一种纵切仪双工位快速切换装置的研制探讨

一、引言

在烟草行业，卷烟纵切仪是进行烟支含末率、含水率、烟丝成分分析等指标测试前样品预处理的关键设备。但随着细支卷烟等新型产品的兴起，传统纵切仪在切割细支产品时易出现卡料现象，致使切割效率低下，且需购置新设备满足需求，成本高昂。为攻克这一难题，湛江卷烟厂艺力 QC小组启动了纵切仪双工位快速切换装置的研制项目，目标是提升纵切仪工作效率、降低卡料频率，同时减少经费投入。

二、需求分析

内部需求：质检员在检测卷烟产品时发现，传统纵切仪切割细支产品时，两支细支产品易同时进入料槽引发卡料。这不仅导致样品浪费，还因人工频繁清理调试机器，使得工作效率大打折扣。

外部需求：基建设备科提出，鉴于本厂细支产品生产频次低、产量小，若为细支产品检测购置新纵切仪，将造成10 万元经费浪费与设备闲置。因此，亟需对现有设备进行低成本、高效的改进。

三、目标设定与可行性论证

目标设定：将纵切仪每切割200 支产品的耗时从 22.3min 降至 sinin 以内；将实施经费控制在1000 元以内，相较于购置新设备节省 90% 以上成本。

可行性论证：理论论证：借助 ECRS 理论对切割流程进行分析，发现优化空间巨大。取消不必要的步骤、合并相似操作、重排作业顺序、简化复杂环节后，理论上可大幅缩短耗时；模拟试验：通过模拟实验对比不同方案，发现采用棘轮机构的转子套筒可实现快速切换，且能显著降低卡料频率。成本核算显示，改造费用远低于新设备购置费用，技术上切实可行。

四、方案设计与确定

1、设计总体思路：保留纵切仪主体结构，针对料槽部分进行改进。新增转子套筒，使其可通过旋转切换不同规格料槽，以适配常规卷烟与细支产品；

2、具体指标： ① 转子转轴尺寸需与原设备匹配，保证同轴度； ② 细支料槽与常规料槽规格需精准适配对应产品直径与长度； ③ 转子转轴与套筒材料需具备高硬度、长寿命，成本可控； ④ 加工方式需满足复杂零件精度要求，同时控制费用； ⑤ 连接方式要便捷可靠，便于频繁切换工位。

3、最佳方案确定： ① 材料选择：经对比不锈钢、镀锌钢、铝合金性能，选定不锈钢为转子转轴与套筒材料，其硬度、耐腐蚀性及成本平衡优势明显； ② 加工方式：四轴CNC 加工可实现复杂零件高精度加工，且费用在预算范围内； ③ 尺寸确定：依据理论计算与模拟实验，确定转子转轴与套筒各部位尺寸，确保精确适配与顺畅切换； ④ 连接方式：棘轮机构因单向旋转即可完成切换，操作便捷、连接稳固，成为首选连接方案。

五、对策实施

按照 5W1H 原则制定详细对策实施表： ① 硬度测试：委外专业单位利用洛氏硬度计，对不锈钢转子转轴与套筒多点位进行硬度检测，确保硬度达标； ② 棘轮测试：模拟实际工况，对棘轮连接进行长时间旋转测试，观察其灵活性与可靠性； ③ 尺寸加工与测量：依据设计图纸，采用四轴CNC加工转子套筒与转子转轴，加工完成后，使用精密测量工具对各关键尺寸进行精准测量，确保与设计尺寸误差控制在允许范围内。

六、效果检查

1、课题目标完成情况检查：改造后的纵切仪切割200 支细支产品总耗时稳定在 4.6min ，远低于 5min 目标；卡料频率为0，成功解决卡料难题；改造总花费仅950 元，远低于1000 元预算，目标达成率 100‰ 。

2、效率提升计算： ① 工作效率提升：卡料频率从 90% 降至0，切割效率显著提升；耗时从 22.3min 缩短至 4.6min ，效率提升幅度达 79.37% ，产能大幅增加； ② 成本效益：以不足千元成本实现设备性能质的飞跃，避免10 万元新设备投入，资金利用效率提升超 90% ，为工厂节省大笔开支。

七、推广应用与标准化

1、推广应用价值评价：该装置创新性地运用棘轮机构实现双工位切换，兼具设备创新性、成本优势、加工便捷性、操作简便性与质量稳定性，适配烟草行业类似检测场景，可大幅降低设备闲置率与采购成本，具有显著推广价值。

2、形成标准：修订《湛江卷烟厂SODIM 香烟纵切仪设备操作规程》，融入双工位切换操作规范与日常维护要点，确保操作人员依规作业；归档SODIM 香烟纵切仪转子图纸，详细标注关键尺寸与技术参数，为后续设备改造、维修提供精准依据。

3、效果追踪：持续监测显示，改造后纵切仪长期运行稳定，切割效率与质量保持优异，未出现性能衰退，有力支撑卷烟品质检测工作。

八、结论与展望

本次研制的纵切仪双工位快速切换装置，完美契合湛江卷烟厂生产需求，达成预定目标，彰显QC 小组活动在解决生产实际问题中的强大力量。后续，小组将秉持创新精神，聚焦《SODIM 纵切仪刀片高度快速调整装置的研制》等新课题，为烟草行业技术升级添砖加瓦。

参考文献

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