数字孪生技术在卷烟企业中的应用

数字孪生技术可以在虚拟环境中模拟和优化各种操作和决策,以提高生产效率、降低成本和优化产品质量。数字孪生技术作为一项新兴的虚拟仿真技术,已经在各个领域展示出巨大的潜力。探讨数字孪生在卷烟企业生产过程中的价值和优势,分析其潜在的应用领域,并评估其在提高烟草生产效率、降低成本以及改善产品质量等方面的效果。

基于不同测量方法的烟支圆度对在线烟支圆周的影响分析

为了研究烟支圆度对在线烟支圆周测量误差的影响,通过探索气动法和激光法的测量原理和测量过程,并详细分析2种在线圆周测量在烟支圆度变化过程中引起的测量结果误差,并对检测产生误差的原因进行了分析。分析结果表明,使用气压式在线圆周检测时,圆度误差越大,圆周值的误差也越大;使用激光式在线圆周检测时,圆度变化不影响圆周测量结果。因此,当烟支圆度变化时,采用激光法测量烟支圆周能得到更准确的测量值。

香烟包装机械中下烟装置设计

本文针对传统下烟装置刚性过大的问题,提出柔性下烟的设想并完成了相应的下烟装置结构设计,该设计核心思想是采用“行星轮系”来完成柔性下烟,即对香烟包装机械下烟装置进行柔性设计,分别给出了下烟装置、传送装置的设计框架。用3个行星轮系代替传统的凸轮下烟机构,并合理配置齿轮和轴。采用连架杆机构来维持3组行星轮系的同步操作。还对柔性下烟装置的关键部件进行了详细设计,即对下烟装置的行星轮进行设计、三维装配和动力学分析。

烟机设备维修智能化研究

卷烟包装设备的稳定运行是卷烟生产的前提,维护好设备是卷烟工厂维修人员的主要职责,在数字化、智能化为时代的主题之下,实现烟机设备维修智能化是卷烟工业生产高质量发展的必然,是设备维修精益化的路径。文章提出烟机设备维修智能化的目标及特点,论述设备维修智能化系统的构造基础和应用系统模型,为烟机设备维修智能化的实现提供参考。

卷烟物流自动控制技术的应用及细节问题研究

随着科技进步,自动化技术在众多行业中得到了深入应用。在卷烟物流行业中,自动化控制技术的运用也日益得到重视。作为烟草行业的关键环节,卷烟物流的效率和品质对整个烟草产业的进步至关重要。因此,探讨卷烟物流自动化控制技术的实际应用、核心技术、成效以及面临的挑战具有显著的现实意义和应用价值。本文将对卷烟物流自动化控制技术的当前应用状况、关键技术点、应用成效以及存在的问题进行详细分析,旨在为该技术在卷烟物流领域的持续发展提供理论支持和实践参考。

FX高速包装机成品烟条输送装置的设计与应用

为解决FX高速包装机成品烟条输送过程中损耗高的问题,设计一种新的成品烟条输送装置。该装置主要由变频电机、输送链板、限位装置及下滑装置4个部分组成,通过传感器监控成品烟条的运输过程,出现成品烟条堵塞时立即停止包装机和输送链板,并实时调整变频电机的速度,实现成品烟条的均匀运输,减少停机次数;通过限位装置对成品烟条进行平衡、减速,保证成品烟条在下滑装置的运输过程中保持稳定,降低成品烟条的损耗。以某卷烟厂生产的实际为对象对该装置进行测试,结果表明,应用后成品烟条损耗降低30%,成品烟条滑落和掉落的问题降低到0,运输过程中成品烟条堵塞的次数减少70%,为提高FX高速包装机的高生产效率提供保障。

