降低M5卷烟机MAX上胶系统故障率

张初标

摘 要：PROTOS-M5卷烟机在生产运行中，却出现了许多故障，尤其是MAX上胶部分引起的故障维修次数多，而且维修时间长，严重影响了车间的生产效率和烟支的质量。对MAX上胶故障现象进行系统的跟踪、调查、分析后发现主要是由加胶工加胶不规范、动态密封不到位引起的。针对两个主要因素分别进行了改进储胶容器和加胶方式规范化、程序化和改进连接动态密封的方式，规范了加胶工的加胶流程，让动态密封与转盘通过键连接后密封到位。减少了M5大量的上胶系统引起的故障停机时间，使M5 MAX上胶系统平均故障率由8.7%减少到1.3%，提高了烟支的质量和生产效率。

关键词：PROTOS-M5卷烟机；MAX上胶系统；加胶不规范；动态密封密封不到位

PROTOS-M5卷烟机是德国虹霓公司生产的新型卷烟设备，对比PROTOS-1-8等卷烟机，有很多的改进，采用更大烟丝输送单元、全新的梗丝分离系统、双枪式的烟条成型、盘纸和水松纸自动装纸、喷射型的上胶装置、全部伺服电机单独驱动的鼓轮等。不仅提高了烟机的生产速度，而且能提高了烟支的质量，降低了原辅材料的消耗。但龙岩卷烟厂在生产运行中，却出现了许多故障，尤其是MAX上胶部分引起的故障维修次数多，而且维修时间长，严重影响了车间的生产效率和烟支的质量。为此，对MAX上胶故障现象进行系统的跟踪、调查、分析、改进，以提高设备有效作业率，提高产品质量。

1 存在问题

在生产运行时，发现烟支和设备常出现由于上胶部分而引起的主要质量问题和设备故障：①烟支水松纸中间无胶区搭口没有胶水，导致翘边。②上胶通道内有空气，导致压力不足停机，排胶水时通道内有大量气泡。③胶水渗入至冷却液丙二醇存储罐内。④动态密封不到位，胶水渗入动态密封，导致动态密封和传动轴卡死。

这是M5 MAX上胶和冷却循环系统工艺流程：

通过MAX胶水车将胶水加入MAX胶水箱内，胶水由一个膜片泵从胶水箱中泵出、过滤分配并通过接管供给转盘，最后在喷嘴头内通过刮条和分配器向水松纸上喷涂胶水。

膜片泵将冷却剂丙二醇从冷却剂储罐中通过热交换器泵入转盘驱动装置中，动态密封装置将冷却剂丙二醇密封在转盘驱动轴内，冷却运行时的转盘驱动轴，最后通过管道流回冷却剂储罐中。

从工艺流程图中可以看出，影响MAX上胶故障的因素很多。根据对MAX上胶故障现象进行系统的跟踪、调查、分析，得到了两个主要因素：

（1）加胶工加胶不规范

胶水车的进胶管接头为旋钮式，导致在往胶水车里加胶水时就必须有另外一个接头与其配合。但是由于车间没配备带有旋钮的胶水储存容器，于是加胶人员加胶时，只能把管接头旋钮拆除，然后把管直接放到胶水桶里。这种加胶方式会使空气进入管道，随之又会被泵抽到密封袋里，久而久之密封袋里就充满了大量空气。因此，又必须旋开密封袋旋钮，挤出里面的空气。而这样却又容易造成密封带破损，因为旋钮和密封袋连接部位是塑料的，在旋旋钮的时候容易造成连接处破损；密封袋一旦破损，胶水流出袋外就使得胶水发黑发臭变质。而且M5运行时会将空气泵入上胶喷嘴内，最后就会导致MAX上胶装置进口压力偏低。

