專利名稱：利用kdf4成型機(jī)組生產(chǎn)濾棒的工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種利用KDF4成型機(jī)組生產(chǎn)濾棒的工藝。
背景技術(shù)：
成型機(jī)是將煙用絲束(以下簡(jiǎn)稱絲束)卷制成濾棒的設(shè)備。KDF4/AF4是德國(guó)虹 霓公司生產(chǎn)的新一代高速濾棒成型機(jī)組，最高加工速度可達(dá)600米/分鐘。KDF4是采用 “PR0T0S”刀頭設(shè)計(jì)的濾棒卷制分切設(shè)備，AF-4是其前道絲束開(kāi)松設(shè)備。垂直放置的螺紋 對(duì)輥組成AF4絲束伸展區(qū)。在伸展區(qū)內(nèi)集束單絲得到分離，卷曲形成的絲束緊密網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 得以鋪展，但是這種短時(shí)、超高速網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)鋪展往往伴隨著內(nèi)部應(yīng)力的非均衡特性。緊接著 絲束通過(guò)松弛區(qū)，松弛區(qū)為消除絲束網(wǎng)絡(luò)內(nèi)不均衡應(yīng)力提供平衡時(shí)間和空間。在松弛區(qū)內(nèi) 還設(shè)置有增塑劑噴灑裝置，可以有效提高濾棒的硬度，便于濾棒分切后形成的濾嘴與煙支 卷接。最終施加了增塑劑并且充分展寬的絲束通過(guò)一個(gè)集束輪收攏，在送絲噴嘴的牽弓I作 用下，填充入濾棒卷制分切設(shè)備-KDF4中。由于絲束開(kāi)松成型過(guò)程中采用了多項(xiàng)專利設(shè)計(jì)， 如“U”形開(kāi)松系統(tǒng)以及增塑劑噴嘴施加系統(tǒng)等，虹霓宣稱KDF4/AF4機(jī)組可以在超高速條件 下，保障濾棒加工質(zhì)量。由于其存在以上特點(diǎn)，所以絲束在KDF4成型的特性曲線不同于其 他現(xiàn)有的成型設(shè)備。隨著國(guó)內(nèi)濾棒成型裝備的不斷升級(jí)，國(guó)內(nèi)引進(jìn)了多臺(tái)KDF4/AF4機(jī)組， 篩選優(yōu)化出適用于不同規(guī)格絲束的工藝參數(shù)成為急需解決的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)，申請(qǐng)人利用開(kāi)展《KDF4成型機(jī)組成型技術(shù)的系統(tǒng)性研究》機(jī) 會(huì)，對(duì)KDF4成型機(jī)組成型技術(shù)的進(jìn)行系統(tǒng)性研究，為今后卷煙設(shè)計(jì)提供可靠詳實(shí)的理論數(shù) 據(jù)，為推動(dòng)KDF4成型技術(shù)在我國(guó)煙草行業(yè)的技術(shù)引進(jìn)、消化吸收和推廣應(yīng)用有積極重要的 借鑒及指導(dǎo)作用。本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的一種利用KDF4成型機(jī)組生產(chǎn)濾棒的工藝，步驟如下將原料絲束投入AF4絲束開(kāi) 松裝置，噴灑增塑劑后，由輸送輥送絲至KDF4成型機(jī)組，生產(chǎn)濾棒，濾棒成型后，經(jīng)檢測(cè)、裝 盤、儲(chǔ)存后輸送至卷煙機(jī)。流程如下所示投料一AF4絲束開(kāi)松裝置一增塑劑噴灑一輸送輥送絲一KDF4濾棒成型一濾棒在 線檢測(cè)一濾棒裝盤一濾棒儲(chǔ)存一輸送至卷煙機(jī)。所述原料絲束為3. 0/35000規(guī)格的絲束，利用KDF4成型機(jī)組生產(chǎn)濾棒的工藝參數(shù) 為螺紋輥速比(V2/V1) 1. 48 ；預(yù)張力輥壓力PO 0. 5bar ；絲帶寬度寬20_22cm。所述原料絲束為3. 5Y34000規(guī)格的束，利用KDF4成型機(jī)組生產(chǎn)濾棒的工藝參數(shù) 為螺紋輥速比(V2/V1) 1. 44 ；預(yù)張力輥壓力PO 0. 56bar ；絲帶寬度寬20_22cm。所述原料絲束為3. 9Y31000規(guī)格的絲束，利用KDF4成型機(jī)組生產(chǎn)濾棒的工藝參數(shù) 為螺紋輥速比(V2/V1) 1. 28 ；預(yù)張力輥壓力PO 0. 68bar ；絲帶寬度寬20_22cm。所述原料絲束為3. 0Y32000規(guī)格的絲束，利用KDF4成型機(jī)組生產(chǎn)濾棒的工藝參數(shù)
3為螺紋輥速比(V2/V1) 1. 44 ；預(yù)張力輥壓力PO 0. 48bar ；絲帶寬度寬20_22cm。所述原料絲束為2. 4Y32000規(guī)格的絲束，利用KDF4成型機(jī)組生產(chǎn)濾棒的工藝參數(shù) 為螺紋輥速比(V2/V1) 1. 42 ；預(yù)張力輥壓力PO 0. 48bar ；絲帶寬度寬20_22cm。上述工藝中，未詳細(xì)描述的步驟均為現(xiàn)有技術(shù)，在此不再贅述。本發(fā)明對(duì)工藝參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化，針對(duì)不同規(guī)格的絲束(3. 5Y34000、3.0Y35000、 3. 9Υ31000、3. 0Υ32000、2. 4Υ34000等5種規(guī)格絲束)，通過(guò)實(shí)驗(yàn)，篩選出了最優(yōu)的工藝參數(shù)， 在原有基礎(chǔ)上提高了 KDF4成型機(jī)組吸阻等指標(biāo)的穩(wěn)定性，并在原有基礎(chǔ)上提高了 KDF4成 型機(jī)組濾棒的出棒率，達(dá)到降低加工消耗的目的。


圖1 樣本吸阻均值折線圖2 樣本吸阻箱圖3 樣本數(shù)據(jù)檢驗(yàn)與剔除后吸阻箱圖4 剔除樣本中奇異數(shù)據(jù)后的吸阻均值與原始吸阻均值比較圖
圖5 剔除樣本中奇異數(shù)據(jù)后的吸阻SD與原始吸阻SD比較圖6 樣本重量均值數(shù)據(jù)折線圖7 樣本吸阻均值數(shù)據(jù)折線圖8 樣本重量均值數(shù)據(jù)折線圖9 樣本吸阻均值數(shù)據(jù)折線圖10樣本重量均值數(shù)據(jù)折線圖
圖11樣本吸阻均值數(shù)據(jù)折線圖
圖12樣本吸阻均值折線圖13樣本吸阻均值箱圖14數(shù)據(jù)檢驗(yàn)與剔除后箱圖15剔除樣本中奇異數(shù)據(jù)后的吸阻均值與原始吸阻均值比較圖
圖16剔除樣本中奇異數(shù)據(jù)后的吸阻SD與原始吸阻SD比較圖17樣本重量均值數(shù)據(jù)折線圖
圖18樣本吸阻均值數(shù)據(jù)折線圖
圖19樣本重量均值數(shù)據(jù)折線圖
圖20樣本吸阻均值數(shù)據(jù)折線圖
圖21樣本重量均值數(shù)據(jù)折線圖
圖22樣本吸阻均值數(shù)據(jù)折線圖
圖23樣本重量均值數(shù)據(jù)折線圖
圖24樣本吸阻均值數(shù)據(jù)折線圖
圖25吸阻CV整體模型杠桿率圖
圖26硬度均值整體模型杠桿率圖27第一次處理對(duì)應(yīng)的濾棒特性曲線；
圖28目標(biāo)吸阻重量整體模型杠桿率圖29優(yōu)化工藝預(yù)測(cè)刻畫器及意愿；
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圖30虹霓調(diào)試工藝預(yù)測(cè)刻畫器及意愿圖31吸阻變異系數(shù)(CV)整體模型杠桿率圖
圖32硬度均值整體模型杠桿率圖33第一次處理對(duì)應(yīng)的濾棒特性曲線；
圖34目標(biāo)吸阻重量整體模型杠桿率圖35優(yōu)化工藝預(yù)測(cè)刻畫器及意愿圖36虹霓調(diào)試工藝預(yù)測(cè)刻畫器及意愿圖37吸阻變異系數(shù)(CV)整體模型杠桿率圖
圖38硬度均值整體模型杠桿率圖39第一次處理對(duì)應(yīng)的濾棒特性曲線；
圖40目標(biāo)吸阻重量整體模型杠桿率圖41優(yōu)化工藝預(yù)測(cè)刻畫器及意愿圖42吸阻變異系數(shù)(CV)整體模型杠桿率圖
圖43硬度均值整體模型杠桿率圖44第一次處理對(duì)應(yīng)的濾棒特性曲線圖45目標(biāo)吸阻重量整體模型杠桿率圖46優(yōu)化工藝預(yù)測(cè)刻畫器及意愿圖47吸阻變異系數(shù)(CV)整體模型杠桿率圖
圖48硬度均值整體模型杠桿率圖49第一次處理對(duì)應(yīng)的濾棒特性曲線；
圖50目標(biāo)吸阻重量整體模型杠桿率圖51優(yōu)化工藝預(yù)測(cè)刻畫器及意愿。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明。本發(fā)明采用下述方法對(duì)不同規(guī)格的絲束進(jìn)行了工藝參數(shù)優(yōu)化第一步利用單因素試驗(yàn)評(píng)估KDF4機(jī)組調(diào)節(jié)參數(shù)P1、V2/V1、P0、V3/V2設(shè)定對(duì)濾棒 吸阻加工性能影響，根據(jù)影響能力的強(qiáng)弱，最終確定后續(xù)全面試驗(yàn)方案中必備的調(diào)節(jié)因素。第二步根據(jù)第一階段單因素試驗(yàn)分析結(jié)果，剔除Pl壓力和V3/V2影響因素，選 定V2/V1和PO為這一階段試驗(yàn)研究重點(diǎn)因素，同時(shí)依據(jù)常識(shí)推斷將與濾棒硬度有關(guān)的絲 束開(kāi)松寬度加入試驗(yàn)考慮因素，在KDF4成形機(jī)組對(duì)3. 0Y35000、3. 5Υ34000.3. 9Υ31000、 3. 0Υ32000.2. 4Υ34000等5種規(guī)格的醋酸纖維絲束進(jìn)行試驗(yàn)。實(shí)施例1KDF4機(jī)組單因素試驗(yàn)本階段工作的主要目的是評(píng)估KDF4機(jī)組調(diào)節(jié)參數(shù)PI、V2/V1、P0、V3/V2設(shè)定對(duì)濾 棒吸阻加工性能影響，根據(jù)影響能力的強(qiáng)弱，最終確定后續(xù)全面試驗(yàn)方案中必備的調(diào)節(jié)因
ο1材料與方法1. 1試驗(yàn)設(shè)備、儀器及材料選用規(guī)格為3. 5TO4000絲束、3.(^35000兩種絲束(南通醋酸纖維有限公司生產(chǎn))、26. 5mm*30g*5000m的成型盤紙(四川恒豐紙業(yè))、三醋酸甘油酯(濟(jì)南華陽(yáng)公司)。KDF4/AF4成型機(jī)組、QTM濾棒性能綜合測(cè)試臺(tái)(英國(guó)Cerulean公司)、30cm鋼板 直尺(南昌航天現(xiàn)代科教儀器廠)、秒表(上海秒表廠)、恒溫恒濕箱(德國(guó)濱德公司)。1. 2試驗(yàn)設(shè)計(jì)本次試驗(yàn)選用3. 5Y34000和3. 0Y35000兩種規(guī)格絲束(南通醋酸纖維有限公司生 產(chǎn))作為實(shí)驗(yàn)材料，用3.0TO5000規(guī)格絲束對(duì)預(yù)張力輥壓力(P0)、開(kāi)松比(V2/V1)、松弛比 (V3/V2)三個(gè)重要因素分別進(jìn)行試驗(yàn)，每個(gè)試驗(yàn)因素取若干個(gè)水平。用3. 5TO4000規(guī)格絲束 對(duì)伸展輥壓力(Pl)、預(yù)張力輥壓力(P0)、開(kāi)松比(V2/V1)、松弛比(V3/V2)四個(gè)重要因素分 別進(jìn)行試驗(yàn)，每個(gè)試驗(yàn)因素取若干個(gè)水平。單因素試驗(yàn)設(shè)計(jì)表格見(jiàn)表1、表2。1. 3取樣方法每個(gè)單因素試驗(yàn)取連續(xù)10分鐘濾棒樣品，每分鐘瞬間取1組樣品，每組20支濾 棒，合計(jì)10組200支濾棒進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析。1. 4測(cè)定方法1.4. 1濾棒測(cè)試濾棒檢測(cè)試驗(yàn)室的檢測(cè)的大氣條件符合ISO 3402的規(guī)定，溫度(22士幻°C，相對(duì) 濕度(60士幻％，大氣壓對(duì)氣體體積流量無(wú)影響。測(cè)試之前，樣品將在中心試驗(yàn)室平衡48小 時(shí)。平衡后的樣品在Cerulean公司的QTM綜合測(cè)試臺(tái)順序完成濾棒水分、重量、圓周、吸阻 的測(cè)試，硬度在QTM7單機(jī)完成，所有測(cè)試數(shù)據(jù)通過(guò)RS232 口全部傳輸至計(jì)算機(jī)。1. 4. 2KDF4設(shè)備其他固定工藝條件關(guān)閉送絲噴嘴前面舌頭氣源；送絲噴嘴供氣閥門開(kāi)度(19-22% )。1.4.3濾棒控制指標(biāo)見(jiàn)表3 1. 5統(tǒng)計(jì)方法使用利用SPSS13. 0統(tǒng)計(jì)分析軟件對(duì)各試驗(yàn)因素?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行單因子方差分析。1.5. 1描述統(tǒng)計(jì)分析描述統(tǒng)計(jì)分析過(guò)程通過(guò)樣品數(shù)目、最小值、最大值、平均值、標(biāo)準(zhǔn)差統(tǒng)計(jì)量對(duì)濾棒 吸阻進(jìn)行描述。1.5.2單因素方差分析單因素方差分析也稱一維方差分析。它檢驗(yàn)由單一因素影響的一個(gè)(或是幾個(gè)相 互獨(dú)立的)因變量由因素各水平分組的均值之間的差異是否具有統(tǒng)計(jì)意義。還可以對(duì)該因 素的若干水平分組中哪一組與其它各組均值間具有顯著性差異進(jìn)行分析，即進(jìn)行均值的多 重比較。2結(jié)果與分析2. 13. 0Y35000 結(jié)果與分析2. 1. 1描述統(tǒng)計(jì)分析以表1中第一列“樣本”為分類條件，對(duì)濾棒的水分、重量、圓周、吸阻試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn) 行統(tǒng)計(jì)，結(jié)果如表4所示。統(tǒng)計(jì)項(xiàng)目從左至右依次為樣本數(shù)據(jù)總個(gè)數(shù)、樣本數(shù)據(jù)最小值、樣 本數(shù)據(jù)最大值、樣本數(shù)據(jù)均值、樣本數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)偏差。9次試驗(yàn)中多數(shù)樣本數(shù)據(jù)的吸阻均值都控制不理想，與目標(biāo)值有較大出入，詳見(jiàn)圖 1。所以數(shù)據(jù)不能直接用于統(tǒng)計(jì)分析，必須先行剔除數(shù)據(jù)中的異常值和極值。