滤棒成型机接收鼓轮负压调节装置的设计

在成型机生产过程中,滤棒接收和转移是一道重要工序,其中滤棒接收是由接收鼓轮完成。基于接收鼓轮表面积灰问题研制一种滤棒成型机接收鼓轮负压调节装置,其包括吸风孔盖板、连接板、滑台机构、控制器。吸风孔盖板为与鼓轮盖板的外表面相贴合的弧形板,用于封盖吸风孔;连接板的一端与滑块相连,另一端与吸风孔盖板相连。使用装置后无需停机就能够方便地实现对接收鼓轮的负压风量的调节。

组合赋权法在卷烟机综合性能评价中应用

【目的】客观准确地评价卷烟机设备性能,从质量水平、消耗水平和效能水平3个维度出发,构建设备综合性能评价指标体系和组合赋权评价模型。【方法】利用最大熵原理给出最优组合系数和方案评价计算步骤。开展Topsis方法、层次分析法、熵值法和组合赋权法在卷烟机设备综合性能评价的实例分析和比较工作。【结果】4种方法具有显著正相关关系,评价结果满足一致性。组合赋权法与其他评价方法相比具有最优组合系数和误差平方和小优势。

基于Rocky DEM的松散润叶筒内抄板作用的模拟与优化

为深入研究松散润叶筒内叶片在抄板上的掉落过程,提升叶片的耐加工性,利用三维建模软件建立松散润叶筒三维模型,通过Rocky 2021 R2离散元仿真软件创建薄片柔性叶片进行数值模拟,对叶片在松散润叶筒内抄板上的运动进行可视化计算。根据抄板上叶片的持料量百分比曲线和落料速率曲线,将叶片的掉落过程分为两个阶段。结果表明:片状颗粒的受力区别于刚性球体间的点对点接触受力,叶片形状不可忽略;松散润叶筒转速为15 r/min时,叶片在筒体底部分布较少,筒体上半部分分布较多;抄板安装角度为80°时,板上持料量增多,抄板倾角较合理,增温增湿效果最优;松散润叶筒倾角对叶片在抄板上掉落的轴向速度影响显著。通过仿真得出叶片在抄板上掉落过程的优化参数,有助于松散润叶过程调控,指导实际工业生产。

基于增量式PID算法的香精施加系统设计

为解决加热不燃烧烟草制品生产过程中香精施加量无法根据薄片质量变化进行实时调控的问题,设计了一种基于增量式PID算法的香精施加系统。该系统由称重单元、螺杆泵、喷嘴、流量传感器等组成,通过称重单元实时获取薄片质量数据,根据理论计算模型确定香精施加量,基于增量式PID算法驱动螺杆泵定量输出香精至喷嘴中,利用流量传感器对香精施加量实时反馈,实现香精精准施加。验证结果表明,当薄片质量发生变化时,香精施加量可快速调整,最大超调量为1%,最长调整时间为1.8 s,系统具有较好的跟踪性能;施加量检测值与理论值的偏移率为0.23%~0.52%,施加量组内波动为3.11%~4.17%,系统可实现香精的准确、均匀、稳定施加。

自动换卷机构的纸带拼接刚柔耦合分析与试验研究

针对卷烟纸带拼接中压模纹理与拼接力设计不当,易发生纸带拼接松脱、错位和穿透的问题,基于自动换卷机构的纸带拼接原理,建立自动换卷机构刚柔耦合模型,采用数值模拟与试验测试方法,研究对辊材料、拼接力和压模纹理对纸带拼接效果的影响规律。结果表明,4种对辊材料(橡胶、尼龙、铝、钢)的纸带拼接力仿真值分别为177.1,3.50×104,1.29×106,4.45×106 MPa,仿真结果与理论值相符。设计不同压模纹理的纸带拼接试验,测算出菱形压模拼接后的纸带断裂应力为1.040 MPa,弹性模量为17.816 MPa;矩形压模拼接后的纸带断裂应力为1.802 MPa,弹性模量为28.001 MPa,菱形压模拼接质量优于矩形压模。研究为自动换卷机构的对辊材料和压模纹理设计,以及纸带拼接效果评价提供技术支撑。

