12 广西中烟 南宁卷烟厂

SQ341切丝机进刀精准系统的研发南宁卷烟厂金扳手QC小组发布人：谢靖吴章笛,前言,2018年烟草行业各直属单位主要负责同志座谈会上，国家局党组明确提出，要认真谋划和推动烟草行业高质量发展。2019年广西中烟工作会议上，公司党组指出：加快解决公司面临的一些关键性、瓶颈性问题，跑出高质量发展的“加速度”，是我们广西中烟改革发展的当务之急。切丝工序是制丝环节最核心关键的工艺之一，直接影响了烟丝品质的好坏。而保证烟丝的绝佳品质是广西中烟高质量发展的前提和保障。目前南宁卷烟厂在用的SQ341切丝机，进刀系统的进刀精准率偏低，由此带来切丝宽度不合格，跑偏多等严重质量问题。此外，长期的低进刀精准率运行易造成切丝机故障，需花费大量时间进行维保，导致生产、维修效率低下。据调查：“SQ341进刀精准率低”这一问题，在使用SQ341切丝机的烟草行业中普遍存在，并且长期未得到有效解决。因此，我车间决定对此开展QC活动。,前言,小组概况,小组概况,2016年第十五届“海洋王”QC小组成果发表赛一等奖,全国烟草行业第27届优秀质量管理小组成果发布会一等奖,2017年第十六届“海洋王”QC小组成果发表赛一等奖,小组概况,1,选择课题,一、选择课题,小组于2018年1月5日登录制丝车间管理系统设备点检信息表，统计2017年5-12月车间A、B、C三条线SQ341切丝机进刀精准率的情况如下：,由统计图表，小组发现SQ341切丝机进刀精准率平均值仅为74.3%，远低于理论值100%，虽然能基本保证生产，但与高质量发展的要求不符。,一、选择课题,小组于2018年1月6日统计了2017年5-12月车间SQ341切丝机的切丝宽度质量情况，如下：,由于，切丝宽度质量问题严重，为此小组于2018年1月7日统计了2017年5-12月车间A、B、C三条线SQ341切丝机的进刀精准率与切丝宽度偏差值情况，如下：,一、选择课题,由A、B、C三条线的散点图看出，切丝机进刀精准率与切丝宽度偏差值存在着强负相关关系，SQ341切丝机进刀精准率低导致了切丝宽度偏差值大，即切丝质量差。,一、选择课题,由于SQ341切丝机进刀精准率低的主要原因是进刀阻力大，且不稳定，车间目前只有每月轮保SQ341切丝机进刀系统的粉尘积垢才能保证进刀精准率不继续下降，进刀系统轮保流程如下：,一、选择课题,小组于2018年2月7日通过车间生产管理系统查询2017年5-12月车间SQ341切丝机进刀系统轮保时间，情况如下：,一、选择课题,针对以上需求，小组人员通过“头脑风暴法”分析以下创新思路，可有效提升SQ341切丝机进刀系统的进刀精准率：,改变进刀机构的摩擦方式及通过密封减少杂质进入从而降低进刀阻力,在进刀受阻时进刀动力自动增加,一、选择课题,小组成员对本次QC课题进行多方位的查新，课题查新情况如下：,一、选择课题,更换搜索关键词：切丝机进刀系统、切丝机进刀精准率，切丝宽度偏差、高精度,一、选择课题,因此考虑到设备不同，作业工况以及条件不同，小组认为有必要在借鉴“伺服电机+滚珠丝杆”以及“定位轴承密封”的思路之上，自行研发一套适合SQ341切丝机的进刀精准系统。,一、选择课题,激光雕刻机,原理,效果,雕刻机传动部分的滚珠丝杆全部用防尘套密封，粉尘无法进入，减少了摩擦力增加的可能性,2,小组利用车间雕刻机进行30次X、Y轴移动精准率测试：,一、选择课题,气动扳手,原理,效果,2,小组利用车间气动扳手，对安装在切丝机上的20颗不同螺钉进行扭出测试,一、选择课题,确定课题SQ341切丝机进刀精准系统的研发,2,目标值设定及可行性分析,二、目标值设定及可行性分析,经借鉴案例雕刻机、气动扳手的效果启发，结合车间现有的技术条件，小组经讨论，将活动目标设定为：SQ341进刀精准系统进刀精准率由原来的74.3%提升至90%。