烟草在线据《东方烟草报》报道 “更小的烟支短期偏差、完善的烟支质量检测、更低的原辅材料消耗、良好的机组运行稳定性……”6月27日,ZJ118型卷接机组样机凭借其综合优势,顺利通过河南中烟工业有限责任公司许昌卷烟厂组织的用户验收,其平均有效作业率达到96.6%,各项质量指标合格。
ZJ118型卷接机组是中烟机械集团公司以ZJ112型卷接机组为技术平台,自主研发的新一代国产中速机组,额定生产速度为每分钟8000支,由常德烟草机械有限责任公司研制完成,成为继ZJ17、ZJ112、ZJ116之后国产卷接设备的又一主力机型。
“ZJ118型机组应用了流化床供丝技术、水冷式整体烟枪、伺服驱动系统、先进的检测技术和自诊断系统。”常德烟机公司研究所副所长张吉军介绍产品开门见山,“行业领先卷接技术的集成应用,保证了机组具有高生产率、高可靠性、低消耗、节能环保、智能化与自动化的特点。”
背景:更新换代的现实需要
“根据国内市场发展形势和卷接设备技术进步趋势,新型每分钟8000支的ZJ118型卷接机组将会逐步取代每分钟7000支的ZJ17机组,成为未来市场卷接设备中的主力机型。”日前接受记者采访时,常德烟机公司董事长、总经理周诗伟谈到,设备更新换代的现实需要是常德烟机公司研发的背景和前提。
目前,国内卷烟生产企业拥有国产ZJ17型卷接机组和进口PROTOS70卷接机组生产线已达1000多条,这些生产线配备的包装机组生产能力为每分钟400包(8000支),而与其配套的卷接机组额定生产能力仅为每分钟7000支,卷接机组与包装机组能力的不匹配造成了包装机组生产能力的浪费。ZJ17型卷接机组能力不足的问题亟待解决。
另一个问题也引起了卷烟生产企业的关注:上世纪90年代引进的PASSIM系列卷烟机,目前国内卷烟厂有100多组,其生产能力虽为每分钟8000支,但由于该系列卷烟机厂家已停产,存在着机器老化、配件供应成本上升等问题。
还有一点同样不可忽视,那就是卷烟工业企业对技术装备的需求,正在从追求设备数量为主转化为追求设备质量为主,从主要满足卷烟产量转化为关注设备的持续稳定运行,提高卷烟产品质量。
如何满足卷烟工业企业对设备转型更新的需要?经过深入调研与分析,常德烟机公司得出结论:以ZJ112型卷接机组为技术平台,自主研发一款技术先进、运行效率高、对原辅料适应性广、速度定位在每分钟8000支的中速卷接机组。
设计:功能模块的全新布局
多年来,在国家局和中烟机械集团公司的领导下,在中烟机械技术中心的支持下,常德烟机公司在卷接机组的技术引进、消化和再创新上做了大量工作。其中,从德国虹霓公司引进PROTOS90E专有技术生产的ZJ112型高速卷接机组于2005年问世。该机组设计额定速度为每分钟10000支,是国内烟机制造业技术领先的卷接机型,也是目前世界上单通道速度最快的卷接机组。基于ZJ112型卷接机组的优越性能,常德烟机公司选择其作为技术平台,开展ZJ118型卷接机组的研发工作。
公司领导层明确提出,ZJ118型卷接机组的研发要突出“自主创新”,在关键技术研究方面取得新突破。“以引进技术为基础进行技术再创新难度无疑不小。”ZJ118项目组组长龚道平对此深有体会。虽然近年来开发了不少自主研发的产品,但多集中在辅机部分,开发方式也没有摆脱参照和模仿。而ZJ118型卷接机组是为了满足市场对每分钟8000支的迫切需求而开发设计的,需要对整机的功能模块进行全新的设计和布局。
为了更好地完成设计任务,更快地将产品投入市场,龚道平带领项目组成员加班加点,精心策划,经过无数次的讨论、修改,于2012年7月23日完成设计方案。结构设计则是另一重点,项目组对新设计的零件、部套进行三维模型设计,针对设备内部结构布局进行多次改进,更好地体现了功能完善、操作简便、运行稳定的设计思路。2013年5月底,所有结构设计工作顺利结束,设计过程中,项目组完成技术图纸2229张、设计模型4956个、项目定义2191个。