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利用SPSS中Explore方法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行異常值和極值剔除Explore過(guò)程提供數(shù)據(jù)在分組與不分組的情況下，常用的統(tǒng)計(jì)量與統(tǒng)計(jì)圖形。選用 explore箱圖可以直觀將異常值和極值呈現(xiàn)出來(lái)，方便數(shù)據(jù)剔除。對(duì)圖1進(jìn)行分析，結(jié)果如 圖2所示。樣本2、3、7、8、9均有異常值或是極值出現(xiàn)。根據(jù)圖2中提示的單元號(hào)，進(jìn)行數(shù) 據(jù)剔除。 矩形框是箱圖的主體，上中下三條線分別表示變量值的第75、50、25百分位數(shù)。 中間的縱向直線稱觸須線。上截至橫線是變量值本體最大值，下截至橫線是變 量值本體最小值。除異常值和極值以外的變量值稱為本體值。 異常值所使用的標(biāo)記為“0”，分兩種。箱體上方的0標(biāo)記點(diǎn)，其變量值超過(guò)了第 75百分?jǐn)?shù)加第75百分?jǐn)?shù)與第25百分?jǐn)?shù)差值的1. 5倍。箱體下方的0標(biāo)記點(diǎn)，其變量值小 于了第25百分?jǐn)?shù)加第75百分?jǐn)?shù)與第25百分?jǐn)?shù)差值的1. 5倍。 極值使用標(biāo)記為“*”。上極值的變量值超過(guò)了第75百分?jǐn)?shù)加第75百分?jǐn)?shù)與第 25百分?jǐn)?shù)差值的3倍。下極值點(diǎn)的變量值小于了第25百分?jǐn)?shù)加第75百分?jǐn)?shù)與第25百分 數(shù)差值的3倍。通常這樣的數(shù)據(jù)檢驗(yàn)與剔除不可能通過(guò)一次Explore過(guò)程完成，需要對(duì)數(shù)據(jù)多次 檢驗(yàn)，也就多次進(jìn)行Explore過(guò)程，直至所有數(shù)據(jù)都符合要求。針對(duì)表的數(shù)據(jù)一共進(jìn)行了 4 次Explore過(guò)程，最終結(jié)果如圖3所示。對(duì)剔除完成后的濾棒數(shù)據(jù)再次以表5中第一列“樣本”為分類條件，對(duì)濾棒的水 分、重量、圓周、吸阻試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，結(jié)果如表5所示。除了 1和6組試驗(yàn)沒(méi)有奇異值以 外，其他各組都或多或少出現(xiàn)奇異值。對(duì)于奇異值對(duì)樣本吸阻均值和樣本吸阻SD的影響通 過(guò)繪制折線來(lái)展示，結(jié)果如圖4和圖5所示。通過(guò)比對(duì)圖4和5發(fā)現(xiàn)，在此次試驗(yàn)中奇異值對(duì)樣本吸阻均值的影響要遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于 對(duì)樣本吸阻SD的影響。2. 1.2單因素分析單因素方差分析也稱一維方差分析。它檢驗(yàn)由單一因素影響的一個(gè)(或是幾個(gè)相 互獨(dú)立的)因變量由因素各水平分組的均值之間的差異是否具有統(tǒng)計(jì)意義。還可以對(duì)該因 素的若干水平分組中哪一組與其它各組均值間具有顯著性差異進(jìn)行分析，即進(jìn)行均值的多 重比較。按照表1設(shè)計(jì)，1-4樣本測(cè)試的是V2/V1單因素影響，5-7測(cè)試的PO壓力單因素影 響，8-9測(cè)試是V3/V2的單因素影響。由于濾棒吸阻和重量容易受到濾棒圓周和水分的影 響，所以分析時(shí)需要假定水分影響忽略不計(jì)圓周影響也忽略不計(jì)。通過(guò)觀察，由于樣本1偏離設(shè)定值太多，可能影響分析準(zhǔn)確性，所以剔除樣本1。2. 1. 2. 1V2/V1 的影響分析以剔除奇異值后的樣本吸阻和重量均值數(shù)據(jù)分別繪制對(duì)應(yīng)樣本0-4)的折線圖， 如圖6和圖7所示，隨著V2/V1數(shù)值的加大濾棒重量降低而吸阻增加，對(duì)濾棒加工產(chǎn)生積極 效果?？梢钥隙╒2/V1是濾棒加工試驗(yàn)影響因素。2. 1. 2. 2P0的影響分析以剔除奇異值后的樣本吸阻和重量均值數(shù)據(jù)分別繪制對(duì)應(yīng)樣本(5-7)的折線圖， 如圖8和圖9所示，折線圖分為兩段，從樣本5變到6時(shí)候，濾棒重量下降了對(duì)應(yīng)吸阻也降 低了，也就是沒(méi)有產(chǎn)生積極效果；但是樣本6變到7時(shí)候，出現(xiàn)了濾棒重量降低而吸阻增加的積極效果。所以PO的影響還需要進(jìn)一步試驗(yàn)驗(yàn)證，但是將其列入濾棒加工試驗(yàn)影響因素 是沒(méi)有問(wèn)題的。2. 1. 2. 3V3/V2 的影響分析以剔除奇異值后的樣本吸阻和重量均值數(shù)據(jù)分別繪制對(duì)應(yīng)樣本(8-9)的折線圖， 如圖10和11所示，濾棒重量和吸阻呈現(xiàn)同向變動(dòng)，在后期試驗(yàn)中將剔除該因素。結(jié)論根據(jù)單因素分析結(jié)果，在下一階段試驗(yàn)中將剔除V3/V2影響因素，繼續(xù)選定V2/V1 和PO為下一階段試驗(yàn)研究重點(diǎn)因素，同時(shí)依據(jù)常識(shí)推斷將與濾棒硬度有關(guān)的絲束開(kāi)松寬 度加入試驗(yàn)考慮因素。2. 23. 5Y34000 結(jié)果與分析2.2. 1描述統(tǒng)計(jì)分析以表2中第一列“樣本”為分類條件，對(duì)濾棒的水分、重量、圓周、吸阻試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn) 行統(tǒng)計(jì)，結(jié)果如表6所示。統(tǒng)計(jì)項(xiàng)目從左至右依次為樣本數(shù)據(jù)總個(gè)數(shù)、樣本數(shù)據(jù)最小值、樣 本數(shù)據(jù)最大值、樣本數(shù)據(jù)均值、樣本數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)偏差。12次試驗(yàn)中多數(shù)樣本數(shù)據(jù)的吸阻均值都控制不理想，與目標(biāo)值有較大出入，詳見(jiàn) 圖12。所以數(shù)據(jù)不能直接用于統(tǒng)計(jì)分析，必須先行剔除數(shù)據(jù)中的異常值和極值。利用SPSS中Explore方法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行異常值和極值剔除Explore過(guò)程提供數(shù)據(jù)在分組與不分組的情況下，常用的統(tǒng)計(jì)量與統(tǒng)計(jì)圖形。選用 explore箱圖可以直觀將異常值和極值呈現(xiàn)出來(lái)，方便數(shù)據(jù)剔除。對(duì)下表(哪個(gè)表？)進(jìn)行 分析，結(jié)果如圖13所示。除了樣本1和9其余均有異常值或是極值出現(xiàn)。根據(jù)圖13中提 示的單元號(hào)，進(jìn)行數(shù)據(jù)剔除。 矩形框是箱圖的主體，上中下三條線分別表示變量值的第75、50、25百分位數(shù)。 中間的縱向直線稱觸須線。上截至橫線是變量值本體最大值，下截至橫線是變 量值本體最小值。除異常值和極值以外的變量值稱為本體值。 異常值所使用的標(biāo)記為“0”，分兩種。箱體上方的0標(biāo)記點(diǎn)，其變量值超過(guò)了第 75百分?jǐn)?shù)加第75百分?jǐn)?shù)與第25百分?jǐn)?shù)差值的1. 5倍。箱體下方的0標(biāo)記點(diǎn)，其變量值小 于了第25百分?jǐn)?shù)加第75百分?jǐn)?shù)與第25百分?jǐn)?shù)差值的1. 5倍。 極值使用標(biāo)記為“*”。上極值的變量值超過(guò)了第75百分?jǐn)?shù)加第75百分?jǐn)?shù)與第 25百分?jǐn)?shù)差值的3倍。下極值點(diǎn)的變量值小于了第25百分?jǐn)?shù)加第75百分?jǐn)?shù)與第25百分 數(shù)差值的3倍。通常這樣的數(shù)據(jù)檢驗(yàn)與剔除不可能通過(guò)一次Explore過(guò)程完成，需要對(duì)數(shù) 據(jù)多次檢驗(yàn)，也就多次進(jìn)行Explore過(guò)程，直至所有數(shù)據(jù)都符合要求。針對(duì)表的數(shù)據(jù)一共進(jìn) 行了 4次Explore過(guò)程，最終結(jié)果如圖14所示。對(duì)剔除完成后的濾棒數(shù)據(jù)再次以表7中第一列“樣本”為分類條件，對(duì)濾棒的水 分、重量、圓周、吸阻試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，結(jié)果如表7所示。除了 1和9組試驗(yàn)沒(méi)有奇異值以 外，其他各組都或多或少出現(xiàn)奇異值。對(duì)于奇異值對(duì)樣本吸阻均值和樣本吸阻SD的影響通 過(guò)繪制折線來(lái)展示，結(jié)果如圖15和圖16所示。通過(guò)比對(duì)圖15和16發(fā)現(xiàn)，在此次試驗(yàn)中奇異值對(duì)樣本吸阻均值的影響要遠(yuǎn)遠(yuǎn)小 于對(duì)樣本吸阻SD的影響。2. 2. 2單因素分析
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單因素方差分析也稱一維方差分析。它檢驗(yàn)由單一因素影響的一個(gè)(或是幾個(gè)相 互獨(dú)立的)因變量由因素各水平分組的均值之間的差異是否具有統(tǒng)計(jì)意義。還可以對(duì)該因 素的若干水平分組中哪一組與其它各組均值間具有顯著性差異進(jìn)行分析，即進(jìn)行均值的多 重比較。按照表格3設(shè)計(jì)，1-2樣本測(cè)試的是Pl壓力的單因素影響，3-5測(cè)試的V2/V1壓力 單因素影響，7-9測(cè)試是PO壓力的單因素影響，10-12測(cè)試的V3/V2的單因素影響。由于濾 棒吸阻和重量容易受到濾棒圓周和水分的影響，所以分析時(shí)需要假定水分影響忽略不計(jì)圓 周影響也忽略不計(jì)。2. 2. 2. IPl壓力的影響分析以剔除奇異值后的樣本吸阻和重量均值數(shù)據(jù)分別繪制對(duì)應(yīng)樣本(1-2)的折線圖， 如圖17和圖18所示，隨著Pl的變換濾棒重量下降了對(duì)應(yīng)吸阻也降低了，也就是沒(méi)有產(chǎn)生 積極效果。Pl的影響因素可以剔除。2. 2. 2. 2V2/V1 的影響分析以剔除奇異值后的樣本吸阻和重量均值數(shù)據(jù)分別繪制對(duì)應(yīng)樣本(3-5)的折線圖， 如圖19和20所示，隨著V2/V1數(shù)值的加大濾棒重量降低而吸阻增加，對(duì)濾棒加工產(chǎn)生積極 效果?？梢钥隙╒2/V1是濾棒加工試驗(yàn)影響因素。2. 2. 2. 3P0的影響分析以剔除奇異值后的樣本吸阻和重量均值數(shù)據(jù)分別繪制對(duì)應(yīng)樣本(7-9)的折線圖， 如圖21和22所示，折線圖分為兩段，從樣本7變到8時(shí)候，濾棒重量下降了對(duì)應(yīng)吸阻也降 低了，也就是沒(méi)有產(chǎn)生積極效果；但是樣本8變到9時(shí)候，出現(xiàn)了濾棒重量降低而吸阻增加 的積極效果。所以PO的影響還需要進(jìn)一步試驗(yàn)驗(yàn)證，但是將其列入濾棒加工試驗(yàn)影響因素 是沒(méi)有問(wèn)題的。2. 2. 2. 4V3/V2 的影響分析以剔除奇異值后的樣本吸阻和重量均值數(shù)據(jù)分別繪制對(duì)應(yīng)樣本(10-12)的折線 圖，如圖23和M所示。濾棒重量和吸阻未呈現(xiàn)異向變動(dòng)，在后期試驗(yàn)中將剔除該因素。3 結(jié)論根據(jù)單因素分析結(jié)果，在下一階段試驗(yàn)中將剔除Pl壓力和V3/V2影響因素，繼續(xù) 選定V2/V1和PO為下一階段試驗(yàn)研究重點(diǎn)因素，同時(shí)依據(jù)常識(shí)推斷將與濾棒硬度有關(guān)的絲 束開(kāi)松寬度加入試驗(yàn)考慮因素。實(shí)施例2KDF4成型濾棒的工藝加工參數(shù)優(yōu)化實(shí)驗(yàn)根據(jù)第一階段單因素試驗(yàn)分析結(jié)果，在這一階段試驗(yàn)中將剔除Pl壓力和V3/V2 影響因素，選定V2/V1和PO為這一階段試驗(yàn)研究重點(diǎn)因素，同時(shí)依據(jù)常識(shí)推斷將與濾棒 硬度有關(guān)的絲束開(kāi)松寬度加入試驗(yàn)考慮因素，在KDF4成形機(jī)組對(duì)3. 0Y35000、3. 5Y34000、 3. 9Υ31000.3. 0Υ32000.2. 4Υ34000等6種規(guī)格的醋酸纖維絲束進(jìn)行試驗(yàn)。第一節(jié)3. 0/35000規(guī)格絲束1材料與方法1. 1試驗(yàn)設(shè)備、儀器及材料選用規(guī)格為3. 0Υ35000絲束(南通醋酸纖維有限公司生產(chǎn))、26. 5mm*30g*5000m 的成型盤紙(四川恒豐紙業(yè))、三醋酸甘油酯(濟(jì)南華陽(yáng)公司)。KDF4/AF4成型機(jī)組、QTM濾棒性能綜合測(cè)試臺(tái)(英國(guó)Cerulean公司)、30cm鋼板
