中新网云南新闻2月6日电(徐夏清 白悦松)在云南中烟红塔集团楚雄卷烟厂卷包车间藏着一个“实验室”,里面的“发明家”们立足一线,敏锐捕捉车间工作的难点、痛点、堵点,并利用业余时间开展问题研究和技术攻关,通过一个个小创新、小发明,解决了车间工作的大难题。
一次“不合格”激发的创新灵感
2023年7月,卷包操作工小张正在机台专心操作机器时,在车间巡查的全国烟草技术能手金彩洪忽然大喝:“赶紧停机,产品有皱纹!”
小张立即停机检查,发现搓接鼓轮工作面上有很多胶垢,便马上对输送通道上的产品进行检查处理。但在当天专检中,巡查人员还是发现了存在质量缺陷的产品,机台因此被评“不合格”。
小张又懊恼又无奈。懊恼在于,要是自己清洁搓板、搓接鼓轮时再仔细一点,是不是就不会被评“不合格”?无奈的是,涂有胶水的接装纸片在输送过程中,不可避免会有少许胶水渗漏在输送通道上,清洁起来耗时耗力,且清洁需要停机,一旦停机就会影响生产效率,所以小张不得不快速清洁,造成的结果可能就是清洁的效果不佳。
既要保证产品质量,又要提高生产效率。这个难题引发了金彩洪的思考。通过与机台操作工、修理工的交流,他更加坚定了创新改革的决心。“这是车间操作工普遍面临的问题,我就想,能不能发明一种装置,在不停机的情况下定时清洁,既能保证产品质量,又不影响生产效率。”
一个团队展开的头脑风暴
说干就干。2023年8月,车间金彩洪技能大师工作室组织青年职工成立了项目攻关小组。从那之后,一间小小的“实验室”里,一到下班便挤满了人,讨论声、键盘敲击声不绝于耳。
项目攻关小组成员每天除了上班,就是泡在“实验室”里搞研究,他们在各大专业网站进行海量检索,查阅大量有关设备清洁方面的专利和论文。
查阅发现,目前针对卷烟机搓接鼓轮使用清洁装置的研究、论文、专利较少,项目攻关小组成员对此进行了讨论。
“金师傅,这家工厂是通过同步齿形带驱动毛刷转动,设备运行同步毛刷转动清洁,清洁效果能达到70%~80%,但每班生产过程中还是需要手动停机清洁1~2次。”
“金师傅,这家工厂的毛刷采用无动力与搓接鼓轮摩擦滚动的清洁方式,根据经验分析,对于粘性大、附着力强的胶垢来说,并没有什么作用。”