（2）动态密封密封不到位

动态密封在上胶喷嘴头内腔，当转盘安装到位后，动态密封就通过键连接在传动轴上。当上胶系统运行时，丙二醇通过冷却回路进入动态密封内腔，起到冷却转动轴的目的，而动态密封还将胶水与丙二醇隔绝。当动态密封密封不到位时，胶水就会渗入到动态密封内，进入丙二醇存储罐和传动轴内，最后将传动轴卡死；丙二醇也会泄漏到胶水中，导致丙二醇存储罐内无丙二醇、烟丝水松纸翘边等故障。

当检查安装到位后的动态密封位置时，却发现了问题：通过测绘可以得到喷嘴体长为157mm，转盘长为60.1mm，按照安装要求转盘到喷嘴体外边缘为46.9mm。而键槽离壁距离为50mm，所以当转盘安装到位后，动态密封就会被压至键的边缘，而且刚好未连接。所以M5运行时就会动态密封错位，导致密封不到位。而运行时，丙二醇就会泄漏到胶水中，造成烟支翘边故障。

2 改进方法

针对两个主要因素，分别进行相关的改进：

（1）改进储胶容器和加胶方式规范化、程序化

通过调查加胶工的加胶过程，发现MAX加胶车一次性加满胶水，需要7～8桶小桶胶水，花费半个小时左右，平均一小桶3～4分钟。而一小桶胶水有20KG的胶水，大概30L。为了保证加胶工能有充分的时间给加胶车加满胶水和方便加胶头的安装，所以要设计一个容量至少70L的底面和高度适中的带罩盖和加胶头的长方体储胶箱。经过选择，确定的最佳方案是：

用1.2mm厚度的不锈钢作为材料，储胶箱长a、宽b、高c分别为：40cm、40cm，50cm、容积为：V=abc=40×40×50=80L（大于70L）。在储胶箱正前方下部打孔，将进胶管接头焊接上去。

需要给胶水车加胶时，将胶水车的进胶管接头旋入到储胶容器的接头处，同时将胶泵气接头接在气源上。启动胶水车的进胶泵，胶水车将从储胶容器里抽取胶水，在抽取过程中，保证储胶容器里的胶水不能低于接头处之下。

制定了加胶操作规程：给胶水车加胶时，首先要认清所加的胶水是SE用胶还是MAX用胶，然后往对应的贮胶容器中加入胶水，接着装上加胶车的旋钮头，插上气管接头，接通气源即可往胶水车中加胶。在整个加胶过程中必须保证胶水液面不得低于贮胶容器中的蓝色标记线，一旦低于该线就要往容器中加胶水。同时对加胶流程制作了OPL一点课，对加胶工进行了课程培训。

（2）改进连接动态密封的方式

根据技术标准安装转盘和喷嘴后，发现由于转盘和动态密封的相对位置，导致键与动态密封未连接。经过选择， 确定的是不改造胶缸传动轴，设计一个加长型的键的方案：

参考《机械设计手册》中的机械工程材料篇，从钢铁材料中选择符合要求的材料。键是要与胶缸传动轴一起高速运转的，需要较好的耐热性及较高的硬度，并且易于切削加工。根据材料的力学性能和特性，我们在合金钢中选择了38CrMoA1材料。该材料是高级氮化钢，具有很高的渗氮性能和力学性能，良好的耐热性和耐蚀性，经渗氮处理后，能得到高的表面硬度，高的疲劳强度及良好的抗过热性，无回火脆性，切削性尚可。

当转盘和动态密封安装到位后，由于新的键加长了3mm，转动轴通过键可以驱动转盘和动态密封的转动。此时键工作中受的力为径向力。

所以改造键能承受的切应力远大于转动轴运转时带来的径向力，所以方案符合要求。

按照方案将键加长3mm，根据技术标准安装转盘和动态密封后，转动轴就可以通过键驱动转盘和动态密封的转动，此时就不会导致动态密封的错位。

3 改进效果

MAX上胶系统经过改进后，规范了加胶工的加胶流程，让动态密封与转盘通过键连接后密封到位，有效减少了烟支翘边、上胶系统压力不足、动态密封胶水卡死问题，减少了M5大量的上胶系统引起的故障停机时间，使M5 MAX上胶系统平均故障率由8.7%减少到1.3%，提高了烟支的质量和生产效率。endprint