9直尺(南昌航天現(xiàn)代科教儀器廠)、秒表(上海秒表廠)、恒溫恒濕箱(德國(guó)濱德公司)。1.2試驗(yàn)設(shè)計(jì)本次試驗(yàn)共分為兩個(gè)步驟。第一步試驗(yàn)用于分析試驗(yàn)因素對(duì)濾棒吸阻變異系數(shù)cv 和濾棒硬度等質(zhì)量因素的影響；第二步用于分析試驗(yàn)因素對(duì)目標(biāo)吸阻濾棒重量的影響。由 于考慮到增塑劑對(duì)濾棒重量的不確定影響，其次在于實(shí)際制作中的濾棒吸阻不可能恒定， 無(wú)法確定一個(gè)濾棒重量比較的基準(zhǔn)，所以還必須通過(guò)第二步試驗(yàn)，制作不添加增塑劑的濾 棒，然后利用繪制濾棒特性曲線方式的獲得濾棒重量數(shù)據(jù)來(lái)進(jìn)行分析。因此第二步試驗(yàn)的 分析數(shù)據(jù)并沒(méi)有采用第一步試驗(yàn)中得到的濾棒重量數(shù)據(jù)。1. 2. 1試驗(yàn)因子對(duì)濾棒吸阻變異系數(shù)cv和濾棒硬度的影響試驗(yàn)在KDF2/AF2機(jī)型上，有研究指明需對(duì)不同規(guī)格絲束設(shè)定對(duì)應(yīng)螺紋輥速比(v2/ vl)。生產(chǎn)實(shí)踐表明第三空氣開(kāi)松器處的絲帶寬度(以下簡(jiǎn)稱絲帶寬度)是保證濾棒硬度 的重要指標(biāo)，同時(shí)它還會(huì)對(duì)絲束松弛狀況產(chǎn)生影響。近年來(lái)預(yù)張力輥壓力PO對(duì)濾棒質(zhì)量穩(wěn) 定性和對(duì)得率的影響也越來(lái)越受到重視。有必要將這些因素綜合起來(lái)考慮，所以最終在此 次KDF4試驗(yàn)中，選定了螺紋輥速比(V2/V1)、預(yù)張力輥壓力Po、絲帶寬度為試驗(yàn)因素。試驗(yàn)采用的完全析因試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法，又叫2k試驗(yàn)設(shè)計(jì)，K表示試驗(yàn)因素，每個(gè)因素 只有兩個(gè)水平。這些試驗(yàn)因素可以是數(shù)值型變量也可以是分類型變量。響應(yīng)變量為滿足質(zhì) 量要求前提下的濾棒重量最小化、濾棒吸阻變異系數(shù)cv最小化、濾棒硬度最大化。我們使 用美國(guó)JMP公司提供的JMP7. 0版本統(tǒng)計(jì)分析軟件完成這樣的3因素和3響應(yīng)變量的試驗(yàn) 設(shè)計(jì)和分析。為了更細(xì)致的考察試驗(yàn)因素與響應(yīng)變量之間的關(guān)系，人為增加了兩次中心點(diǎn) 的試驗(yàn)處理。根據(jù)試驗(yàn)分析和模擬獲得優(yōu)化工藝控制參數(shù)，并在實(shí)際生產(chǎn)驗(yàn)證的基礎(chǔ)上最 終完成優(yōu)化目標(biāo)，如表8所示。1. 2. 2濾棒吸阻特性曲線的響應(yīng)試驗(yàn)這部分試驗(yàn)是根據(jù)第一步試驗(yàn)所設(shè)定工藝參數(shù)的基礎(chǔ)上重復(fù)做十次不添加增塑 劑的實(shí)驗(yàn)，每次試驗(yàn)又分別做兩組試驗(yàn)，這兩組實(shí)驗(yàn)的吸阻設(shè)定值為目標(biāo)吸阻的上規(guī)格限 處和下規(guī)格限處，每組各取30支濾棒，測(cè)量其單支濾棒的絲束重量。通過(guò)數(shù)學(xué)回歸，將濾棒 特性曲線計(jì)算出來(lái)(十次試驗(yàn)可得到十張濾棒特性曲線圖)，把目標(biāo)吸阻帶入方程得到濾 棒重量后進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，如表9所示。1.3取樣方法第一步試驗(yàn)每次試驗(yàn)處理取樣規(guī)則當(dāng)濾棒吸阻靠近目標(biāo)值后且穩(wěn)定運(yùn)行2分鐘 后開(kāi)始取樣，每次處理包含連續(xù)10組濾棒樣品。每間隔一分鐘取一組樣品，每組10支濾棒。 一共10次處理合計(jì)1000支濾棒數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。第二步試驗(yàn)每次處理包含2組濾棒樣品，這兩組樣品的吸阻為目標(biāo)吸阻的上規(guī)格 限處和下規(guī)格限處，每組各取30支濾棒。1.4測(cè)定方法1.4. 1濾棒測(cè)試:濾棒檢測(cè)試驗(yàn)室的檢測(cè)的大氣條件符合ISO 3402的規(guī)定，溫度(22士2) °C，相對(duì) 濕度(60士幻％，大氣壓對(duì)氣體體積流量無(wú)影響。測(cè)試之前，樣品將在中心試驗(yàn)室平衡48小 時(shí)。平衡后的樣品在Cerulean公司的QTM綜合測(cè)試臺(tái)順序完成濾棒水分、重量、圓周、吸阻 的測(cè)試，硬度在QTM7單機(jī)完成，所有測(cè)試數(shù)據(jù)通過(guò)RS232 口全部傳輸至計(jì)算機(jī)。
1. 4. 3KDF4設(shè)備其他固定工藝條件螺紋輥壓力(1. 2-1. 5bar)；關(guān)閉送絲噴嘴前面舌頭氣源；送絲噴嘴供氣閥門開(kāi)度 (19-22% )。1.4. 3濾棒控制指標(biāo)濾棒標(biāo)準(zhǔn)值吸阻^0mmH20(+25，-20)；圓周 Μ. 20mm士0. 12 ；硬度 83% 士5 ；長(zhǎng)度 IOOmm01.5統(tǒng)計(jì)方法使用美國(guó)JMP公司的JMP7. 0版本統(tǒng)計(jì)分析軟件完成3因素完全析因設(shè)計(jì)。其中 預(yù)張力輥PO壓力和螺紋輥速比V2/V1為數(shù)值型變量，由于在高速開(kāi)松過(guò)程中絲帶寬度不恒 定，不能用確定的數(shù)值表示，所以將絲帶寬度確定為分類型變量。詳見(jiàn)表8和表9。2、結(jié)果與討論JMP軟件中全析因試驗(yàn)分析模塊，將表8和表9獲得的濾棒試驗(yàn)數(shù)據(jù)導(dǎo)入軟件表單 中，對(duì)濾棒吸阻CV影響因素、濾棒硬度均值影響因素、目標(biāo)吸阻濾棒重量影響因素和綜合 影響因素進(jìn)行系統(tǒng)分析。最終達(dá)到通過(guò)調(diào)節(jié)試驗(yàn)因素水平，提高濾棒得率的目的。2. 1濾棒吸阻CV影響因素分析以100個(gè)吸阻cv數(shù)據(jù)為響應(yīng)變量，采用標(biāo)準(zhǔn)最小二乘法，對(duì)試驗(yàn)進(jìn)行分析。圖25 為吸阻cv整體模型杠桿率圖，顯示了數(shù)據(jù)與模型的擬合效果。杠桿率圖中見(jiàn)紅線為回歸方 程線，上下各有兩條虛線為95%置信曲線。如果95%置信曲線與水平參考線相交，則該效 應(yīng)顯著；如果曲線不相交，則(在5%水平上)不顯著。由于圖中水平參考線未與95%置信 曲線相交，所以試驗(yàn)因素對(duì)模型效應(yīng)不顯著，也就是說(shuō)明試驗(yàn)的3個(gè)因素以及3因素內(nèi)部的 交互作用均對(duì)吸阻cv沒(méi)有顯著影響。關(guān)于模型顯著與否，還可以通過(guò)模型的參數(shù)估計(jì)表來(lái)檢驗(yàn)。如表10所示，項(xiàng)為命 名的估計(jì)參數(shù)，第一個(gè)參數(shù)始終為截距。螺紋輥速比(V2/V1)、預(yù)張力輥壓力P0、絲帶寬度 三因素的主效應(yīng)及它們之間的交互效應(yīng)都納入考察。其中最重要的一項(xiàng)為P值> Itl。如 果該值小于0. 05通常被視為項(xiàng)顯著證據(jù)。從表10看出除了截距項(xiàng)外沒(méi)有一項(xiàng)的P值> 11 小于0. 05，說(shuō)明試驗(yàn)的3個(gè)因素以及3因素內(nèi)部的交互作用均對(duì)吸阻cv沒(méi)有顯著影響。這 也驗(yàn)證前面吸阻cv整體模型杠桿率圖的結(jié)論，即模型效益不顯著。濾棒硬度均值影響因素分析以100個(gè)濾棒硬度均值數(shù)據(jù)為響應(yīng)變量，采用標(biāo)準(zhǔn)最小二乘法，對(duì)試驗(yàn)進(jìn)行分析。 圖26為濾棒硬度均值整體模型杠桿率圖，圖中水平參考線與95%置信曲線相交，可以說(shuō)明 模型效應(yīng)顯著。具體的影響因素可以通過(guò)濾棒硬度均值線型模型的參數(shù)估計(jì)表來(lái)查看。從表11看出截距項(xiàng)、螺紋輥速比(V2/V1)、絲帶寬度、(V2/V1-1.38)*絲帶寬度、 (V2/Vl-1.38)*(P0-0. 6)的ρ值> |t|都小于0. 05，說(shuō)明上述5個(gè)因素對(duì)硬度均值有顯著 影響。其中絲帶寬度項(xiàng)？值> |t|達(dá)到極顯著的水平，這也印證了“生產(chǎn)實(shí)踐表明第三空氣 開(kāi)松器處的絲帶寬度是保證濾棒硬度的重要指標(biāo)”的論述。2. 3目標(biāo)吸阻濾棒重量影響因素分析表8只能得到接近目標(biāo)吸阻濾棒的重量數(shù)據(jù)，為了比較目標(biāo)吸阻濾棒重量，必須 重新按照表9的要求再作一遍試驗(yàn)。將每次試驗(yàn)處理獲得的60支濾棒數(shù)據(jù)擬和為一條濾 棒得率線，橫坐標(biāo)為濾棒吸阻，縱坐標(biāo)為濾棒重量。由于濾棒重量和吸阻容易受到環(huán)境溫度和濾棒圓周的影響，所以通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)換公式，將濾棒重量和吸阻分別轉(zhuǎn)換為6%含水率標(biāo) 準(zhǔn)重量和24. 20圓周標(biāo)準(zhǔn)吸阻，坐標(biāo)也同時(shí)更改為標(biāo)準(zhǔn)吸阻和標(biāo)準(zhǔn)重量。圖27是根據(jù)表9 中第一次試驗(yàn)處理獲得的數(shù)據(jù)，繪制的濾棒特性曲線圖，類似的濾棒特性曲線圖一共有10 張。利用目標(biāo)吸阻與濾棒得率線之間的交點(diǎn)數(shù)據(jù)，也就是濾棒重量數(shù)據(jù)進(jìn)行分析比較。圖28為目標(biāo)吸阻濾棒重量整體模型杠桿率圖，圖中水平參考線與95%置信曲線 相交，所以模型效應(yīng)顯著。從表12所有因素的？值> Itl都小于0.05，說(shuō)明上述3因素以 及因素內(nèi)部的交互作用對(duì)目標(biāo)吸阻濾棒重量均值有顯著影響。2. 4綜合分析與預(yù)測(cè)前面是單獨(dú)就濾棒吸阻cv、吸阻濾棒硬度均值、目標(biāo)吸阻濾棒重量進(jìn)行了分析和 比較，對(duì)于實(shí)際生產(chǎn)而言，通常要求3個(gè)響應(yīng)變量綜合考慮。JMP軟件提供了一個(gè)很好的多 響應(yīng)變量預(yù)測(cè)刻畫器和意愿刻畫圖工具。刻畫器會(huì)顯示每個(gè)試驗(yàn)變量的預(yù)測(cè)跡，如圖四和 30響應(yīng)變量與試驗(yàn)因素交集格中的黑色線。預(yù)測(cè)跡是當(dāng)一個(gè)變量發(fā)生變化而其它變量保 持當(dāng)前值不變時(shí)的預(yù)測(cè)響應(yīng)?！邦A(yù)測(cè)刻畫器”將在更改試驗(yàn)變量的值時(shí)重新計(jì)算跡和預(yù)測(cè)響 應(yīng)(實(shí)時(shí))。