多次查阅资料无果后,项目攻关小组成员有些灰心。“金师傅,太难了,我们查了这么多资料,这么多工厂都没找到可行的方法,我们真的可以吗?”
“越是查不到,就越说明这个问题已经成为了行业公认的难题,也就越证明我们的研究是有价值的,大家不要气馁,我们再多想想办法。”
在金彩洪的鼓励下,项目攻关小组成员继续挑灯夜战、潜心研究,最终在理论上取得突破:只有清洁毛刷与搓接鼓轮圆周线速度相等,均为顺时针转动,形成大小相等、方向相反的两个力,毛刷对胶垢剪切应力达到最大,清洁效果才能达到最佳,也无需手动停机清洁,进一步实现间歇式清洁方式,在保证清洁效果的同时有效延长尼龙毛刷和整个系统的寿命。
理论上的突破让大家备受鼓舞,长时间利用业余时间泡在实验室里,日日夜夜的头脑风暴终于有了收获,这让项目攻关小组成员看到了希望。
项目攻关小组根据理论研究得出的结论,边构思边设计边思考撰写专利,2024年2月初,完成了搓接鼓轮定时自动清洁装置机械部分的设计,并根据设计结构所要实现功能的复杂性、创新性、新颖性、突破性评估,完成了发明专利、实用新型专利、软著等5件知识产权的撰写申报工作。
一次失误带来的经验教训
理论有了,那实际应用呢?项目攻关小组紧锣密鼓展开工作,按照专利方案在网上自费购买制作清洁装置所需要的零件。
而就在项目攻关小组成员信心满满准备开工时,问题又来了。根据车间生产实际,高速机生产任务较紧,不可能经常停机给项目攻关小组上机安装试验,项目攻关小组综合考虑,决定选择在难度最大的ZJ17机组上加装搓接鼓轮定时自动清洁系统。
与高速机相比,ZJ17搓接鼓轮处空间位置较小,项目攻关小组测量后发现,前期在网上自费购买的部分零件,实际外形尺寸已经不再适用于ZJ17,几乎把前期所写的发明专利方案全部推翻。
这一问题让项目攻关小组成员很是着急。“金师傅,怎么办啊,制作装置时间紧、任务重,现在自费购买的零件尺寸不符合实际需要,如果再次网上购买,费时费力不说,尺寸也不一定精确。”
“不要着急,遇到问题我们就想办法解决,这次购买零件失误也给大家提了个醒,以后我们在做事之前一定要考虑周到,多结合实际生产需要。”
“金师傅,我们能不能请外部工厂加工?”
“不太现实,如果走流程请外部加工,费用比较高不说,而且同样存在尺寸测量不准的问题,难免要多次修改尺寸重复加工。按以往的经验,每次修改尺寸往返加工周期都要半年一载,这样的话项目估计3~5年也完成不了,那时候我都退休了。”
“那怎么办,时间不等人啊!去哪弄到符合实际尺寸的零件?”
“实在不行我们自己做呗!车间的钳工培训,我可是学到了很多实操技能!”
“我想了一下,自己动手制作,后期所面临的困难挑战,消耗的时间精力,还有一些不可控因素还是可以解决的。那就辛苦大家,我们车间没有的机械、电气通用件自费上网购买,其他零件自己动手加工制作,我们一起把这个搓接鼓轮定时自动清洁系统‘磨’出来!”

项目攻关小组成员立即分工合作,按设计方案寻找毛坯材料,下班后采用三维模型设计、打印3D零件样品、钳工手工加工零件的方式制作相关零件,仅机械部分清洁装置零件就制作了63件。制作过程中,最大的难题是30mm的轴承位无法加工,项目攻关小组跑遍了楚雄私人机加工点都没有镗床,请其他工厂加工也需要走正规流程。考虑到时间问题,项目攻关小组只能采用钻花打孔后,手工锉削、刮削完成了轴承位的制作。2024年5月,第一代清洁装置雏形终于完成。
多次试验收获的成功喜悦
由于ZJ17搓接鼓轮处空间位置十分狭小,尺寸测量依然存在较大误差,几乎每一个零件都重复经历了自费上网购买、动手制作、上机安装试验、彻底报废、再购买再制作的过程。前前后后升级迭代了8个不同版本的清洁装置,才最终形成能够基本实现预期功能的清洁系统。
直到2024年8月,清洁装置机械可以完全安装在搓接鼓轮上方预设位置,但如何固定?又是一大难题。项目攻关小组用了两周多时间,制作了许多奇形怪状的支座,最终用2颗紧固螺钉重叠固定法,才把清洁装置固定在搓接鼓轮左上方。

机械部分解决了,通电在设备上试验,大问题又来了,毛刷驱动电机频繁过流。项目现场评审在即,项目攻关小组面临前所未有的压力,如果不能按期完成项目现场应用,前期一年多时间的努力都将白费。
项目攻关小组顶住压力,重新整理思路,机电密切配合,再次重新制作清洁装置关键零件,提高了零件的配合精度,把单臂支撑改为双臂支撑,提高清洁毛刷的运转精度,并对上位机的程序控制、参数设置进行无数次修改设定试验,经过不断优化改进、完善功能,仅PLC程序就升级迭代了38个版本。
最终,历时一年多的时间,依托于金彩洪技能大师工作室这一间小小的“实验室”,项目攻关小组自主研制的“搓接鼓轮定时自动清洁系统”上机应用获得成功。(完)