摘 要：PROTOS-M5卷烟机在生产运行中，却出现了许多故障，尤其是MAX上胶部分引起的故障维修次数多，而且维修时间长，严重影响了车间的生产效率和烟支的质量。对MAX上胶故障现象进行系统的跟踪、调查、分析后发现主要是由加胶工加胶不规范、动态密封不到位引起的。针对两个主要因素分别进行了改进储胶容器和加胶方式规范化、程序化和改进连接动态密封的方式，规范了加胶工的加胶流程，让动态密封与转盘通过键连接后密封到位。减少了M5大量的上胶系统引起的故障停机时间，使M5 MAX上胶系统平均故障率由8.7%减少到1.3%，提高了烟支的质量和生产效率。

关键词：PROTOS-M5卷烟机；MAX上胶系统；加胶不规范；动态密封密封不到位

PROTOS-M5卷烟机是德国虹霓公司生产的新型卷烟设备，对比PROTOS-1-8等卷烟机，有很多的改进，采用更大烟丝输送单元、全新的梗丝分离系统、双枪式的烟条成型、盘纸和水松纸自动装纸、喷射型的上胶装置、全部伺服电机单独驱动的鼓轮等。不仅提高了烟机的生产速度，而且能提高了烟支的质量，降低了原辅材料的消耗。但龙岩卷烟厂在生产运行中，却出现了许多故障，尤其是MAX上胶部分引起的故障维修次数多，而且维修时间长，严重影响了车间的生产效率和烟支的质量。为此，对MAX上胶故障现象进行系统的跟踪、调查、分析、改进，以提高设备有效作业率，提高产品质量。

1 存在问题

在生产运行时，发现烟支和设备常出现由于上胶部分而引起的主要质量问题和设备故障：①烟支水松纸中间无胶区搭口没有胶水，导致翘边。②上胶通道内有空气，导致压力不足停机，排胶水时通道内有大量气泡。③胶水渗入至冷却液丙二醇存储罐内。④动态密封不到位，胶水渗入动态密封，导致动态密封和传动轴卡死。

这是M5 MAX上胶和冷却循环系统工艺流程：

通过MAX胶水车将胶水加入MAX胶水箱内，胶水由一个膜片泵从胶水箱中泵出、过滤分配并通过接管供给转盘，最后在喷嘴头内通过刮条和分配器向水松纸上喷涂胶水。

膜片泵将冷却剂丙二醇从冷却剂储罐中通过热交换器泵入转盘驱动装置中，动态密封装置将冷却剂丙二醇密封在转盘驱动轴内，冷却运行时的转盘驱动轴，最后通过管道流回冷却剂储罐中。

从工艺流程图中可以看出，影响MAX上胶故障的因素很多。根据对MAX上胶故障现象进行系统的跟踪、调查、分析，得到了两个主要因素：

（1）加胶工加胶不规范

胶水车的进胶管接头为旋钮式，导致在往胶水车里加胶水时就必须有另外一个接头与其配合。但是由于车间没配备带有旋钮的胶水储存容器，于是加胶人员加胶时，只能把管接头旋钮拆除，然后把管直接放到胶水桶里。这种加胶方式会使空气进入管道，随之又会被泵抽到密封袋里，久而久之密封袋里就充满了大量空气。因此，又必须旋开密封袋旋钮，挤出里面的空气。而这样却又容易造成密封带破损，因为旋钮和密封袋连接部位是塑料的，在旋旋钮的时候容易造成连接处破损；密封袋一旦破损，胶水流出袋外就使得胶水发黑发臭变质。而且M5运行时会将空气泵入上胶喷嘴内，最后就会导致MAX上胶装置进口压力偏低。

（2）动态密封密封不到位

动态密封在上胶喷嘴头内腔，当转盘安装到位后，动态密封就通过键连接在传动轴上。当上胶系统运行时，丙二醇通过冷却回路进入动态密封内腔，起到冷却转动轴的目的，而动态密封还将胶水与丙二醇隔绝。当动态密封密封不到位时，胶水就会渗入到动态密封内，进入丙二醇存储罐和传动轴内，最后将传动轴卡死；丙二醇也会泄漏到胶水中，导致丙二醇存储罐内无丙二醇、烟丝水松纸翘边等故障。