基于CFD的烟叶松散润叶筒气固耦合数值模拟

针对烟叶松散润叶筒内部的“黑箱”问题,基于计算流体力学(CFD)对其进行气固双向耦合的数值模拟,通过建立可视化的流场和温度场模型,探讨润叶过程的影响因素和影响机理。结果表明:流场模拟中,颗粒的存在能有效改善气体流动形式,总体气相速率从1.0 m/s降低到0.3 m/s,增加了气固间的接触,强化了两相间的传热;温度场模拟中,温度变化呈现阶段式变化,在润叶筒前半段气固之间传热显著,气相平均温度由81.0℃下降至68.8℃,颗粒平均温度从25.0℃迅速升温到64.8℃,后半段温度维持相对稳定,气固间传热的热流密度随着轴向位置呈现先逐步下降后平稳的趋势;气相、颗粒温度的模拟值与试验实测值的相对误差分别为0.7%、-2.5%,模拟值与试验实测值整体吻合良好,说明模型合理有效;随着筒体倾角、转速增大,两相间的传热效果随之减弱,为满足润叶工艺要求,筒体倾角应小于8°,综合考虑生产速率与能耗,转速应选择15 r/min。

ZJ116卷接机组可快速更换接装纸规格的胶前导纸块设计

【目的】提高ZJ116卷接机组更换接装纸规格时的作业效率。【方法】通过对胶前导纸块的结构原理进行分析,采用仿真方法对胶前导纸块进行了重新设计。【结果】以3台ZJ116卷接机组为对象进行测试,结果表明,新研制的胶前导纸块可实现一次性成功更换接装纸规格,接装纸导纸块的更换调整时间从59.67min减少到2.15min。【结论】该胶前导纸块的设计,支持更多接装纸规格,实现了更换接装纸规格无需更换导纸块,提高了效率,为国产卷接机组烟支牌号、规格的快速更换提供了新的思路。

振动输送机分流系统的设计与实现

为提高振动输送机对大流量烟梗输送需求的适应能力,实现生产过程中烟梗物料的柔性分流。在振动输送机进料口处增设一分流机构,通过理论分析了烟梗颗粒的抛掷运动轨迹和影响分流机构分流效果的关键参数;设计一组五因素四水平正交试验运用工程离散单元法(engineering discrete element method,EDEM)对分流系统进行参数优化,得到最优参数组合:挡板距离振槽底部高度为70 mm、导板倾角为45°、导板长度为60 mm、挡板距离振槽端部距离为245 mm和导板宽度为80 mm;在此基础上,以STC12C5A60S2为核心设计一套分流控制系统,来调控烟梗输送过程中的短时间内流量波动的现象。最终通过现场实验验证表明,该分流系统能将分流后的振动输送机两物料通道的流量差值控制在3%之内。

YB45型细支硬盒包装机加速辊组件弹性销轴的设计

【目的】解决YB45型细支硬盒包装机加速辊内、外端橡胶辊压力调节不均匀,导致单张铝箔纸输送过程中歪斜的问题。【方法】设计制作了一种两段式弹性销轴,能够实现加速辊内、外端橡胶辊压力的均匀调节,保证单张铝箔纸的平稳输送。【结果】因单张铝箔纸输送过程中歪斜而被剔除的烟包数量由73.8盒/班,降低为1.2盒/班,降低了98.4%。机台效率由改进前的89.2%,提升为90.5%,提升了1.30%;产品质量得分由改造前的98.4分,提升为99.0分,提升了0.61%。【结论】弹性销轴为行业首创,它的使用,有效地解决了YB45型硬盒包装机加速辊内、外端橡胶辊压力调节不均匀,导致单张铝箔纸输送过程中歪斜的问题,提高了机台效率,保障了铝箔纸包装质量。