,二、目标值设定及可行性分析,设备,摩擦方式,密封,其他,精准率,雕刻机,将传统导轨面面摩擦移动设计为滚珠丝杆的滚动摩擦移动,将原来的转轴和压盖的滑动摩擦设计为带滚珠的滚动摩擦,PLC自动判断式控制进刀气压，提升进刀动力,通过对移动轴的滚珠丝杆的全密封，减少粉尘进入而摩擦力增加的情况,伺服电机精准距离输出,将对进刀机构转动部位进行有效密封，减少粉尘进入,SQ341进刀精准系统与雕刻机的核心技术效果基本一致推论进刀精准率可90%,进给精准度98.3%,SQ341进刀精准系统,本次课题的创新思路是在进刀机构中实现面面滑动摩擦转变为滚动摩擦，并进行有效密封，降低转动阻力，同时通过自动调节进刀动力的的方式，最终实现进刀精准率的提升，具体分析如下：,2018年1月25-28日小组在生产现场调查了SQ341切丝机进刀精准系统的前提保障项目：,理论分析,二、目标值设定及可行性分析,模拟试验,模拟试验一：利用雕刻机进行精准率模拟试验,二、目标值设定及可行性分析,试验流程图,模拟试验,模拟试验一：利用雕刻机进行精准率模拟试验,二、目标值设定及可行性分析,模拟试验,模拟试验二：制作简易进刀精准系统进行精准率模拟试验,二、目标值设定及可行性分析,模拟试验,模拟试验二：制作简易进刀精准系统进行精准率模拟试验,试验流程图,二、目标值设定及可行性分析,课题研发资源保障,小组成员中有电气、机械技术员、操作人员、修理人员及管理人员，其中，高级技师1人、工程师2人、技师4人，助理工程师2人，具备较强的设备研发和科技创新能力,车间为课题申请了2万元的课题经费，并得到了厂部的许可，同时课题列入公司“群众性创新活动”，得到相关的预算计划，因此课题经费充足,车间配有钻床、铣床、激光雕刻机、3D打印机、电气实验室、独立SQ341刀辊组件等，设备齐全，给课题研发提供硬件保障,小组成员创新经验丰富，QC课题获得2017年”海洋王“杯一等奖、2018年第二届创新大赛一等奖等，并获得过多项发明、实用型专利,二、目标值设定及可行性分析,3,提出方案并确定最佳方案,三、提出方案并确定最佳方案,进刀精准系统模型构想,小组成员通过根据创新思路以及借鉴查新借技术提出了方案的模型示意图，如下:,初步设计思路,指标需求分析,为研发出一套行之有效的SQ341切丝机进刀精准系统，小组成员根据系统需要达到的目标进行了全面的需求分析，汇总如下表：,初步设计思路,三、提出方案并确定最佳方案,小组成员根据设计的需求，将方案进行了分解，将系统分为转动部分，密封部分和气动修正三个部分，具体如下：,方案分解,三、提出方案并确定最佳方案,转动部分,转轴面类型选择,最佳方案选择条件：加工周期20天；加工成本5000元；转动力5N;最佳方案选择方式：调查分析、模拟试验,三、提出方案并确定最佳方案,转动部分,转轴面类型选择,调查分析,三、提出方案并确定最佳方案,转动部分,转轴面类型选择,模拟试验,三、提出方案并确定最佳方案,转动部分,转轴尺寸的确定,最佳方案选择条件：宽度与系统的固定套0.1mm间隙配合；深度与进刀齿轮0.1mm间隙配合；最佳方案选择方式：现场测量,三、提出方案并确定最佳方案,转动部分,现场测量,转轴尺寸的确定,三、提出方案并确定最佳方案,转动部分,压盖尺寸的确定,最佳方案选择条件：宽度与刀辊的固定槽0.1mm间隙配合；深度与转轴配合后超出刀辊切面的量0mm；内径宽度不影响进刀扳手转动，即内径宽度进刀扳手直径=25mm最佳方案选择方式：现场测量,三、提出方案并确定最佳方案,转动部分,现场测量,压盖尺寸的确定,三、提出方案并确定最佳方案,密封部分,密封方式的选择,最佳方案选择条件：调刀影响时间5分钟0转动力5N最佳方案选择方式：模拟试验,三、提出方案并确定最佳方案,转动部分,密封方式的选择,第一轮模拟试验,三、提出方案并确定最佳方案,转动部分,密封方式的选择,三、提出方案并确定最佳方案,第二轮模拟试验,密封部分,密封片安装位置的选择,三、提出方案并确定最佳方案,密封部分,密封片安装位置的选择,三、提出方案并确定最佳方案,密封部分,密封片安装位置的选择,坏点,坏点,好点,三、提出方案并确定最佳方案,密封部分,密封片安装位置的选择,在X1点(8.7mm)距离进行扩大性实验，实验数据如下:,三、提出方案并确定最佳方案,密封部分,密封材质的选择,最佳方案选择条件：耐高温性150；2.材料成本500元;磨耗率4%；密封后转动力5N最佳方案选择方式：调查分析、模拟试验,三、提出方案并确定最佳方案,密封部分,调查分析,密封材质的选择,三、提出方案并确定最佳方案,密封部分,模拟试验,密封材质的选择,三、提出方案并确定最佳方案,密封部分,密封片固定方式的选择,最佳方案选择条件：密封片偏移数=0；粉尘泄露次数=0最佳方案选择方式：模拟试验,三、提出方案并确定最佳方案,密封部分,密封片固定方式的选择,三、提出方案并确定最佳方案,第一轮模拟试验,转动部分,密封片固定方式的选择,三、提出方案并确定最佳方案,第二轮模拟试验,密封部分,密封片尺寸的确定,最佳方案选择条件：外环与压盖0.05mm间隙配合；内环与密封圆柱0.05mm间隙配合；厚度密封圆柱高度=6.5mm最佳方案选择方式：现场测量,三、提出方案并确定最佳方案,密封部分,现场测量,密封片尺寸的确定,三、提出方案并确定最佳方案,气动修正部分,气动修正装置的选择,最佳方案选择条件：1.