当检查安装到位后的动态密封位置时，却发现了问题：通过测绘可以得到喷嘴体长为157mm，转盘长为60.1mm，按照安装要求转盘到喷嘴体外边缘为46.9mm。而键槽离壁距离为50mm，所以当转盘安装到位后，动态密封就会被压至键的边缘，而且刚好未连接。所以M5运行时就会动态密封错位，导致密封不到位。而运行时，丙二醇就会泄漏到胶水中，造成烟支翘边故障。

2 改进方法

针对两个主要因素，分别进行相关的改进：

（1）改进储胶容器和加胶方式规范化、程序化

通过调查加胶工的加胶过程，发现MAX加胶车一次性加满胶水，需要7～8桶小桶胶水，花费半个小时左右，平均一小桶3～4分钟。而一小桶胶水有20KG的胶水，大概30L。为了保证加胶工能有充分的时间给加胶车加满胶水和方便加胶头的安装，所以要设计一个容量至少70L的底面和高度适中的带罩盖和加胶头的长方体储胶箱。经过选择，确定的最佳方案是：

用1.2mm厚度的不锈钢作为材料，储胶箱长a、宽b、高c分别为：40cm、40cm，50cm、容积为：V=abc=40×40×50=80L（大于70L）。在储胶箱正前方下部打孔，将进胶管接头焊接上去。

需要给胶水车加胶时，将胶水车的进胶管接头旋入到储胶容器的接头处，同时将胶泵气接头接在气源上。启动胶水车的进胶泵，胶水车将从储胶容器里抽取胶水，在抽取过程中，保证储胶容器里的胶水不能低于接头处之下。

制定了加胶操作规程：给胶水车加胶时，首先要认清所加的胶水是SE用胶还是MAX用胶，然后往对应的贮胶容器中加入胶水，接着装上加胶车的旋钮头，插上气管接头，接通气源即可往胶水车中加胶。在整个加胶过程中必须保证胶水液面不得低于贮胶容器中的蓝色标记线，一旦低于该线就要往容器中加胶水。同时对加胶流程制作了OPL一点课，对加胶工进行了课程培训。

（2）改进连接动态密封的方式

根据技术标准安装转盘和喷嘴后，发现由于转盘和动态密封的相对位置，导致键与动态密封未连接。经过选择， 确定的是不改造胶缸传动轴，设计一个加长型的键的方案：

参考《机械设计手册》中的机械工程材料篇，从钢铁材料中选择符合要求的材料。键是要与胶缸传动轴一起高速运转的，需要较好的耐热性及较高的硬度，并且易于切削加工。根据材料的力学性能和特性，我们在合金钢中选择了38CrMoA1材料。该材料是高级氮化钢，具有很高的渗氮性能和力学性能，良好的耐热性和耐蚀性，经渗氮处理后，能得到高的表面硬度，高的疲劳强度及良好的抗过热性，无回火脆性，切削性尚可。

当转盘和动态密封安装到位后，由于新的键加长了3mm，转动轴通过键可以驱动转盘和动态密封的转动。此时键工作中受的力为径向力。

所以改造键能承受的切应力远大于转动轴运转时带来的径向力，所以方案符合要求。

按照方案将键加长3mm，根据技术标准安装转盘和动态密封后，转动轴就可以通过键驱动转盘和动态密封的转动，此时就不会导致动态密封的错位。

3 改进效果

MAX上胶系统经过改进后，规范了加胶工的加胶流程，让动态密封与转盘通过键连接后密封到位，有效减少了烟支翘边、上胶系统压力不足、动态密封胶水卡死问题，减少了M5大量的上胶系统引起的故障停机时间，使M5 MAX上胶系统平均故障率由8.7%减少到1.3%，提高了烟支的质量和生产效率。endprint