在意愿刻畫圖中，每組試驗(yàn)條件輸出結(jié)果的意愿涉及到3個(gè)響應(yīng)。濾棒吸阻 cv響應(yīng)最小化，吸阻濾棒硬度均值最大化，目標(biāo)吸阻濾棒重量響應(yīng)最小化。將整體意愿定義 為每個(gè)響應(yīng)的意愿的幾何平均數(shù)，軟件將自動(dòng)模擬出綜合意愿最佳的試驗(yàn)因素水平。模擬 結(jié)果如圖四所示，在使用3. 0Y35000絲束加工濾棒時(shí)候，優(yōu)化工藝為螺紋輥速比(V2/V1) 1. 48 ；預(yù)張力輥壓力PO 0. 5 (bar)；絲帶寬度寬(20-22cm)。對(duì)應(yīng)的吸阻濾棒硬度均值為 84.7% ；目標(biāo)吸阻濾棒重量均值為0. 586克。為了比較工藝差異對(duì)3個(gè)響應(yīng)變量的影響， 再次利用預(yù)測(cè)刻畫器和意愿刻畫圖工具，將目前濟(jì)南卷煙廠使用的虹霓調(diào)試工藝參數(shù)輸入 軟件，模擬出對(duì)應(yīng)的吸阻濾棒硬度均值為82. 7% ；目標(biāo)吸阻濾棒重量均值為0. 590克，具 體結(jié)果見(jiàn)圖30。優(yōu)化工藝與虹霓調(diào)試工藝模擬結(jié)果對(duì)比顯示采用優(yōu)化工藝可以使濾棒硬度均值 提高2%;目標(biāo)吸阻濾棒重量降低0. 004克；目標(biāo)吸阻濾棒得率提高約0. 68%，濾棒吸阻cv 降低0. 002。3 結(jié)論KDF4/AF4機(jī)組在固定螺紋輥壓力(1. 2_1. ^ar)、關(guān)閉送絲噴嘴前面舌頭氣源、 確保送絲噴嘴供氣閥門開(kāi)度(19-22%)前提下，利用南纖3. 0TO5000絲束加工濾棒時(shí)， 優(yōu)化工藝參數(shù)為螺紋輥速比(V2/V1) :1. 48;預(yù)張力輥壓力PO :0. 5(bar)；絲帶寬度寬 (20-22cm)。采用優(yōu)化工藝可以使濾棒硬度均值提高2%;目標(biāo)吸阻濾棒重量降低0. 004克； 目標(biāo)吸阻濾棒得率提高約0. 68%，濾棒硬度均值提高2%，濾棒吸阻cv降低0. 002。第二節(jié)3. 5Y340001材料與方法1. 1試驗(yàn)設(shè)備、儀器及材料選用規(guī)格為3. 5Y34000絲束(南通醋酸纖維有限公司生產(chǎn))、26. 5mm*30g*5000m 的成型盤紙(四川恒豐紙業(yè))、三醋酸甘油酯(濟(jì)南華陽(yáng)公司)。KDF4/AF4成型機(jī)組、QTM濾棒性能綜合測(cè)試臺(tái)(英國(guó)Cerulean公司)、30cm鋼板 直尺(南昌航天現(xiàn)代科教儀器廠)、秒表(上海秒表廠)、恒溫恒濕箱(德國(guó)濱德公司)。1.2試驗(yàn)設(shè)計(jì)
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本次試驗(yàn)共分為兩個(gè)步驟。第一步試驗(yàn)用于分析試驗(yàn)因素對(duì)濾棒吸阻變異系數(shù)cv 和濾棒硬度等質(zhì)量因素的影響；第二步用于分析試驗(yàn)因素對(duì)目標(biāo)吸阻濾棒重量的影響。由 于考慮到增塑劑對(duì)濾棒重量的不確定影響，其次在于實(shí)際制作中的濾棒吸阻不可能恒定， 無(wú)法確定一個(gè)濾棒重量比較的基準(zhǔn)，所以還必須通過(guò)第二步試驗(yàn)，制作不添加增塑劑的濾 棒，然后利用繪制濾棒特性曲線方式的獲得濾棒重量數(shù)據(jù)來(lái)進(jìn)行分析。因此第二步試驗(yàn)的 分析數(shù)據(jù)并沒(méi)有采用第一步試驗(yàn)中得到的濾棒重量數(shù)據(jù)。1. 2. 1試驗(yàn)因子對(duì)濾棒吸阻變異系數(shù)cv和濾棒硬度的影響試驗(yàn)在KDF2/AF2機(jī)型上，有研究指明需對(duì)不同規(guī)格絲束設(shè)定對(duì)應(yīng)螺紋輥速比(v2/ vl)。生產(chǎn)實(shí)踐表明第三空氣開(kāi)松器處的絲帶寬度(以下簡(jiǎn)稱絲帶寬度)是保證濾棒硬度 的重要指標(biāo)，同時(shí)它還會(huì)對(duì)絲束松弛狀況產(chǎn)生影響。近年來(lái)預(yù)張力輥壓力PO對(duì)濾棒質(zhì)量穩(wěn) 定性和對(duì)得率的影響也越來(lái)越受到重視。有必要將這些因素綜合起來(lái)考慮，所以最終在此 次KDF4試驗(yàn)中，選定了螺紋輥速比(V2/V1)、預(yù)張力輥壓力Po、絲帶寬度為試驗(yàn)因素。試驗(yàn)采用的完全析因試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法，又叫2k試驗(yàn)設(shè)計(jì)，K表示試驗(yàn)因素，每個(gè)因素 只有兩個(gè)水平。這些試驗(yàn)因素可以是數(shù)值型變量也可以是分類型變量。響應(yīng)變量為滿足質(zhì) 量要求前提下的濾棒重量最小化、濾棒吸阻變異系數(shù)cv最小化、濾棒硬度最大化。我們使 用美國(guó)JMP公司提供的JMP7. 0版本統(tǒng)計(jì)分析軟件完成這樣的3因素和3響應(yīng)變量的試驗(yàn) 設(shè)計(jì)和分析。為了更細(xì)致的考察試驗(yàn)因素與響應(yīng)變量之間的關(guān)系，人為增加了兩次中心點(diǎn) 的試驗(yàn)處理。根據(jù)試驗(yàn)分析和模擬獲得優(yōu)化工藝控制參數(shù)，并在實(shí)際生產(chǎn)驗(yàn)證的基礎(chǔ)上最 終完成優(yōu)化目標(biāo)。試驗(yàn)設(shè)計(jì)詳見(jiàn)表13。1. 2. 2濾棒吸阻特性曲線的響應(yīng)試驗(yàn)這部分試驗(yàn)是根據(jù)第一步試驗(yàn)所設(shè)定工藝參數(shù)的基礎(chǔ)上重復(fù)做十次不添加增塑 劑的實(shí)驗(yàn)，每次試驗(yàn)又分別做兩組試驗(yàn)，這兩組實(shí)驗(yàn)的吸阻設(shè)定值為目標(biāo)吸阻的上規(guī)格限 處和下規(guī)格限處，每組各取30支濾棒，測(cè)量其單支濾棒的絲束重量。通過(guò)數(shù)學(xué)回歸，將濾棒 特性曲線計(jì)算出來(lái)(十次試驗(yàn)可得到十張濾棒特性曲線圖)，把目標(biāo)吸阻帶入方程得到濾 棒重量后進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析。試驗(yàn)設(shè)計(jì)詳見(jiàn)表14。1.3取樣方法第一步試驗(yàn)每次試驗(yàn)處理取樣規(guī)則當(dāng)濾棒吸阻靠近目標(biāo)值后且穩(wěn)定運(yùn)行2分鐘 后開(kāi)始取樣，每次處理包含連續(xù)10組濾棒樣品。每間隔一分鐘取一組樣品，每組10支濾棒。 一共10次處理合計(jì)1000支濾棒數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。第二步試驗(yàn)每次處理包含2組濾棒樣品，這兩組樣品的吸阻為目標(biāo)吸阻的上規(guī)格 限處和下規(guī)格限處，每組各取30支濾棒。1.4測(cè)定方法1.4. 1濾棒測(cè)試濾棒檢測(cè)試驗(yàn)室的檢測(cè)的大氣條件符合ISO 3402的規(guī)定，溫度(22士2) °C，相對(duì) 濕度(60士幻％，大氣壓對(duì)氣體體積流量無(wú)影響。測(cè)試之前，樣品將在中心試驗(yàn)室平衡48小 時(shí)。平衡后的樣品在Cerulean公司的QTM綜合測(cè)試臺(tái)順序完成濾棒水分、重量、圓周、吸阻 的測(cè)試，硬度在QTM7單機(jī)完成，所有測(cè)試數(shù)據(jù)通過(guò)RS232 口全部傳輸至計(jì)算機(jī)。1. 4. 4KDF4設(shè)備其他固定工藝條件螺紋輥壓力(1. 2-1. 5bar)；關(guān)閉送絲噴嘴前面舌頭氣源；送絲噴嘴供氣閥門開(kāi)度
13(19-22% )。1.4.3濾棒控制指標(biāo)濾棒標(biāo)準(zhǔn)值吸阻250mmH20(+25，-20)；圓周 Μ. 20mm士0. 12 ；硬度 85% 士5 ；長(zhǎng)度 IOOmm01. 5統(tǒng)計(jì)方法使用美國(guó)JMP公司的JMP7. 0版本統(tǒng)計(jì)分析軟件完成3因素完全析因設(shè)計(jì)。其中 預(yù)張力輥PO壓力和螺紋輥速比V2/V1為數(shù)值型變量，由于在高速開(kāi)松過(guò)程中絲帶寬度不恒 定，不能用確定的數(shù)值表示，所以將絲帶寬度確定為分類型變量。詳見(jiàn)表13和表14。2、結(jié)果與討論2. 1濾棒吸阻CV影響因素分析以100個(gè)吸阻變異系數(shù)(cv)數(shù)據(jù)為響應(yīng)變量，采用標(biāo)準(zhǔn)最小二乘法，對(duì)試驗(yàn)進(jìn)行 分析。圖31為吸阻變異系數(shù)(cv)整體模型杠桿率圖，顯示了數(shù)據(jù)與模型的擬合效果。杠 桿率圖中紅線為回歸方程線，上下各有兩條紅虛線為95%置信曲線，中間藍(lán)色水平參考線 為軟件自動(dòng)生成。如果95%置信曲線與水平參考線相交，則該效應(yīng)顯著；如果曲線不相交， 則(在5%水平上)不顯著。由于圖31中水平參考線未與95%置信曲線相交，所以試驗(yàn)因 素對(duì)模型效應(yīng)不顯著，表明試驗(yàn)因素沒(méi)有對(duì)變異系數(shù)(cv)數(shù)據(jù)變化產(chǎn)生具有統(tǒng)計(jì)意義層 面的影響。關(guān)于模型顯著與否，還可以通過(guò)模型的參數(shù)估計(jì)表來(lái)檢驗(yàn)。如表15所示，項(xiàng)為命 名的估計(jì)參數(shù)，第一個(gè)參數(shù)始終為截距。螺紋輥速比(V2/V1)、預(yù)張力輥壓力P0、絲帶寬度 三因素的主效應(yīng)及它們之間的交互效應(yīng)都納入考察。其中最重要的一項(xiàng)為P值> Itl。如 果該值小于0. 05通常被視為項(xiàng)顯著證據(jù)。從表15看出除了截距項(xiàng)外還有一項(xiàng)預(yù)張力輥壓 力PO的？值> |t|小于0.05，說(shuō)明雖然整體模型效應(yīng)不顯著，但是預(yù)張力輥壓力PO因素對(duì) 吸阻變異系數(shù)(cv)還是有影響。2. 2濾棒硬度均值影響因素分析以100個(gè)濾棒硬度均值數(shù)據(jù)為響應(yīng)變量，采用標(biāo)準(zhǔn)最小二乘法，對(duì)試驗(yàn)進(jìn)行分析。 圖32為濾棒硬度均值整體模型杠桿率圖，圖中水平參考線與95%置信曲線相交，可以說(shuō)明 模型效應(yīng)顯著。具體的影響因素可以通過(guò)濾棒硬度均值線型模型的參數(shù)估計(jì)表來(lái)查看。從表16看出截距項(xiàng)、螺紋輥速比(V2/V1)、絲帶寬度、(V2/V1-1. 38)*(P0_0. 6)的ρ 值> Itl都小于0.05，說(shuō)明上述4個(gè)因素對(duì)硬度均值有顯著影響。其中絲帶寬度項(xiàng)P值>
t達(dá)到極顯著的水平，這也印證了“生產(chǎn)實(shí)踐表明第三空氣開(kāi)松器處的絲帶寬度是保證濾 棒硬度的重要指標(biāo)”的論述。2. 3目標(biāo)吸阻濾棒重量影響因素分析表13只能得到接近目標(biāo)吸阻濾棒的重量數(shù)據(jù)，為了比較目標(biāo)吸阻濾棒重量，必須 重新按照表14的要求再作一遍試驗(yàn)。將每次試驗(yàn)處理獲得的60支濾棒數(shù)據(jù)擬和為一條濾 棒得率線，橫坐標(biāo)為濾棒吸阻，縱坐標(biāo)為濾棒重量。由于濾棒重量和吸阻容易受到環(huán)境溫度 和濾棒圓周的影響，所以通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)換公式，將濾棒重量和吸阻分別轉(zhuǎn)換為6%含水率標(biāo)準(zhǔn) 重量和24. 20圓周標(biāo)準(zhǔn)吸阻，坐標(biāo)也同時(shí)更改為標(biāo)準(zhǔn)吸阻和標(biāo)準(zhǔn)重量。圖33是根據(jù)表14 中第一次試驗(yàn)處理獲得的數(shù)據(jù)，繪制的濾棒特性曲線圖，類似的濾棒特性曲線圖一共有10 張。利用目標(biāo)吸阻與濾棒得率線之間的交點(diǎn)數(shù)據(jù)，也就是濾棒重量數(shù)據(jù)進(jìn)行分析比較。
