(xiàn)場標準化管理要求，布置管路走向。松散回潮機現(xiàn)場12月19日尤育峰王建民線路布置根據(jù)儲氣罐安裝位置，確定電磁閥安裝位置安裝符合標準化規(guī)范的要求，便于電路安裝，且電路安裝離蒸汽與水20cm以上安裝在設備出料罩頂端，不受蒸汽與水的影響。松散回潮機現(xiàn)場12月20日閆銳蔣文翔控制線路布置1、根據(jù)電磁閥與子站柜控制模塊之間的距離，確定最大線路長度及線徑2、控制線路敷設于電纜盒內(nèi)根據(jù)電路系統(tǒng)圖及電纜盒分布情況，確定布線長度并布線松散回潮現(xiàn)場12月20日閆銳蔣文翔程序設計編寫程序能夠實現(xiàn)間隔幾分鐘吹掃幾十秒1.在本地控制柜內(nèi)增加輸出點2、將電磁閥的開啟程序增加在原程序上中控室12月21日閆銳七、對策實施實施一：儲氣罐容積選擇測算儲氣罐的容積、壓力及安裝位置根據(jù)測算出的容積，選擇儲氣罐我小組成員測算出儲氣罐所需最小容積為0.2m3

，松散回潮設備上就有一個閑著的容積0.24m3

的儲氣罐。因此我們確定儲氣罐的容積為0.24m3根據(jù)現(xiàn)場主管路壓力，確定儲氣罐壓力大小目前壓縮空氣的壓力都在0.5Mpa左右，而閑置儲氣罐的壓力等級為0.1-1.0MPa，所以，此儲氣罐滿足要求，予以選用。安裝位置將儲氣罐安裝在滾筒出料罩的頂部，方便固定，同時不占用其他空間安裝前效果圖安裝后效果圖對策實施二：設計管路走向七、對策實施按照測繪好的長度進行加工并安裝管道。安裝后的管道整齊，符合現(xiàn)場標準化要求。對策實施三：設計電磁閥電源及控制電路走向七、對策實施

小組成員根據(jù)儲氣罐上電磁閥安裝位置及現(xiàn)場電纜盒分布情況，確定線路長度。請看現(xiàn)場照片

對策實施四：程序設計七、對策實施我小組成員在WZYP程序中增加了噴吹程序，并在主程序第十、第十一梯級增加循環(huán)調(diào)運程序，請看如下梯形圖：噴吹程序噴吹調(diào)用主程序七、對策實施我小組對噴嘴的角度進行了實驗選擇，分別以生產(chǎn)四百大箱為依據(jù)，每個角度進行5次實驗，實驗結果如下從上圖可以看出，粘爐煙與噴嘴角度不存在線性關系，可能存在曲線關系，小組成員對以上數(shù)據(jù)進行多項式回歸分析，圖形如下所示：序45度角粘爐煙重(kg)30度角粘爐煙重(kg)15度角粘爐煙重(kg)0度角粘爐煙重(kg)號173.245.819.936.4269.644.323.837.5372.548.920.537.2466.143.822.138.4570.550.321.135.7多項式回歸分析:粘料重量與噴嘴角度回歸方程為粘料重量=37.04-3.329噴嘴角度+0.1840噴嘴角度

**2-0.002078噴嘴角度

**3S=2.20505R-Sq=98.8%R-Sq（調(diào)整）=98.5%方差分析來源自由度SSMSFP回歸36291.522097.17431.320.000誤差1677.804.86合計196369.31方差的序貫分析來源自由度SSFP線性13916.2628.740.000二次11932.5863.120.000立方1442.6891.040.000從以上多項式回歸分析可以看出，殘差圖及自變量圖均正常，噴嘴角度與粘爐煙回歸模型顯著，線性及二次、三次項均顯著，回歸方程為：粘煙量=282.6-23.73噴嘴角度+0.6659噴嘴角度**2-0.005406噴嘴角度**3對該方程擬合線圖繪制置信區(qū)間及觀測區(qū)間，并用十字線尋找粘煙最少的最佳噴嘴角度值為11.5度，并確定了在該角度下的最少粘煙為22.1kg.效果驗證：小組成員在該角度下進行了粘料煙重量測試，測試數(shù)據(jù)如下所示：序號12345平均粘煙重量(kg)19.8320.422.1620.9320.1220.6制表:馬佐耀2014.12從上表可以看出，在該噴嘴角度下，粘料重量平均為20.6kg，符合（17.7,22.1）的置信區(qū)間，并且各重量均符合回歸方程的預測區(qū)間（15.3,25.3），回歸方程有效。七、對策實施我小組對吹掃時間進行了實驗選擇，確定吹掃時間對物料溫濕度及粘料情況的影響，實驗結果如下吹掃時間設定為每5min吹掃15s時，水分和溫度統(tǒng)計數(shù)據(jù)如下：吹掃時間設定為每5min吹掃20s時，水分和溫度統(tǒng)計數(shù)據(jù)如下：制表:蔣文翔2014.12制表:蔣文翔2014.12取樣點12345678910取樣點水分21.721.321.62221.321.121.521.821.621.4取樣點溫度60636261605960615960水漬煙重量20.421.620.821.421.622.221.422.621.821.4取樣點12345678910取樣點水分21.521.821.621.321.12121.221.321.421.7取樣點溫度60606161626160586160水漬煙重量18.618.219.41817.819.218.818.617.218.4七、對策實施我小組對吹掃時間進行了實驗選擇，確定吹掃時間對物料溫濕度及粘料情況的影響，實驗結果如下吹掃時間設定為每5min吹掃25s時，水分和溫度統(tǒng)計數(shù)據(jù)如下：制表:蔣文翔2014.12取樣點12345678910取樣點水分20.320.320.120.120.220.220.320.120.220.3取樣點溫度60606160626059595960水漬煙重量18.417.217.617.217.81817.617.417.818.2七、對策實施

將吹掃時間為15s、20s、25s、時水分數(shù)據(jù)繪制成折線圖，如下所示：由表數(shù)據(jù)可知，吹掃時間對出口物料溫度無影響，而吹掃時間為15s、20s時，水分和溫度均符合工藝標準，而吹掃時間越長，吹掃效果越佳，因此，采用吹掃時間為每5min吹掃20s。八、效果確認在對策實施完成后，我小組成員對1月份19天的滾筒粘料重量進行了統(tǒng)計如下表日期水煙重量（千克）日期水煙重量（千克）1月4日18.41月13日16.81月5日19.21月14日15.01月6日14.61月15日181月7日16.81月16日18.61月8日18.61月17日161月9日15.61月19日171月10日18.61月20日191月11日19.21月21日151月10日161月22日19.61月12日19從上表可以看出我小組成員在對策實施后效果明顯，粘料水煙葉重量全部在20千克以下，我們的目標實現(xiàn)了八、效果確認vs對策實施改造前對策實施后對策實施前后，在停機后觀察滾筒粘料情況對比圖活動前活動目標活動后70.9活動前20活動目標17.4活動后圓滿完成活動