摘 要：PROTOS-M5卷烟机在生产运行中，却出现了许多故障，尤其是MAX上胶部分引起的故障维修次数多，而且维修时间长，严重影响了车间的生产效率和烟支的质量。对MAX上胶故障现象进行系统的跟踪、调查、分析后发现主要是由加胶工加胶不规范、动态密封不到位引起的。针对两个主要因素分别进行了改进储胶容器和加胶方式规范化、程序化和改进连接动态密封的方式，规范了加胶工的加胶流程，让动态密封与转盘通过键连接后密封到位。减少了M5大量的上胶系统引起的故障停机时间，使M5 MAX上胶系统平均故障率由8.7%减少到1.3%，提高了烟支的质量和生产效率。

关键词：PROTOS-M5卷烟机；MAX上胶系统；加胶不规范；动态密封密封不到位

PROTOS-M5卷烟机是德国虹霓公司生产的新型卷烟设备，对比PROTOS-1-8等卷烟机，有很多的改进，采用更大烟丝输送单元、全新的梗丝分离系统、双枪式的烟条成型、盘纸和水松纸自动装纸、喷射型的上胶装置、全部伺服电机单独驱动的鼓轮等。不仅提高了烟机的生产速度，而且能提高了烟支的质量，降低了原辅材料的消耗。但龙岩卷烟厂在生产运行中，却出现了许多故障，尤其是MAX上胶部分引起的故障维修次数多，而且维修时间长，严重影响了车间的生产效率和烟支的质量。为此，对MAX上胶故障现象进行系统的跟踪、调查、分析、改进，以提高设备有效作业率，提高产品质量。

1 存在问题

在生产运行时，发现烟支和设备常出现由于上胶部分而引起的主要质量问题和设备故障：①烟支水松纸中间无胶区搭口没有胶水，导致翘边。②上胶通道内有空气，导致压力不足停机，排胶水时通道内有大量气泡。③胶水渗入至冷却液丙二醇存储罐内。④动态密封不到位，胶水渗入动态密封，导致动态密封和传动轴卡死。

这是M5 MAX上胶和冷却循环系统工艺流程：

通过MAX胶水车将胶水加入MAX胶水箱内，胶水由一个膜片泵从胶水箱中泵出、过滤分配并通过接管供给转盘，最后在喷嘴头内通过刮条和分配器向水松纸上喷涂胶水。

膜片泵将冷却剂丙二醇从冷却剂储罐中通过热交换器泵入转盘驱动装置中，动态密封装置将冷却剂丙二醇密封在转盘驱动轴内，冷却运行时的转盘驱动轴，最后通过管道流回冷却剂储罐中。

从工艺流程图中可以看出，影响MAX上胶故障的因素很多。根据对MAX上胶故障现象进行系统的跟踪、调查、分析，得到了两个主要因素：

（1）加胶工加胶不规范

胶水车的进胶管接头为旋钮式，导致在往胶水车里加胶水时就必须有另外一个接头与其配合。但是由于车间没配备带有旋钮的胶水储存容器，于是加胶人员加胶时，只能把管接头旋钮拆除，然后把管直接放到胶水桶里。这种加胶方式会使空气进入管道，随之又会被泵抽到密封袋里，久而久之密封袋里就充满了大量空气。因此，又必须旋开密封袋旋钮，挤出里面的空气。而这样却又容易造成密封带破损，因为旋钮和密封袋连接部位是塑料的，在旋旋钮的时候容易造成连接处破损；密封袋一旦破损，胶水流出袋外就使得胶水发黑发臭变质。而且M5运行时会将空气泵入上胶喷嘴内，最后就会导致MAX上胶装置进口压力偏低。

（2）动态密封密封不到位

动态密封在上胶喷嘴头内腔，当转盘安装到位后，动态密封就通过键连接在传动轴上。当上胶系统运行时，丙二醇通过冷却回路进入动态密封内腔，起到冷却转动轴的目的，而动态密封还将胶水与丙二醇隔绝。当动态密封密封不到位时，胶水就会渗入到动态密封内，进入丙二醇存储罐和传动轴内，最后将传动轴卡死；丙二醇也会泄漏到胶水中，导致丙二醇存储罐内无丙二醇、烟丝水松纸翘边等故障。