圖34為目標(biāo)吸阻濾棒重量整體模型杠桿率圖，圖中水平參考線與95%置信 曲線相交，所以模型效應(yīng)顯著。表17除了(v2/vl-1.36)*絲帶寬度(mm)[寬]、(v2/ vl-1. 36) * (P0 (bar) -0. 6)兩因素之外其他因素的ρ值> 111都小于0. 05，說(shuō)明上述3因素 主效應(yīng)以及因素內(nèi)部的部分交互作用對(duì)目標(biāo)吸阻濾棒重量均值有顯著影響。3. 4綜合分析與預(yù)測(cè)前面是單獨(dú)就濾棒吸阻變異系數(shù)(cv)、吸阻濾棒硬度均值、目標(biāo)吸阻濾棒重量進(jìn) 行了分析和比較，對(duì)于實(shí)際生產(chǎn)而言，通常要求3個(gè)響應(yīng)變量綜合考慮。JMP軟件提供了一 個(gè)很好的多響應(yīng)變量預(yù)測(cè)刻畫器和意愿刻畫圖工具?？坍嬈鲿?huì)顯示每個(gè)試驗(yàn)變量的預(yù)測(cè) 跡，如圖37和圖38響應(yīng)變量與試驗(yàn)因素交集格中的黑色線。預(yù)測(cè)跡是當(dāng)一個(gè)變量發(fā)生變 化而其它變量保持當(dāng)前值不變時(shí)的預(yù)測(cè)響應(yīng)。“預(yù)測(cè)刻畫器”將在更改試驗(yàn)變量的值時(shí)重新 計(jì)算跡和預(yù)測(cè)響應(yīng)(實(shí)時(shí))。在意愿刻畫圖中，每組試驗(yàn)條件輸出結(jié)果的意愿涉及到3個(gè) 響應(yīng)。濾棒吸阻變異系數(shù)(cv)響應(yīng)最小化，吸阻濾棒硬度均值最大化，目標(biāo)吸阻濾棒重量 響應(yīng)最小化。將整體意愿定義為每個(gè)響應(yīng)的意愿的幾何平均數(shù)，軟件將自動(dòng)模擬出綜合意 愿最佳的試驗(yàn)因素水平。模擬結(jié)果如圖35所示，在使用3. 5Y34000絲束加工濾棒時(shí)，優(yōu)化 工藝為螺紋輥速比(V2/V1) 1. 44 ；預(yù)張力輥壓力PO 0. 56 (bar)；絲帶寬度寬(20-22cm)。 對(duì)應(yīng)的吸阻濾棒硬度均值為87. 7% ；目標(biāo)吸阻濾棒重量均值為0. 582克。為了比較工藝 差異對(duì)3個(gè)響應(yīng)變量的影響，再次利用預(yù)測(cè)刻畫器和意愿刻畫圖工具，將目前濟(jì)南卷煙廠 使用的虹霓調(diào)試工藝參數(shù)輸入軟件，模擬出對(duì)應(yīng)的吸阻濾棒硬度均值為85.4% ；目標(biāo)吸阻 濾棒重量均值為0. 587克，具體結(jié)果見(jiàn)圖36。優(yōu)化工藝與虹霓調(diào)試工藝模擬結(jié)果對(duì)比顯示采用優(yōu)化工藝可以使濾棒硬度均值 提高2. 3% ；目標(biāo)吸阻濾棒重量降低0.005克；目標(biāo)吸阻濾棒得率提高約0.86%。由于試 驗(yàn)因素對(duì)濾棒吸阻變異系數(shù)(cv)沒(méi)有顯著影響，所以采用優(yōu)化工藝后濾棒吸阻變異系數(shù) (cv)降低0. 001可能是偶發(fā)事件，不具有統(tǒng)計(jì)意義。濾棒硬度均值提高87. 7-85. 4 = 2.3%目標(biāo)吸阻濾棒重量0. 582-0. 587 = -0. 005克
1目標(biāo)吸阻濾棒得率提高- 0.0086 ^ 0.86%
0.587濾棒吸阻變異系數(shù)(cv):0. 024-0. 025 = -0. 001。3、結(jié)論濟(jì)南11#KDF4/AF4機(jī)組在固定螺紋輥壓力(1. 2-1. 5bar)、關(guān)閉送絲噴嘴前面舌頭 氣源、確保送絲噴嘴供氣閥門開(kāi)度(19-22% )前提下，使用南纖3. 5Y34000絲束加工濾棒 時(shí)，優(yōu)化工藝參數(shù)為螺紋輥速比(V2/V1) 1. 44 ；預(yù)張力輥壓力PO 0. 56 (bar)；絲帶寬度 寬(20-22cm)。優(yōu)化工藝與目前濟(jì)南卷煙廠使用的虹霓調(diào)試工藝模擬結(jié)果對(duì)比顯示采用 優(yōu)化工藝可以使濾棒硬度均值提高2. 3% ；目標(biāo)吸阻濾棒重量降低0. 005克；目標(biāo)吸阻濾 棒得率提高約0. 86%。2009年8-9月在濟(jì)南卷煙廠的工業(yè)驗(yàn)證結(jié)果顯示濾棒出嘴率提高 (0. 29-0. 66% )，與軟件模擬結(jié)果基本吻合。第三節(jié)3. 9Y31000規(guī)格1材料與方法
1. 1試驗(yàn)設(shè)備、儀器及材料選用規(guī)格為3. 9Y31000絲束(南通醋酸纖維有限公司生產(chǎn))、26. 5mm*30g*5000m 的成型盤紙(四川恒豐紙業(yè))、三醋酸甘油酯(濟(jì)南華陽(yáng)公司)。KDF4/AF4成型機(jī)組、QTM濾棒性能綜合測(cè)試臺(tái)(英國(guó)Cerulean公司)、30cm鋼板 直尺(南昌航天現(xiàn)代科教儀器廠)、秒表(上海秒表廠)、恒溫恒濕箱(德國(guó)濱德公司)。1. 2試驗(yàn)設(shè)計(jì)本次試驗(yàn)共分為兩個(gè)步驟。第一步試驗(yàn)用于分析試驗(yàn)因素對(duì)濾棒吸阻變異系數(shù)cv 和濾棒硬度等質(zhì)量因素的影響；第二步用于分析試驗(yàn)因素對(duì)目標(biāo)吸阻濾棒重量的影響。由 于考慮到增塑劑對(duì)濾棒重量的不確定影響，其次在于實(shí)際制作中的濾棒吸阻不可能恒定， 無(wú)法確定一個(gè)濾棒重量比較的基準(zhǔn)，所以還必須通過(guò)第二步試驗(yàn)，制作不添加增塑劑的濾 棒，然后利用繪制濾棒特性曲線方式的獲得濾棒重量數(shù)據(jù)來(lái)進(jìn)行分析。因此第二步試驗(yàn)的 分析數(shù)據(jù)并沒(méi)有采用第一步試驗(yàn)中得到的濾棒重量數(shù)據(jù)。1. 2. 1試驗(yàn)因子對(duì)濾棒吸阻變異系數(shù)cv和濾棒硬度的影響試驗(yàn)在KDF2/AF2機(jī)型上，有研究指明需對(duì)不同規(guī)格絲束設(shè)定對(duì)應(yīng)螺紋輥速比(v2/ vl)。生產(chǎn)實(shí)踐表明第三空氣開(kāi)松器處的絲帶寬度(以下簡(jiǎn)稱絲帶寬度)是保證濾棒硬度 的重要指標(biāo)，同時(shí)它還會(huì)對(duì)絲束松弛狀況產(chǎn)生影響。近年來(lái)預(yù)張力輥壓力PO對(duì)濾棒質(zhì)量穩(wěn) 定性和對(duì)得率的影響也越來(lái)越受到重視。有必要將這些因素綜合起來(lái)考慮，所以最終在此 次KDF4試驗(yàn)中，選定了螺紋輥速比(V2/V1)、預(yù)張力輥壓力Po、絲帶寬度為試驗(yàn)因素。試驗(yàn)采用的完全析因試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法，又叫2k試驗(yàn)設(shè)計(jì)，K表示試驗(yàn)因素，每個(gè)因素 只有兩個(gè)水平。這些試驗(yàn)因素可以是數(shù)值型變量也可以是分類型變量。響應(yīng)變量為滿足質(zhì) 量要求前提下的濾棒重量最小化、濾棒吸阻變異系數(shù)cv最小化、濾棒硬度最大化。我們使 用美國(guó)JMP公司提供的JMP7. 0版本統(tǒng)計(jì)分析軟件完成這樣的3因素和3響應(yīng)變量的試驗(yàn) 設(shè)計(jì)和分析。為了更細(xì)致的考察試驗(yàn)因素與響應(yīng)變量之間的關(guān)系，人為增加了兩次中心點(diǎn) 的試驗(yàn)處理。根據(jù)試驗(yàn)分析和模擬獲得優(yōu)化工藝控制參數(shù)，并在實(shí)際生產(chǎn)驗(yàn)證的基礎(chǔ)上最 終完成優(yōu)化目標(biāo)，結(jié)果如表18所示。1. 2. 2濾棒吸阻特性曲線的響應(yīng)試驗(yàn)這部分試驗(yàn)是根據(jù)第一步試驗(yàn)所設(shè)定工藝參數(shù)的基礎(chǔ)上重復(fù)做十次不添加增塑 劑的實(shí)驗(yàn)，每次試驗(yàn)又分別做兩組試驗(yàn)，這兩組實(shí)驗(yàn)的吸阻設(shè)定值為目標(biāo)吸阻的上規(guī)格限 處和下規(guī)格限處，每組各取30支濾棒，測(cè)量其單支濾棒的絲束重量。通過(guò)數(shù)學(xué)回歸，將濾棒 特性曲線計(jì)算出來(lái)(十次試驗(yàn)可得到十張濾棒特性曲線圖)，把目標(biāo)吸阻帶入方程得到濾 棒重量后進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，結(jié)果如表19所示。1. 3取樣方法第一步試驗(yàn)每次試驗(yàn)處理取樣規(guī)則當(dāng)濾棒吸阻靠近目標(biāo)值后且穩(wěn)定運(yùn)行2分鐘 后開(kāi)始取樣，每次處理包含連續(xù)10組濾棒樣品。每間隔一分鐘取一組樣品，每組10支濾棒。 一共10次處理合計(jì)1000支濾棒數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。第二步試驗(yàn)每次處理包含2組濾棒樣品，這兩組樣品的吸阻為目標(biāo)吸阻的上規(guī)格 限處(30-40mmH20)和下規(guī)格限Q0-30mmH20)處，每組各取30支濾棒。通過(guò)數(shù)學(xué)回歸，將 濾棒特性曲線方程計(jì)算出來(lái)，再把目標(biāo)吸阻對(duì)5讓!120帶入方程，得到濾棒重量后進(jìn)行數(shù)據(jù) 統(tǒng)計(jì)分析。
1. 4測(cè)定方法1.4. 1濾棒測(cè)試:濾棒檢測(cè)試驗(yàn)室的檢測(cè)的大氣條件符合ISO 3402的規(guī)定，溫度(22士幻°C，相對(duì) 濕度(60士幻％，大氣壓對(duì)氣體體積流量無(wú)影響。測(cè)試之前，樣品將在中心試驗(yàn)室平衡48小 時(shí)。平衡后的樣品在Cerulean公司的QTM綜合測(cè)試臺(tái)順序完成濾棒水分、重量、圓周、吸阻 的測(cè)試，硬度在QTM7單機(jī)完成，所有測(cè)試數(shù)據(jù)通過(guò)RS232 口全部傳輸至計(jì)算機(jī)。1. 4. 5KDF4設(shè)備其他固定工藝條件螺紋輥壓力(1. 2-1. 5bar)；關(guān)閉送絲噴嘴前面舌頭氣源；送絲噴嘴供氣閥門開(kāi)度 (19-22% )。1.4.3濾棒控制指標(biāo)濾棒標(biāo)準(zhǔn)值吸阻M5mmH20(+25，-20)；圓周 Μ. 20mm士0. 12 ；硬度 89% 士5 ；長(zhǎng)度 IOOmm01. 5統(tǒng)計(jì)方法使用美國(guó)JMP公司的JMP7. 0版本統(tǒng)計(jì)分析軟件完成3因素完全析因設(shè)計(jì)。其中 預(yù)張力輥PO壓力和螺紋輥速比V2/V1為數(shù)值型變量，由于在高速開(kāi)松過(guò)程中絲帶寬度不恒 定，不能用確定的數(shù)值表示，所以將絲帶寬度確定為分類型變量。詳見(jiàn)表18和表19。二、結(jié)果與討論JMP軟件中全析因試驗(yàn)分析模塊，將表18和表19獲得的濾棒試驗(yàn)數(shù)據(jù)導(dǎo)入軟件表 單中，對(duì)濾棒吸阻CV影響因素、濾棒硬度均值影響因素、目標(biāo)吸阻濾棒重量影響因素和綜 合影響因素進(jìn)行系統(tǒng)分析。最終達(dá)到通過(guò)調(diào)節(jié)試驗(yàn)因素水平，提高濾棒得率的目的。2. 1濾棒吸阻CV影響因素分析以100個(gè)吸阻變異系數(shù)(cv)數(shù)據(jù)為響應(yīng)變量，采用標(biāo)準(zhǔn)最小二乘法，對(duì)試驗(yàn)進(jìn)行 分析。圖37為吸阻變異系數(shù)(cv)整體模型杠桿率圖，顯示了數(shù)據(jù)與模型的擬合效果。杠 桿率圖中紅線為回歸方程線，上下各有兩條紅虛線為95%置信曲線，中間藍(lán)色水平參考線 為軟件自動(dòng)生成。如果95%置信曲線與水平參考線相交，則該效應(yīng)顯著；如果曲線不相交， 則(在5%水平上)不顯著。由于圖37中水平參考線未與95%置信曲線相交，所以試驗(yàn)因 素對(duì)模型效應(yīng)不顯著，表明試驗(yàn)因素沒(méi)有對(duì)變異系數(shù)(cv)數(shù)據(jù)變化產(chǎn)生具有統(tǒng)計(jì)意義層 面的影響。關(guān)于模型顯著與否，還可以通過(guò)模型的參數(shù)估計(jì)表來(lái)檢驗(yàn)。如表20所示，項(xiàng)為命 名的估計(jì)參數(shù)，第一個(gè)參數(shù)始終為截距。螺紋輥速比(V2/V1)、預(yù)張力輥壓力P0、絲帶寬度 三因素的主效應(yīng)及它們之間的交互效應(yīng)都納入考察。其中最重要的一項(xiàng)為P值> Itl。如 果該值小于0. 05通常被視為項(xiàng)顯著證據(jù)。從表20看出除了(V2/V1-1. 36) *絲帶寬度[寬] 和(v2/vl-1.36)*絲帶寬度[寬]*(P0壓力-0. 58)外沒(méi)有一項(xiàng)因素ρ值> t小于0.05， 這也印證了從吸阻變異系數(shù)(cv)整體模型杠桿率圖得出的所有試驗(yàn)因素一次效應(yīng)對(duì)模型 效應(yīng)不顯著，但螺紋輥速比(V2/V1)和絲帶寬度的交互作用，螺紋輥速比(V2/V1)、預(yù)張力 輥壓力P0、絲帶寬度的交互作用顯著。2. 2濾棒硬度均值影響因素分析以100個(gè)濾棒硬度均值數(shù)據(jù)為響應(yīng)變量，采用標(biāo)準(zhǔn)最小二乘法，對(duì)試驗(yàn)進(jìn)行分析。 圖38為濾棒硬度均值整體模型杠桿率圖，圖中水平參考線與95%置信曲線相交，可以說(shuō)明模型效應(yīng)顯著。具體的影響因素可以通過(guò)濾棒硬度均值線型模型的參數(shù)估計(jì)表來(lái)查看。從表21看出截距項(xiàng)、絲帶寬度[寬]* (P0壓力-0.58)的ρ值〉t小于0.05，說(shuō) 明這一因素對(duì)硬度均值有顯著影響，其余因素對(duì)硬度均值無(wú)顯著影響。2. 3目標(biāo)吸阻濾棒重量影響因素分析表18只能得到接近目標(biāo)吸阻濾棒的重量數(shù)據(jù)，為了比較目標(biāo)吸阻濾棒重量，必須 重新按照表19的要求再作一遍試驗(yàn)。將每次試驗(yàn)處理獲得的60支濾棒數(shù)據(jù)擬和為一條濾 棒得率線，橫坐標(biāo)為濾棒吸阻，縱坐標(biāo)為濾棒重量。由于濾棒重量和吸阻容易受到環(huán)境溫度 和濾棒圓周的影響，所以通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)換公式，將濾棒重量和吸阻分別轉(zhuǎn)換為6%含水率標(biāo)準(zhǔn) 重量和24. 20圓周標(biāo)準(zhǔn)吸阻，坐標(biāo)也同時(shí)更改為標(biāo)準(zhǔn)吸阻和標(biāo)準(zhǔn)重量。圖39是根據(jù)表19 中第一次試驗(yàn)處理獲得的數(shù)據(jù)，繪制的濾棒特性曲線圖，類似的濾棒特性曲線圖一共有10 張。利用目標(biāo)吸阻與濾棒得率線之間的交點(diǎn)數(shù)據(jù)，也就是濾棒重量數(shù)據(jù)進(jìn)行分析比較。圖40為目標(biāo)吸阻濾棒重量整體模型杠桿率圖，圖中水平參考線與95%置信曲線 相交，所以模型效應(yīng)顯著。從表22除了(v2/vl-1.36)*絲帶寬度[寬]其他因素的？值>