卷烟制造过程梗签分离工艺及装备研究进展

针对卷烟中过多梗签会损害其物理属性并影响吸食体验的问题,对卷烟制造过程主要梗签分离工艺和装备进行了综述,认为:卷烟制造过程中梗签分离集中在制丝和卷包两个关键工段,分离工艺主要有风选、振筛及复合工艺,其中风选为梗签分离的主流工艺。通过装备改进和参数优化能提高梗签风选分离效率,但烟丝损耗与纯净度间的平衡关系仍面临挑战;振筛易受筛网阻塞和清洁等问题影响,但将其与风选等工艺进行结合的复合工艺逐渐受到重视;光选识别与风选相结合的复合工艺为卷烟工业带来更为精准和智能的梗签分离解决方案,但目前尚未在实际生产线得到广泛应用。未来,可加强风选技术的研发,并将其与振筛、光选识别等技术进行深入、系统的融合,以提高梗签分离效率和烟丝回收利用率,并实现卷烟产品品质与物料消耗的平衡发展。

烟草输送带清洁机升降平台运动学和动力学分析及优化

为了提高烟草输送带清洁机升降平台的工作效率,降低液压缸提供的推力,对其三级电动剪叉升降平台进行了运动优化和液压缸位置的优化。首先基于三级电动剪叉升降平台的三维模型,建立其数学模型,然后利用虚位移原理与动能定理分别进行运动学分析,以及静力学与动力学分析,获得剪叉升降平台的关键节点的位移、速度、加速度,以及平台位置参数与液压缸行程和推力之间的关系。最后利用MATLAB软件进行剪叉升降平台的数值仿真分析,研究剪叉机构上升时,升降平台位置与液压缸行程及推力之间的影响规律,并进行剪叉机构运动优化和液压缸位置优化,优化后升降平台一个工作循环工作时间减小了40%,工作平台处于相同位置时所需液压缸推力减小了6.51%。

烟梗智能上料系统的设计与研究

以某卷烟厂现有烟梗上料设备存在的生产效率低、劳动成本高等问题为例,设计了烟梗智能上料系统。系统由桁架机器人系统、输送设备系统、回收桶系统、视觉系统、除尘管和改装葫芦吊等组成,重点对系统的机械结构、主要子系统及控制系统主程序等模块进行设计。通过安装测试,该系统实现了烟梗包的自动摆放和上料、烟梗种类识别、质量配比、故障检测等功能,降低人工操作成本、提高工作效率、更具安全和智能化,有很强的使用价值。

制丝线浸梗工艺设备生产过程中的水质控制

卷烟企业制丝生产线的梗丝生产过程需要对原料烟梗进行水分的增加处理,多由浸梗工艺设备将烟梗与一定温度的热水强制浸泡一定的时间来实现,而在浸梗工艺设备于相同工艺参数进行生产的过程中,存在由于设备内的水质变化导致的生产批次内的烟梗回透不均匀和生产批次之间的烟梗回透不一致的情况,造成后续梗丝含水率参数出现波动,影响梗丝质量的稳定性。本文论述了一种对浸梗工艺设备生产过程中的水质进行控制的方法,可以有效地控制浸梗工艺设备生产过程中的水质状况,从而提高浸梗工艺设备处理的一致性,按此方法实施后,切丝水分标准偏差改善情况为:生产批次内由0.27%降低至0.20%、生产批次之间由0.31%降低至0.25%,梗丝感官质量提升0.5分。

基于集成学习算法的M5卷接机烟支质量稳定性分析与控制

PROTOS-M5卷烟机是上海某公司某专线的生产设备,具有较高的自动化和信息化水平,但如何充分利用复杂的在线数采数据来分析、构建有效、稳定的在线物测指标稳定性控制体系,一直是车间质量人员面临的难题。本文以在线烟支质量标偏为研究对象,基于M5卷烟机在线数采数据,研究生产过程中的烟支质量稳定性控制,利用集成学习算法构建以在线烟支质量标偏为响应变量、设备参数簇为解释变量的回归模型,明确了在线烟支质量稳定性控制的关键参数和优化控制范围,并在此基础上构建关键参数的中位数过程控制图,为车间在线烟支质量稳定性预警、监控提供重要的参考与指导。