基于正交试验的丝束耗用分析与论证
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摘 要：为研究醋纤滤棒丝束单耗与滤棒成型机开松部位辊对速度的关系，本试验采用正交试验设计，将采集数据建立L9（34）正交表，分别使用极差法和方差分析法得出最佳参数，结合综合平衡法得出最优参数组合，为生产过程实现降低丝耗提供科学依据。
关键词：醋纤滤棒;丝束单耗;辊对速度;正交试验
中图分类号：TQ340.64 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2020）06-0051-02
Abstract： In order to study the relationship between the unit consumption of vinegar filter rod tow and the roller pair speed in the loose position of filter rod forming machine， the orthogonal experimental design was used to establish L9（34） orthogonal table based on the collected data， and the best parameters were obtained by range method and variance analysis method respectively. Combined with the comprehensive balance method， the optimal parameter combination is obtained， which provides a scientific basis for reducing silk consumption in the production process.
Keywords： vinegar filter rod; tow unit consumption; roller pair speed; orthogonal test
自2018年國家烟草专卖局提出了走高质量发展道路的要求，行业各生产厂聚焦管理提升和降本增效工作重点，以问题为导向，大力实施精益改善工作。二醋酸纤维丝束作为醋纤滤棒的主要原料，其生产过程中的丝束单耗，即每万支醋纤滤棒耗用醋纤丝束的重量（kg/万支），作为企业考核员工技能绩效的关键指标，同时也是企业管理人员实现提质降耗的关键切入点。
但是，有多方面的因素影响丝束单耗，如滤棒规格、原辅料规格、制造水平、机器设备状况等，本试验将成型机预拉紧辊对及两对开松辊对的速度作为研究对象，以生产存放固化后的滤棒重量作为试验结果，采用正交试验设计、方差分析等数学统计方法，科学合理地分析潜在的关键数据，从而确定最佳参数组合，为实际生产过程降低丝束耗用量提供有力依据。
1 材料与方法
1.1 材料
丝束：醋纤丝束，3.0Y/35000，昆明醋酸纤维有限责任公司;成形纸：4500m，23g/m2，安徽恒丰纸业有限公司;增塑剂：三醋酸甘油酯，玉溪环腾;滤棒搭口胶：热熔胶，广东凯林;滤棒中线胶：乳胶，德国汉高。
1.2 设备与工具
KDFM成型机，QTM综合测试台。
1.3 试验方法
（1）由于3个开松辊的速度为3组相互独立的变量，综合对滤棒重量有影响，所以采用正交试验，并将预拉紧辊作为1#辊，两对开松辊作为2#辊和3#辊。
（2）采集样品。每次试验过程中，KDFM成型机生产速度为10000支/分钟，确保第三开松器丝束展幅不变、吸阻稳定在标准范围内（每10支均值：325±5mmH2O）、圆周稳定在标准范围内（每10支均值：24.05±0.03mm）、长度稳定在标准范围内（100±0.4mm），保证滤棒开松效果符合滤棒工艺质量要求（无开松不足及过度现象），在生产过程稳定后再取样。每次试验取样3次，每次50支，混合作为一个样品，将试验样品置于温度22±5℃，相对湿度60%±2%的环境中，待固化4小时后进行测定。
（3）样品的检测。每个样品取30支，用QTM综合测量仪进行测量，并将结果采用重量平均法、方差分析法、极差分析法、F检验，结合综合平衡法进行分析与论证。
（4）正交实验参数及表的确定。计算三台KDFM成型机3对辊对速度的平均值分别为516m/min，553m/min，691m/min，将3组辊对速度作为研究对象，确定为3因素，每个因素确定3个水平，依据正交试验设计原则，采用L9（34）正交表。
2 结果与分析
根据选用的正交表以及试验参数进行试验，试验结果数据为每10支滤棒的重量平均值，通过控制滤棒圆周、长度、吸阻等在标准范围，消除不必要的误差影响，如表1所示。
极差R越大，说明该因子对试验结果的影响力越大，根据正交试验表可知，1#辊速的影响力最大，3#辊速的影响力较大，2#辊速的影响力不显著，即A>C>B。根据空列的极差值可知，三个因子之间的交互性不强，不需要做交互性试验。
根据试验结果，进行显著性检验，列出方差分析表，结果见表2。
由试验结果表可知，因素A、B、C的F值<F0.05（2，2）=19.0，但是可以看出FA>FC>FB，因素A高度显著，因素B不显著，因素C显著，各因素对试验指标的影响的主次顺序为：A>C>B，试验结果和极差分析法所得结果一致。根据指标情况，在满足吸阻、长度、硬度等情况时，滤棒的重量越低丝耗越低，所以以综合平衡法为考虑，参数组合为A3B1C3为最优组合，即1#辊速为520m/min，2#辊速为540m/min，3#辊速为700m/min。
根据试验所得最优辊速，在3台KDFM机台分别进行了3次试验进行验证，各机台的滤棒重量平均值为6.19g/10支，6.18g/10支，6.20g/10支，在试验期间内，丝束单耗由试验前的5.22到5.19，5.21到5.18，5.23到5.19，丝耗情况得到降低。
3 结论
本次试验采用正交试验，将开松过程中的3对辊速作为因素，取相应的数据作为水平值，进行极差分析、方差分析，最终结合综合平衡分析法得到辊速参数的最优组合。并将试验结果在机台上进行验证，分析论证了降低滤棒重量达到降低丝耗的重要理论结果，有助于企业实现降本增效的管理目标，助推企业高质量发展。
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