t都小于0.05，說(shuō)明除了(v2/vl-1.36)*絲帶寬度[寬]的交互作用外，其他因素對(duì)目標(biāo) 吸阻濾棒重量均值均有顯著影響。2. 4綜合分析與預(yù)測(cè)前面是單獨(dú)就濾棒吸阻變異系數(shù)(cv)、濾棒硬度均值、目標(biāo)吸阻濾棒重量進(jìn)行了 分析和比較，對(duì)于實(shí)際生產(chǎn)而言，通常要求3個(gè)響應(yīng)變量綜合考慮。JMP軟件提供了一個(gè)很 好的多響應(yīng)變量預(yù)測(cè)刻畫器和意愿刻畫圖工具?？坍嬈鲿?huì)顯示每個(gè)試驗(yàn)變量的預(yù)測(cè)跡，如 圖41響應(yīng)變量與試驗(yàn)因素交集格中的黑色線。預(yù)測(cè)跡是當(dāng)一個(gè)變量發(fā)生變化而其它變量 保持當(dāng)前值不變時(shí)的預(yù)測(cè)響應(yīng)?！邦A(yù)測(cè)刻畫器”將在更改試驗(yàn)變量的值時(shí)重新計(jì)算跡和預(yù)測(cè) 響應(yīng)(實(shí)時(shí))。在意愿刻畫圖中，每組試驗(yàn)條件輸出結(jié)果的意愿涉及到3個(gè)響應(yīng)。濾棒吸阻 變異系數(shù)(cv)響應(yīng)最小化，吸阻濾棒硬度均值最大化，目標(biāo)吸阻濾棒重量響應(yīng)最小化。將 整體意愿定義為每個(gè)響應(yīng)的意愿的幾何平均數(shù)，軟件將自動(dòng)模擬出綜合意愿最佳的試驗(yàn)因 素水平。模擬結(jié)果如圖41所示，在使用3. 9Y31000絲束加工濾棒時(shí)候，優(yōu)化工藝為螺紋輥 速比(V2/V1) 1. 28 ；預(yù)張力輥壓力PO 0. 68 (bar)；絲帶寬度寬(20-22cm)。對(duì)應(yīng)的吸阻 濾棒硬度均值為89. 7% ；目標(biāo)吸阻濾棒重量均值為0. 595克。四、結(jié)論濟(jì)南U#KDF4/AF4機(jī)組在固定螺紋輥壓力(1. 2-1. 5bar)、關(guān)閉送絲噴嘴前面舌頭 氣源、確保送絲噴嘴供氣閥門開(kāi)度(19-22%)前提下，利用南纖3.9Y31000絲束加工濾棒 時(shí)，優(yōu)化工藝參數(shù)為螺紋輥速比(V2/V1) 1. 28 ；預(yù)張力輥壓力PO 0. 68 (bar)；絲帶寬度 寬 Q0-22cm)。第四節(jié)3. 0Y32000規(guī)格1材料與方法1. 1試驗(yàn)設(shè)備、儀器及材料選用規(guī)格為3. 0Y32000絲束(南通醋酸纖維有限公司生產(chǎn))、26. 5mm*30g*5000m 的成型盤紙(四川恒豐紙業(yè))、三醋酸甘油酯(濟(jì)南華陽(yáng)公司)。KDF4/AF4成型機(jī)組、QTM濾棒性能綜合測(cè)試臺(tái)(英國(guó)Cerulean公司)、30cm鋼板 直尺(南昌航天現(xiàn)代科教儀器廠)、秒表(上海秒表廠)、恒溫恒濕箱(德國(guó)濱德公司)。
1. 2試驗(yàn)設(shè)計(jì)本次試驗(yàn)共分為兩個(gè)步驟。第一步試驗(yàn)用于分析試驗(yàn)因素對(duì)濾棒吸阻變異系數(shù)cv 和濾棒硬度等質(zhì)量因素的影響；第二步用于分析試驗(yàn)因素對(duì)目標(biāo)吸阻濾棒重量的影響。由 于考慮到增塑劑對(duì)濾棒重量的不確定影響，其次在于實(shí)際制作中的濾棒吸阻不可能恒定， 無(wú)法確定一個(gè)濾棒重量比較的基準(zhǔn)，所以還必須通過(guò)第二步試驗(yàn)，制作不添加增塑劑的濾 棒，然后利用繪制濾棒特性曲線方式的獲得濾棒重量數(shù)據(jù)來(lái)進(jìn)行分析。因此第二步試驗(yàn)的 分析數(shù)據(jù)并沒(méi)有采用第一步試驗(yàn)中得到的濾棒重量數(shù)據(jù)。1. 2. 1試驗(yàn)因子對(duì)濾棒吸阻變異系數(shù)cv和濾棒硬度的影響試驗(yàn)在KDF2/AF2機(jī)型上，有研究指明需對(duì)不同規(guī)格絲束設(shè)定對(duì)應(yīng)螺紋輥速比(v2/ vl)。生產(chǎn)實(shí)踐表明第三空氣開(kāi)松器處的絲帶寬度(以下簡(jiǎn)稱絲帶寬度)是保證濾棒硬度 的重要指標(biāo)，同時(shí)它還會(huì)對(duì)絲束松弛狀況產(chǎn)生影響。近年來(lái)預(yù)張力輥壓力PO對(duì)濾棒質(zhì)量穩(wěn) 定性和對(duì)得率的影響也越來(lái)越受到重視。有必要將這些因素綜合起來(lái)考慮，所以最終在此 次KDF4試驗(yàn)中，選定了螺紋輥速比(V2/V1)、預(yù)張力輥壓力P0、絲帶寬度為試驗(yàn)因素。由于 在高速開(kāi)松過(guò)程中絲帶寬度不恒定，不能用確定的數(shù)值表示，所以將絲帶寬度確定為分類 型變量。試驗(yàn)采用的完全析因試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法，又叫2k試驗(yàn)設(shè)計(jì)，K表示試驗(yàn)因素，每個(gè)因素 只有兩個(gè)水平。這些試驗(yàn)因素可以是數(shù)值型變量也可以是分類型變量。響應(yīng)變量為滿足質(zhì) 量要求前提下的濾棒重量最小化、濾棒吸阻變異系數(shù)cv最小化、濾棒硬度最大化。我們使 用美國(guó)JMP公司提供的JMP7. 0版本統(tǒng)計(jì)分析軟件完成這樣的3因素和3響應(yīng)變量的試驗(yàn) 設(shè)計(jì)和分析。為了更細(xì)致的考察試驗(yàn)因素與響應(yīng)變量之間的關(guān)系，人為增加了兩次中心點(diǎn) 的試驗(yàn)處理。根據(jù)試驗(yàn)分析和模擬獲得優(yōu)化工藝控制參數(shù)，并在實(shí)際生產(chǎn)驗(yàn)證的基礎(chǔ)上最 終完成優(yōu)化目標(biāo)，結(jié)果如表23所示。1. 2. 2濾棒吸阻特性曲線的響應(yīng)試驗(yàn)這部分試驗(yàn)是根據(jù)第一步試驗(yàn)所設(shè)定工藝參數(shù)的基礎(chǔ)上重復(fù)做十次不添加增塑 劑的實(shí)驗(yàn)，每次試驗(yàn)又分別做兩組試驗(yàn)，這兩組實(shí)驗(yàn)的吸阻設(shè)定值為目標(biāo)吸阻的上規(guī)格限 處和下規(guī)格限處，每組各取30支濾棒，測(cè)量其單支濾棒的絲束重量。通過(guò)數(shù)學(xué)回歸，將濾棒 特性曲線計(jì)算出來(lái)(十次試驗(yàn)可得到十張濾棒特性曲線圖)，把目標(biāo)吸阻帶入方程得到濾 棒重量后進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析。表M中V1/VKDF為AF4與KDF4填充速度之比，該值越大填 充的絲束越多，濾棒吸阻越大。1. 3取樣方法第一步試驗(yàn)每次試驗(yàn)處理取樣規(guī)則當(dāng)濾棒吸阻靠近目標(biāo)值后且穩(wěn)定運(yùn)行2分鐘 后開(kāi)始取樣，每次處理包含連續(xù)10組濾棒樣品。每間隔一分鐘取一組樣品，每組10支濾棒。 一共10次處理合計(jì)1000支濾棒數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。第二步試驗(yàn)每次處理包含2組濾棒樣品，這兩組樣品的吸阻為目標(biāo)吸阻的上偏 (300-400pa)和下偏(200-300pa)處，每組各取30支濾棒，通過(guò)數(shù)學(xué)回歸，將濾棒特性曲線 方程計(jì)算出來(lái)，再把目標(biāo)吸阻帶入方程，得到濾棒重量后進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析。1. 4測(cè)定方法1.4. 1濾棒測(cè)試濾棒檢測(cè)試驗(yàn)室的檢測(cè)的大氣條件符合ISO 3402的規(guī)定，溫度(22士幻°C，相對(duì)濕度(60士幻％，大氣壓對(duì)氣體體積流量無(wú)影響。測(cè)試之前，樣品將在中心試驗(yàn)室平衡48小 時(shí)。平衡后的樣品在Cerulean公司的QTM綜合測(cè)試臺(tái)順序完成濾棒水分、重量、圓周、吸阻 的測(cè)試，硬度在QTM7單機(jī)完成，所有測(cè)試數(shù)據(jù)通過(guò)RS232 口全部傳輸至計(jì)算機(jī)。1. 4. 6KDF4設(shè)備其他固定工藝條件螺紋輥壓力(1. 2-1. 5bar)；關(guān)閉送絲噴嘴前面舌頭氣源；送絲噴嘴供氣閥門開(kāi)度 (19-22% )。1.4.3濾棒控制指標(biāo)濾棒標(biāo)準(zhǔn)值吸阻洸46pa(+250，-200)；圓周Μ. 20mm士0. 12 ；硬度88% 士5 ；長(zhǎng)度 IOOmm01. 5統(tǒng)計(jì)方法使用美國(guó)JMP公司的JMP7. 0版本統(tǒng)計(jì)分析軟件完成3因素完全析因設(shè)計(jì)。其中 預(yù)張力輥PO壓力和螺紋輥速比V2/V1為數(shù)值型變量，由于在高速開(kāi)松過(guò)程中絲帶寬度不恒 定，不能用確定的數(shù)值表示，所以將絲帶寬度確定為分類型變量。詳見(jiàn)表23和表M。二、結(jié)果與討論JMP軟件中全析因試驗(yàn)分析模塊，將表23和表M獲得的濾棒試驗(yàn)數(shù)據(jù)導(dǎo)入軟件表 單中，對(duì)濾棒吸阻CV影響因素、濾棒硬度均值影響因素、目標(biāo)吸阻濾棒重量影響因素和綜 合影響因素進(jìn)行系統(tǒng)分析。最終達(dá)到通過(guò)調(diào)節(jié)試驗(yàn)因素水平，提高濾棒得率的目的。2. 1濾棒吸阻變異系數(shù)(CV)影響因素分析以100個(gè)吸阻變異系數(shù)(cv)數(shù)據(jù)為響應(yīng)變量，采用標(biāo)準(zhǔn)最小二乘法，對(duì)試驗(yàn)進(jìn)行 分析。圖42為吸阻變異系數(shù)(cv)整體模型杠桿率圖，顯示了數(shù)據(jù)與模型的擬合效果。杠 桿率圖中紅線為回歸方程線，上下各有兩條紅虛線為95%置信曲線，中間藍(lán)色水平參考線 為軟件自動(dòng)生成。如果95%置信曲線與水平參考線相交，則該效應(yīng)顯著；如果曲線不相交， 則(在5%水平上)不顯著。由于圖42中水平參考線未與95%置信曲線相交，所以試驗(yàn)因 素對(duì)模型效應(yīng)不顯著，表明試驗(yàn)因素沒(méi)有對(duì)變異系數(shù)(cv)數(shù)據(jù)變化產(chǎn)生具有統(tǒng)計(jì)意義層 面的影響。關(guān)于模型顯著與否，還可以通過(guò)模型的參數(shù)估計(jì)表來(lái)檢驗(yàn)。如表25所示，項(xiàng)為命 名的估計(jì)參數(shù)，第一個(gè)參數(shù)始終為截距。螺紋輥速比(V2/V1)、預(yù)張力輥壓力P0、絲帶寬度 三因素的主效應(yīng)及它們之間的交互效應(yīng)都納入考察。其中最重要的一項(xiàng)為P值> 111。如果 該值小于0. 05通常被視為項(xiàng)顯著證據(jù)。從表25看出除了絲帶寬度[寬]*(P0壓力-0. 58) 外沒(méi)有一項(xiàng)因素P值> |t|小于0.05，這也印證了從吸阻變異系數(shù)(cv)整體模型杠桿率圖 得出的所有試驗(yàn)因素一次效應(yīng)對(duì)模型效應(yīng)不顯著的結(jié)論。2. 2濾棒硬度均值影響因素分析以100個(gè)濾棒硬度均值數(shù)據(jù)為響應(yīng)變量，采用標(biāo)準(zhǔn)最小二乘法，對(duì)試驗(yàn)進(jìn)行分析。 圖43為濾棒硬度均值整體模型杠桿率圖，圖中水平參考線與95%置信曲線相交，可以說(shuō)明 模型效應(yīng)顯著。具體的影響因素可以通過(guò)濾棒硬度均值線型模型的參數(shù)估計(jì)表來(lái)查看。從表沈看出截距項(xiàng)、絲帶寬度、(V2/V1-1.36)*(P0_0.6)、P0壓力、絲帶寬度 [寬]* (P0 壓力-0. 58)、(V2/V1-1. 36) * 絲帶寬度[寬]* (P0 壓力-0. 58)的 ρ 值> 111 都 小于0.05，說(shuō)明上述因素對(duì)硬度均值有顯著影響。其中絲帶寬度項(xiàng)ρ值> |t|達(dá)到極顯著 的水平，這也印證了緒論中“生產(chǎn)實(shí)踐表明第三空氣開(kāi)松器處的絲帶寬度是保證濾棒硬度