当检查安装到位后的动态密封位置时，却发现了问题：通过测绘可以得到喷嘴体长为157mm，转盘长为60.1mm，按照安装要求转盘到喷嘴体外边缘为46.9mm。而键槽离壁距离为50mm，所以当转盘安装到位后，动态密封就会被压至键的边缘，而且刚好未连接。所以M5运行时就会动态密封错位，导致密封不到位。而运行时，丙二醇就会泄漏到胶水中，造成烟支翘边故障。

2 改进方法

针对两个主要因素，分别进行相关的改进：

（1）改进储胶容器和加胶方式规范化、程序化

通过调查加胶工的加胶过程，发现MAX加胶车一次性加满胶水，需要7～8桶小桶胶水，花费半个小时左右，平均一小桶3～4分钟。而一小桶胶水有20KG的胶水，大概30L。为了保证加胶工能有充分的时间给加胶车加满胶水和方便加胶头的安装，所以要设计一个容量至少70L的底面和高度适中的带罩盖和加胶头的长方体储胶箱。经过选择，确定的最佳方案是：

用1.2mm厚度的不锈钢作为材料，储胶箱长a、宽b、高c分别为：40cm、40cm，50cm、容积为：V=abc=40×40×50=80L（大于70L）。在储胶箱正前方下部打孔，将进胶管接头焊接上去。

需要给胶水车加胶时，将胶水车的进胶管接头旋入到储胶容器的接头处，同时将胶泵气接头接在气源上。启动胶水车的进胶泵，胶水车将从储胶容器里抽取胶水，在抽取过程中，保证储胶容器里的胶水不能低于接头处之下。

制定了加胶操作规程：给胶水车加胶时，首先要认清所加的胶水是SE用胶还是MAX用胶，然后往对应的贮胶容器中加入胶水，接着装上加胶车的旋钮头，插上气管接头，接通气源即可往胶水车中加胶。在整个加胶过程中必须保证胶水液面不得低于贮胶容器中的蓝色标记线，一旦低于该线就要往容器中加胶水。同时对加胶流程制作了OPL一点课，对加胶工进行了课程培训。

（2）改进连接动态密封的方式

根据技术标准安装转盘和喷嘴后，发现由于转盘和动态密封的相对位置，导致键与动态密封未连接。经过选择， 确定的是不改造胶缸传动轴，设计一个加长型的键的方案：

参考《机械设计手册》中的机械工程材料篇，从钢铁材料中选择符合要求的材料。键是要与胶缸传动轴一起高速运转的，需要较好的耐热性及较高的硬度，并且易于切削加工。根据材料的力学性能和特性，我们在合金钢中选择了38CrMoA1材料。该材料是高级氮化钢，具有很高的渗氮性能和力学性能，良好的耐热性和耐蚀性，经渗氮处理后，能得到高的表面硬度，高的疲劳强度及良好的抗过热性，无回火脆性，切削性尚可。

当转盘和动态密封安装到位后，由于新的键加长了3mm，转动轴通过键可以驱动转盘和动态密封的转动。此时键工作中受的力为径向力。

所以改造键能承受的切应力远大于转动轴运转时带来的径向力，所以方案符合要求。

按照方案将键加长3mm，根据技术标准安装转盘和动态密封后，转动轴就可以通过键驱动转盘和动态密封的转动，此时就不会导致动态密封的错位。

3 改进效果

MAX上胶系统经过改进后，规范了加胶工的加胶流程，让动态密封与转盘通过键连接后密封到位，有效减少了烟支翘边、上胶系统压力不足、动态密封胶水卡死问题，减少了M5大量的上胶系统引起的故障停机时间，使M5 MAX上胶系统平均故障率由8.7%减少到1.3%，提高了烟支的质量和生产效率。endprint