允许压力值0.8Mpa；保养维护周期6个月；成本5000元；调节偏差值0.05Mpa最佳方案选择方式：调查分析、模拟试验,三、提出方案并确定最佳方案,调查分析,气动修正部分,气动修正装置的选择,三、提出方案并确定最佳方案,模拟试验,气动修正部分,气动修正装置的选择,三、提出方案并确定最佳方案,最佳方案选择条件：在导丝条积烟情况下准确率=100%；在刀门升降情况下准确率=100%最佳方案选择方式：模拟试验,气动修正部分,气动修正装置的选择,三、提出方案并确定最佳方案,第一轮模拟试验,气动修正部分,气动修正装置的选择,三、提出方案并确定最佳方案,气动修正部分,气动修正装置的选择,小组成员集思广益，发现在单独刀门升降或者导丝条积烟的情况下，方案二与方案三能够实现判断准确率100%，如果将方案二与方案三进行结合，即同时满足气压变化量判定以及刀辊电流判定条件下，才能触发判定进刀受阻。这样的方式能够有效避免刀门升降和导丝条积烟的干扰，保证判断的准确率。,三、提出方案并确定最佳方案,第一轮模拟试验,气动修正部分,气动修正装置的选择,三、提出方案并确定最佳方案,第二轮模拟试验,气动修正部分,气动修正参数的选择,根据小组成员查阅技术资料，以及分析过往收集的数据后，确定影响气动修正效果的因素有以下几个方面：每次增压量、增压时间、判定采集时间,三、提出方案并确定最佳方案,气动修正部分,气动修正参数的选择,5、试验方案设计：选用L9(34)正交表，共做9次试验。6、实施试验方案：设计正交试验表，位级对号入座，按计划试验，记录如下,三、提出方案并确定最佳方案,气动修正部分,气动修正参数的选择,三、提出方案并确定最佳方案,气动修正部分,气动修正参数的选择,为了确定A2B2C2是否为最佳组合，小组成员用此组合做10次跟踪试验，结果如下：,跟踪试验中的偏差量平均值0.014mm，并且优于2号试验组合A2B1C1（0.018mm），小组确定A2B2C2为最佳组合。,三、提出方案并确定最佳方案,确定最佳方案,根据以上分析，小组最终确定新型SQ341切丝机进刀精准系统的最佳方案为:,三、提出方案并确定最佳方案,4,制定对策,四、制定对策,结合以上分析，小组成员制定了以下对策实施表，并进行逐一实施。,5,对策实施,五、对策实施,实施一：加工圆球型转轴,加工周期17天加工成本4480元,实施二：按压盖尺寸加工压盖,五、对策实施,实施三：购买聚四氟乙烯,采购费为350元,五、对策实施,实施四：按密封片尺寸加工密封片,5,用游标卡尺测量密封片厚度,五、对策实施,实施五：安装转轴密封,五、对策实施,实施六：卡簧固定密封片,五、对策实施,实施七：安装气动薄膜阀,采购费为3960元,五、对策实施,实施八：设定气压变化量与刀辊电流双判定,五、对策实施,实施九：调试气动修正参数,五、对策实施,实施十：整体试运行,研发时间为2018年3月3-2018年6月30日，未超过计划的4个月,五、对策实施,6,效果确认,六、效果确认,切丝B线SQ341切丝机进刀精准系统的研制完成后，由于效果显著，小组成员将切丝A、C线的SQ341切丝机的进刀系统改造成与B线一样的进刀精准系统，并于7月25日完成改造，接着小组跟踪8月到10月系统运行情况，统计进刀精准率，具体如下：,从以上统计图表可以看出，活动后8-10月SQ341切丝机进刀精率平均值=95.5%90%,活动目标实现！,图形分析,目标完成情况检查,完成SQ341切丝机进刀精准系统后，进刀精准率大幅提升，每月SQ341切丝机进刀系统的轮保流程也得到精简，如下：,效益检查,效率分析,六、效果确认,活动前轮保流程,活动后轮保流程,小组成员于2018年11月3日统计了2018年8-10月车间SQ341切丝机进刀系统轮保时间，并与2017年同期数据进行对比，汇总如下：,效益检查,效率分析,六、效果确认,小组成员于2018年11