20的重要指標(biāo)”的論述。2. 3目標(biāo)吸阻濾棒重量影響因素分析表23只能得到接近目標(biāo)吸阻濾棒的重量數(shù)據(jù)，為了比較目標(biāo)吸阻濾棒重量，必須 重新按照表M的要求再作一遍試驗(yàn)。將每次試驗(yàn)處理獲得的60支濾棒數(shù)據(jù)擬和為一條濾 棒得率線，橫坐標(biāo)為濾棒吸阻，縱坐標(biāo)為濾棒重量。由于濾棒重量和吸阻容易受到環(huán)境溫度 和濾棒圓周的影響，所以通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)換公式，將濾棒重量和吸阻分別轉(zhuǎn)換為6%含水率標(biāo)準(zhǔn) 重量和24. 20圓周標(biāo)準(zhǔn)吸阻，坐標(biāo)也同時(shí)更改為標(biāo)準(zhǔn)吸阻和標(biāo)準(zhǔn)重量。圖44是根據(jù)表M 中第一次試驗(yàn)處理獲得的數(shù)據(jù)，繪制的濾棒特性曲線圖，類似的濾棒特性曲線圖一共有10 張。利用目標(biāo)吸阻與濾棒得率線之間的交點(diǎn)數(shù)據(jù)，也就是濾棒重量數(shù)據(jù)進(jìn)行分析比較。圖45為目標(biāo)吸阻濾棒重量整體模型杠桿率圖，圖中水平參考線與95%置信曲線 相交，所以模型效應(yīng)顯著。從表27除了絲帶寬度[寬]*(P0壓力-0. 58)和(V2/V1-1.36)* 絲帶寬度[寬]*(P0壓力-0. 58)夕卜，其他因素的？值> |t|都小于0.05。說(shuō)明除了絲帶寬 度[寬]* (P0壓力-0. 58)和(V2/V1-1.36)*絲帶寬度[寬]* (P0壓力-0. 58)外，其他因 素對(duì)目標(biāo)吸阻濾棒重量均值有顯著影響。2. 4綜合分析與預(yù)測(cè)前面是單獨(dú)就濾棒吸阻變異系數(shù)(cv)、濾棒硬度均值、目標(biāo)吸阻濾棒重量進(jìn)行了 分析和比較，對(duì)于實(shí)際生產(chǎn)而言，通常要求3個(gè)響應(yīng)變量綜合考慮。JMP軟件提供了一個(gè)很 好的多響應(yīng)變量預(yù)測(cè)刻畫器和意愿刻畫圖工具?？坍嬈鲿?huì)顯示每個(gè)試驗(yàn)變量的預(yù)測(cè)跡，如 圖46響應(yīng)變量與試驗(yàn)因素交集格中的黑色線。預(yù)測(cè)跡是當(dāng)一個(gè)變量發(fā)生變化而其它變量 保持當(dāng)前值不變時(shí)的預(yù)測(cè)響應(yīng)?！邦A(yù)測(cè)刻畫器”將在更改試驗(yàn)變量的值時(shí)重新計(jì)算跡和預(yù)測(cè) 響應(yīng)(實(shí)時(shí))。在意愿刻畫圖中，每組試驗(yàn)條件輸出結(jié)果的意愿涉及到3個(gè)響應(yīng)。濾棒吸阻 變異系數(shù)(cv)響應(yīng)最小化，吸阻濾棒硬度均值最大化，目標(biāo)吸阻濾棒重量響應(yīng)最小化。將 整體意愿定義為每個(gè)響應(yīng)的意愿的幾何平均數(shù)，軟件將自動(dòng)模擬出綜合意愿最佳的試驗(yàn)因 素水平。模擬結(jié)果如圖46所示，在使用3. 0Y32000絲束加工濾棒時(shí)候，優(yōu)化工藝為螺紋輥 速比(V2/V1) 1. 44 ；預(yù)張力輥壓力PO 0. 48 (bar)；絲帶寬度寬(20-22cm)。對(duì)應(yīng)的吸阻 濾棒硬度均值為88. 5% ；目標(biāo)吸阻濾棒重量均值為0. 471克。3、結(jié)論濟(jì)南U#KDF4/AF4機(jī)組在固定螺紋輥壓力(1. 2-1. 5bar)、關(guān)閉送絲噴嘴前面舌頭 氣源、確保送絲噴嘴供氣閥門開(kāi)度(19-22%)前提下，利用南纖3.0Y32000絲束加工濾棒 時(shí)，優(yōu)化工藝參數(shù)為螺紋輥速比(V2/V1) 1. 44 ；預(yù)張力輥壓力PO 0. 48 (bar)；絲帶寬度 寬 Q0-22cm)。第五節(jié)2. 4Y32000規(guī)格1材料與方法1. 1試驗(yàn)設(shè)備、儀器及材料選用規(guī)格為2. 4Y32000絲束(南通醋酸纖維有限公司生產(chǎn))、26. 5mm*30g*5000m 的成型盤紙(四川恒豐紙業(yè))、三乙酸甘油酯(濟(jì)南華陽(yáng)公司)。KDF4/AF4成型機(jī)組、QTM濾棒性能綜合測(cè)試臺(tái)(英國(guó)Cerulean公司)、30cm鋼板 直尺(南昌航天現(xiàn)代科教儀器廠)、秒表(上海秒表廠)、恒溫恒濕箱(德國(guó)濱德公司)。1. 2試驗(yàn)設(shè)計(jì)
本次試驗(yàn)共分為兩個(gè)步驟。第一步試驗(yàn)用于分析試驗(yàn)因素對(duì)濾棒吸阻變異系數(shù)cv 和濾棒硬度等質(zhì)量因素的影響；第二步用于分析試驗(yàn)因素對(duì)目標(biāo)吸阻濾棒重量的影響。由 于考慮到增塑劑對(duì)濾棒重量的不確定影響，其次在于實(shí)際制作中的濾棒吸阻不可能恒定， 無(wú)法確定一個(gè)濾棒重量比較的基準(zhǔn)，所以還必須通過(guò)第二步試驗(yàn)，制作不添加增塑劑的濾 棒，然后利用繪制濾棒特性曲線方式的獲得濾棒重量數(shù)據(jù)來(lái)進(jìn)行分析。因此第二步試驗(yàn)的 分析數(shù)據(jù)并沒(méi)有采用第一步試驗(yàn)中得到的濾棒重量數(shù)據(jù)。1. 2. 1試驗(yàn)因子對(duì)濾棒吸阻變異系數(shù)cv和濾棒硬度的影響試驗(yàn)在KDF2/AF2機(jī)型上，有研究指明需對(duì)不同規(guī)格絲束設(shè)定對(duì)應(yīng)螺紋輥速比(v2/ vl)。生產(chǎn)實(shí)踐表明第三空氣開(kāi)松器處的絲帶寬度(以下簡(jiǎn)稱絲帶寬度)是保證濾棒硬度 的重要指標(biāo)，同時(shí)它還會(huì)對(duì)絲束松弛狀況產(chǎn)生影響。近年來(lái)預(yù)張力輥壓力PO對(duì)濾棒質(zhì)量穩(wěn) 定性和對(duì)得率的影響也越來(lái)越受到重視。有必要將這些因素綜合起來(lái)考慮，所以最終在此 次KDF4試驗(yàn)中，選定了螺紋輥速比(V2/V1)、預(yù)張力輥壓力Po、絲帶寬度為試驗(yàn)因素。試驗(yàn)采用的完全析因試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法，又叫2k試驗(yàn)設(shè)計(jì)，K表示試驗(yàn)因素，每個(gè)因素 只有兩個(gè)水平。這些試驗(yàn)因素可以是數(shù)值型變量也可以是分類型變量。響應(yīng)變量為滿足質(zhì) 量要求前提下的濾棒重量最小化、濾棒吸阻變異系數(shù)cv最小化、濾棒硬度最大化。我們使 用美國(guó)JMP公司提供的JMP7. 0版本統(tǒng)計(jì)分析軟件完成這樣的3因素和3響應(yīng)變量的試驗(yàn) 設(shè)計(jì)和分析。為了更細(xì)致的考察試驗(yàn)因素與響應(yīng)變量之間的關(guān)系，人為增加了兩次中心點(diǎn) 的試驗(yàn)處理。根據(jù)試驗(yàn)分析和模擬獲得優(yōu)化工藝控制參數(shù)，并在實(shí)際生產(chǎn)驗(yàn)證的基礎(chǔ)上最 終完成優(yōu)化目標(biāo)，結(jié)果如表觀所示。1. 2. 2濾棒吸阻特性曲線的響應(yīng)試驗(yàn)這部分試驗(yàn)是根據(jù)第一步試驗(yàn)所設(shè)定工藝參數(shù)的基礎(chǔ)上重復(fù)做十次不添加增塑 劑的實(shí)驗(yàn)，每次試驗(yàn)又分別做兩組試驗(yàn)，這兩組實(shí)驗(yàn)的吸阻設(shè)定值為目標(biāo)吸阻的上規(guī)格限 處和下規(guī)格限處，每組各取30支濾棒，測(cè)量其單支濾棒的絲束重量。通過(guò)數(shù)學(xué)回歸，將濾棒 特性曲線計(jì)算出來(lái)(十次試驗(yàn)可得到十張濾棒特性曲線圖)，把目標(biāo)吸阻帶入方程得到濾 棒重量后進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，結(jié)果如表四所示。1.3取樣方法第一步試驗(yàn)每次試驗(yàn)處理取樣規(guī)則當(dāng)濾棒吸阻靠近目標(biāo)值后且穩(wěn)定運(yùn)行2分鐘 后開(kāi)始取樣，每次處理包含連續(xù)10組濾棒樣品。每間隔一分鐘取一組樣品，每組10支濾棒。 一共10次處理合計(jì)1000支濾棒數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。第二步試驗(yàn)每次處理包含2組濾棒樣品，這兩組樣品的吸阻為目標(biāo)吸阻的上規(guī)格 限(300-400pa)處和下規(guī)格限(200-300pa)處，每組各取30支濾棒。通過(guò)數(shù)學(xué)回歸，將濾 棒特性曲線方程計(jì)算出來(lái)，再把目標(biāo)吸阻3240pa帶入方程，得到濾棒重量后進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì) 分析。1.4測(cè)定方法1.4. 1濾棒測(cè)試濾棒檢測(cè)試驗(yàn)室的檢測(cè)的大氣條件符合ISO 3402的規(guī)定，溫度(22士2) °C，相對(duì) 濕度(60士幻％，大氣壓對(duì)氣體體積流量無(wú)影響。測(cè)試之前，樣品將在中心試驗(yàn)室平衡48小 時(shí)。平衡后的樣品在Cerulean公司的QTM綜合測(cè)試臺(tái)順序完成濾棒水分、重量、圓周、吸阻 的測(cè)試，硬度在QTM7單機(jī)完成，所有測(cè)試數(shù)據(jù)通過(guò)RS232 口全部傳輸至計(jì)算機(jī)。
1. 4. 2KDF4設(shè)備其他固定工藝條件螺紋輥壓力(1. 2-1. 5bar)；關(guān)閉送絲噴嘴前面舌頭氣源；送絲噴嘴供氣閥門開(kāi)度 (19-22% )。1.4.3濾棒控制指標(biāo)濾棒標(biāo)準(zhǔn)值吸阻3240pa(+250，-200)；圓周 Μ. 20mm士0. 12 ；硬度 88% 士5 ；長(zhǎng)度 IOOmm01. 5統(tǒng)計(jì)方法使用美國(guó)JMP公司的JMP7. 0版本統(tǒng)計(jì)分析軟件完成3因素完全析因設(shè)計(jì)。其中 預(yù)張力輥PO壓力和螺紋輥速比V2/V1為數(shù)值型變量，由于在高速開(kāi)松過(guò)程中絲帶寬度不恒 定，不能用確定的數(shù)值表示，所以將絲帶寬度確定為分類型變量。詳見(jiàn)表觀和表四。2、結(jié)果與討論JMP軟件中全析因試驗(yàn)分析模塊，將表28和表四獲得的濾棒試驗(yàn)數(shù)據(jù)導(dǎo)入軟件表 單中，對(duì)濾棒吸阻CV影響因素、濾棒硬度均值影響因素、目標(biāo)吸阻濾棒重量影響因素和綜 合影響因素進(jìn)行系統(tǒng)分析。最終達(dá)到通過(guò)調(diào)節(jié)試驗(yàn)因素水平，提高濾棒得率的目的。2. 1濾棒吸阻變異系數(shù)(CV)影響因素分析以100個(gè)吸阻變異系數(shù)(cv)數(shù)據(jù)為響應(yīng)變量，采用標(biāo)準(zhǔn)最小二乘法，對(duì)試驗(yàn)進(jìn)行 分析。圖47為吸阻變異系數(shù)(cv)整體模型杠桿率圖，顯示了數(shù)據(jù)與模型的擬合效果。杠 桿率圖中紅線為回歸方程線，上下各有兩條紅虛線為95%置信曲線，中間藍(lán)色水平參考線 為軟件自動(dòng)生成。如果95%置信曲線與水平參考線相交，則該效應(yīng)顯著；如果曲線不相交， 則(在5%水平上)不顯著。由于圖47中水平參考線未與95%置信曲線相交，所以試驗(yàn)因 素對(duì)模型效應(yīng)不顯著，表明試驗(yàn)因素沒(méi)有對(duì)變異系數(shù)(cv)數(shù)據(jù)變化產(chǎn)生具有統(tǒng)計(jì)意義層 面的影響。