在ZJ112型卷接机组的基础上,项目组不断寻找新的设计方向,使机组的布局更符合人机工程学的要求。采访中,项目组成员康健、饶永、范伟明向记者介绍了ZJ118型卷接机组的技术设计亮点:自动纸盘架和接纸器在供料成条机右侧,用户更换卷烟纸盘的操作更方便;搭口胶胶桶在卷制成型机右箱内,加胶时只需将胶桶从机身背后拖出,用户操作更省力;采用先进的手自一体液压系统技术设计,操作与维护更简便;供料成条机监视器采用19英寸液晶触摸屏,操作更直观;真空泵位于机座内,更有利于控制其噪音……
“打造常德烟机精品”的承诺,在研发中得到了实实在在的践行。就拿19英寸液晶触摸屏上的三十多个操作按纽来说,为了使它们排列更科学合理、操作起来更方便,项目组经过十几次的试验、修改才最终定型。
“多项人机工程学技术的应用,保证了机组具有操作方便、人机友好和劳动强度低的优点;专业的降噪设计,使机组运行更‘安静’;全新专业的外观造型设计,带来优良的设计品质和舒适的感官体验。”龚道平认为,ZJ118型卷接机组的整机性能较其他中速卷接机组有了质的提升。
攻关:各项技术的最佳组合
ZJ118型卷接机组的研发依托于ZJ112型卷接机组,立足于自主创新,做了大量的电气和机械方面的改进和升级工作。
电控系统采用嵌入式IPC控制技术,将机组烟支重量、质量等各个功能模块统一到一个控制平台,电控系统故障率大大降低,提高了控制系统的稳定性、可靠性。不仅如此,电控系统还使用了安全PLC(Programmable Logic Controller)技术、新型伺服驱动系统、新型阀岛技术、总线智能传感器等。
“把这些新技术全部整合,一起应用于产品上,实现技术的最佳组合,这在常德烟机公司还是第一次,其难度可想而知。”康健所说的难度,是他们要在有限的时间内掌握电控系统各个功能部分的规律,让各系统互相支持、衔接流畅,而且所有的创新设计都要在ZJ118型卷接机组上得到验证通过,才算大功告成。
“因此,设备的调试过程是我们整合电控系统的过程,也是发现并掌握新系统规律的过程。”项目组电气负责人何海鹏说。
众多新技术的集成,无疑增加了ZJ118型卷接机组样机调试的难度。在近3个月的调试过程中,团队成员为了解决技术难题经常加班,几乎放弃了周末和节假日休息。每个项目验证都要通过他们的反复试验,直至将各项技术和参数做到最优。比如,为了获取在线卷烟剔废取样参数,调试团队就花了两周的时间反复计算、验证。
“那段时间,为了啃下一个个技术攻关的‘硬骨头’,大家心里只有工作。”回想起研发的那段日子,龚道平忍不住感叹,“一向做事细心的何海鹏竟然忘记了新房封阳台的事情,把保证金白白‘送给’了开发商;软件工程师张永刚不顾‘在家休养’的医嘱,坚持带病工作……”
“ZJ118型卷接机组的研发成功,离不开项目团队的团结拼搏、攻坚克难,也得益于基础研究工作的长期积累。”张吉军告诉记者,多年来,常德烟机公司围绕提升卷接设备核心技术,有计划地进行了大量的基础性、应用性技术研究,如伺服驱动系统研究、IPC(Inter-Process Communication)控制技术研究、供料成条机基础研究、传感器技术研究等,这些研究工作为当前和今后自主开展卷接机组和其他新产品研发做好了技术储备,为自主品牌的发展注入了强大的驱动力。
“ZJ118型卷接机组目前的成功只是起点,机组的批量生产才更令人期待。”采访中,张吉军一语道出常德烟机人心中的“大发展”梦想。
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