關(guān)于模型顯著與否，還可以通過(guò)模型的參數(shù)估計(jì)表來(lái)檢驗(yàn)。如表30所示，項(xiàng)為命 名的估計(jì)參數(shù)，第一個(gè)參數(shù)始終為截距。螺紋輥速比(V2/V1)、預(yù)張力輥壓力P0、絲帶寬度 三因素的主效應(yīng)及它們之間的交互效應(yīng)都納入考察。其中最重要的一項(xiàng)為P值> Itl。如 果該值小于0. 05通常被視為項(xiàng)顯著證據(jù)。從表30看出沒(méi)有一項(xiàng)因素？值> Itl小于0.05， 這也印證了從吸阻變異系數(shù)(cv)整體模型杠桿率圖得出的所有試驗(yàn)因素對(duì)模型效應(yīng)不顯 著的結(jié)論。2. 2濾棒硬度均值影響因素分析以100個(gè)濾棒硬度均值數(shù)據(jù)為響應(yīng)變量，采用標(biāo)準(zhǔn)最小二乘法，對(duì)試驗(yàn)進(jìn)行分析。 圖48為濾棒硬度均值整體模型杠桿率圖，圖中水平參考線與95%置信曲線相交，可以說(shuō)明 模型效應(yīng)顯著。具體的影響因素可以通過(guò)濾棒硬度均值線型模型的參數(shù)估計(jì)表來(lái)查看。從表31看出截距項(xiàng)、螺紋輥速比(V2/V1)、絲帶寬度、(V2/V1-1. 3 *絲帶寬度、 (V2/Vl-1.35)*(P0-0. 58)的ρ值〉t都小于0. 05，說(shuō)明上述5個(gè)因素對(duì)硬度均值有顯著 影響。其中絲帶寬度項(xiàng)？值> |t|達(dá)到極顯著的水平，這也印證了緒論中“生產(chǎn)實(shí)踐表明第 三空氣開(kāi)松器處的絲帶寬度是保證濾棒硬度的重要指標(biāo)”的論述。2. 3目標(biāo)吸阻濾棒重量影響因素分析表觀只能得到接近目標(biāo)吸阻濾棒的重量數(shù)據(jù)，為了比較目標(biāo)吸阻濾棒重量，必須 重新按照表四的要求再作一遍試驗(yàn)。將每次試驗(yàn)處理獲得的60支濾棒數(shù)據(jù)擬和為一條濾棒得率線，橫坐標(biāo)為濾棒吸阻，縱坐標(biāo)為濾棒重量。由于濾棒重量和吸阻容易受到環(huán)境溫度 和濾棒圓周的影響，所以通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)換公式，將濾棒重量和吸阻分別轉(zhuǎn)換為6%含水率標(biāo)準(zhǔn) 重量和24. 20圓周標(biāo)準(zhǔn)吸阻，坐標(biāo)也同時(shí)更改為標(biāo)準(zhǔn)吸阻和標(biāo)準(zhǔn)重量。圖49是根據(jù)表四 中第一次試驗(yàn)處理獲得的數(shù)據(jù)，繪制的濾棒特性曲線圖，類似的濾棒特性曲線圖一共有10 張。利用目標(biāo)吸阻與濾棒得率線之間的交點(diǎn)數(shù)據(jù)，也就是濾棒重量數(shù)據(jù)進(jìn)行分析比較。圖50為目標(biāo)吸阻濾棒重量整體模型杠桿率圖，圖中水平參考線與95%置信曲線 相交，所以模型效應(yīng)顯著。從表32除了絲帶寬度[寬]*(P0壓力-0.58)其他所有因素的 口值> |t|都小于0.05，說(shuō)明除了絲帶寬度[寬]*(P0壓力-0.58)其他所有因素對(duì)目標(biāo)吸 阻濾棒重量均值有顯著影響。2. 4綜合分析與預(yù)測(cè)前面是單獨(dú)就濾棒吸阻變異系數(shù)(cv)、濾棒硬度均值、目標(biāo)吸阻濾棒重量進(jìn)行了 分析和比較，對(duì)于實(shí)際生產(chǎn)而言，通常要求3個(gè)響應(yīng)變量綜合考慮。JMP軟件提供了一個(gè)很 好的多響應(yīng)變量預(yù)測(cè)刻畫器和意愿刻畫圖工具?？坍嬈鲿?huì)顯示每個(gè)試驗(yàn)變量的預(yù)測(cè)跡，如 圖51響應(yīng)變量與試驗(yàn)因素交集格中的黑色線。預(yù)測(cè)跡是當(dāng)一個(gè)變量發(fā)生變化而其它變量 保持當(dāng)前值不變時(shí)的預(yù)測(cè)響應(yīng)。“預(yù)測(cè)刻畫器”將在更改試驗(yàn)變量的值時(shí)重新計(jì)算跡和預(yù)測(cè) 響應(yīng)(實(shí)時(shí))。在意愿刻畫圖中，每組試驗(yàn)條件輸出結(jié)果的意愿涉及到3個(gè)響應(yīng)。濾棒吸阻 變異系數(shù)(cv)響應(yīng)最小化，吸阻濾棒硬度均值最大化，目標(biāo)吸阻濾棒重量響應(yīng)最小化。將 整體意愿定義為每個(gè)響應(yīng)的意愿的幾何平均數(shù)，軟件將自動(dòng)模擬出綜合意愿最佳的試驗(yàn)因 素水平。模擬結(jié)果如圖51所示，在使用2. 4Y32000絲束加工濾棒時(shí)候，優(yōu)化工藝為螺紋輥 速比(V2/V1) 1. 42 ；預(yù)張力輥壓力PO 0. 48 (bar)；絲帶寬度寬(20-22cm)。對(duì)應(yīng)的吸阻 濾棒硬度均值為89. 2% ；目標(biāo)吸阻濾棒重量均值為0. 476克。3、結(jié)論濟(jì)南U#KDF4/AF4機(jī)組在固定螺紋輥壓力(1. 2-1. 5bar)、關(guān)閉送絲噴嘴前面舌頭 氣源、確保送絲噴嘴供氣閥門開(kāi)度(21%)前提下，利用南纖2.4Y32000絲束加工濾棒時(shí)， 優(yōu)化工藝參數(shù)為螺紋輥速比(V2/V1) 1. 42 ；預(yù)張力輥壓力PO 0. 48 (bar)；絲帶寬度寬 (20-22cm)。綜上，經(jīng)對(duì)試驗(yàn)結(jié)果綜合分析得到，螺紋輥速比(V2/V1)、預(yù)張力輥壓力PO對(duì)濾 棒加工產(chǎn)生積極影響；而絲束開(kāi)松寬度對(duì)濾棒硬度也有影響。然后根據(jù)以上三個(gè)因素進(jìn) 行完全析因試驗(yàn)(即I試驗(yàn))結(jié)果綜合分析得到3. 5Y34000、3. 0Y35000、3. 9Y31000、 2. 7Υ31000.3. 0Υ32000.2. 4Υ34000等6種規(guī)格絲束加工優(yōu)化工藝加工參數(shù)如下(a) 3. 0/35000 規(guī)格絲束KDF4/AF4機(jī)組在固定螺紋輥壓力(1. 2_1. ^ar)、關(guān)閉送絲噴嘴前面舌頭氣源、 確保送絲噴嘴供氣閥門開(kāi)度(19-22%)前提下，利用南纖3. 0TO5000絲束加工濾棒時(shí)， 優(yōu)化工藝參數(shù)為螺紋輥速比(V2/V1) :1. 48;預(yù)張力輥壓力PO :0. 5(bar)；絲帶寬度寬 (20-22cm)。采用優(yōu)化工藝可以使濾棒硬度均值提高2%;目標(biāo)吸阻濾棒重量降低0. 004克； 目標(biāo)吸阻濾棒得率提高約0. 68%，濾棒硬度均值提高2%，濾棒吸阻cv降低0. 002。(b) 3. 5Y34000 規(guī)格絲束KDF4/AF4機(jī)組在固定螺紋輥壓力(1. 2_1. ^ar)、關(guān)閉送絲噴嘴前面舌頭氣源、 確保送絲噴嘴供氣閥門開(kāi)度(19-22%)前提下，使用南纖3. 5TO4000絲束加工濾棒時(shí)，優(yōu)化工藝參數(shù)為螺紋輥速比(V2/V1) 1. 44 ；預(yù)張力輥壓力PO 0. 56 (bar)；絲帶寬度寬 (20-22cm)。優(yōu)化工藝與目前濟(jì)南卷煙廠使用的虹霓調(diào)試工藝模擬結(jié)果對(duì)比顯示采用優(yōu)化 工藝可以使濾棒硬度均值提高2. 3%;目標(biāo)吸阻濾棒重量降低0. 005克；目標(biāo)吸阻濾棒得率 提高約0. 86%。(c)3. 9Y31000 規(guī)格KDF4/AF4機(jī)組在固定螺紋輥壓力(1. 2_1. ^ar)、關(guān)閉送絲噴嘴前面舌頭氣源、 確保送絲噴嘴供氣閥門開(kāi)度(19-22%)前提下，利用南纖3. OT31000絲束加工濾棒時(shí)， 優(yōu)化工藝參數(shù)為螺紋輥速比(V2/V1) 1. 28 ；預(yù)張力輥壓力PO 0. 68 (bar)；絲帶寬度寬 (20-22cm)。(d) 3. 0Y32000 規(guī)格KDF4/AF4機(jī)組在固定螺紋輥壓力(1. 2_1. ^ar)、關(guān)閉送絲噴嘴前面舌頭氣源、 確保送絲噴嘴供氣閥門開(kāi)度(19-22%)前提下，利用南纖3.0Y32000絲束加工濾棒時(shí)， 優(yōu)化工藝參數(shù)為螺紋輥速比(V2/V1) 1. 44 ；預(yù)張力輥壓力PO 0. 48 (bar)；絲帶寬度寬 (20-22cm)。(e)2. 4Y32000 規(guī)格KDF4/AF4機(jī)組在固定螺紋輥壓力(1. 2_1. ^ar)、關(guān)閉送絲噴嘴前面舌頭氣源、 確保送絲噴嘴供氣閥門開(kāi)度(21%)前提下，利用南纖2.収32000絲束加工濾棒時(shí)，優(yōu) 化工藝參數(shù)為螺紋輥速比(V2/V1) :1.42;預(yù)張力輥壓力PO :0.48(bar)；絲帶寬度寬 (20-22cm)。附表表13. 0Y35000單因素試驗(yàn)設(shè)計(jì)表
權(quán)利要求
1.利用KDF4成型機(jī)組生產(chǎn)濾棒的工藝，其特征在于，步驟如下將原料絲束投入AF4 絲束開(kāi)松裝置，噴灑增塑劑后，由輸送輥送絲至KDF4成型機(jī)組，生產(chǎn)濾棒，濾棒成型后，經(jīng) 檢測(cè)、裝盤、儲(chǔ)存后輸送至卷煙機(jī)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用KDF4成型機(jī)組生產(chǎn)濾棒的工藝，其特征在于所述原 料絲束為3. 0/35000規(guī)格的絲束，利用KDF4成型機(jī)組生產(chǎn)濾棒的工藝參數(shù)為螺紋輥速比 (V2/V1) 1. 48 ；預(yù)張力輥壓力PO 0. 5bar ；絲帶寬度寬20_22cm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用KDF4成型機(jī)組生產(chǎn)濾棒的工藝，其特征在于所述原料 絲束為3. 5Y34000規(guī)格的束，利用KDF4成型機(jī)組生產(chǎn)濾棒的工藝參數(shù)為螺紋輥速比(V2/ VI) 1. 44 ；預(yù)張力輥壓力PO 0. 56bar ；絲帶寬度寬20_22cm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用KDF4成型機(jī)組生產(chǎn)濾棒的工藝，其特征在于所述原 料絲束為3. 9Y31000規(guī)格的絲束，利用KDF4成型機(jī)組生產(chǎn)濾棒的工藝參數(shù)為螺紋輥速比 (V2/V1) 1. 28 ；預(yù)張力輥壓力PO 0. 68bar ；絲帶寬度寬20_22cm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用KDF4成型機(jī)組生產(chǎn)濾棒的工藝，其特征在于所述原 料絲束為3. 0Y32000規(guī)格的絲束，利用KDF4成型機(jī)組生產(chǎn)濾棒的工藝參數(shù)為螺紋輥速比 (V2/V1) 1. 44 ；預(yù)張力輥壓力PO 0. 48bar ；絲帶寬度寬20_22cm。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用KDF4成型機(jī)組生產(chǎn)濾棒的工藝，其特征在于所述原 料絲束為2. 4Y32000規(guī)格的絲束，利用KDF4成型機(jī)組生產(chǎn)濾棒的工藝參數(shù)為螺紋輥速比 (V2/V1) 1. 42 ；預(yù)張力輥壓力PO 0. 48bar ；絲帶寬度寬20_22cm。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種利用KDF4成型機(jī)組生產(chǎn)濾棒的工藝，步驟如下將原料絲束投入AF4絲束開(kāi)松裝置，噴灑增塑劑后，由輸送輥送絲至KDF4成型機(jī)組，生產(chǎn)濾棒，濾棒成型后，經(jīng)檢測(cè)、裝盤、儲(chǔ)存后輸送至卷煙機(jī)。本發(fā)明對(duì)工藝參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化，針對(duì)不同規(guī)格的絲束(3.5Y34000、3.0Y35000、3.9Y31000、3.0Y32000、2.4Y34000等5種規(guī)格絲束)，通過(guò)實(shí)驗(yàn)，篩選出了最優(yōu)的工藝參數(shù)，在原有基礎(chǔ)上提高了KDF4成型機(jī)組吸阻等指標(biāo)的穩(wěn)定性，并在原有基礎(chǔ)上提高了KDF4成型機(jī)組濾棒的出棒率，達(dá)到降低加工消耗的目的。
文檔編號(hào)A24D3/02GK102125303SQ20111004436
公開(kāi)日2011年7月20日 申請(qǐng)日期2011年2月22日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月22日
發(fā)明者劉杰, 厲昌坤, 曹建華, 朱戰(zhàn)營(yíng), 王坤明, 竇峰, 趙曰利, 鄭金和, 閆魯, 韓勇 申請(qǐng)人:山東中煙工業(yè)有限責(zé)任公司