1. 问题分析
   1. 系统结构

包装机铝箔纸润滑装置采用压缩空气进行控制，主要由电磁阀、带阀接头、喷嘴、排气阀、过滤器和油雾器组合装置等部件组成。其中，带阀接头（2）为二位二通气动控制阀，与喷嘴（3）相连接，通过压缩空气控制该阀的通断完成喷嘴喷油与停喷功能。在生产过程中，过滤器和油雾器组合装置（5）以气体为动力，向气动系统中的气动元件提供雾状润滑油［13］， 由操作人员通过储油杯的观察窗确定润滑油存量，当达到下限时，人工通过润滑油加注口加油。润滑装置工作时，压缩空气分成两路进行控制：一路直接进入带阀接头（2），打开接头；另一路经过过滤器、油雾器后，带油雾的气源通过打开的两个带阀接头进入喷嘴（3），喷嘴出口处安装有一片聚乙烯粉末压制的过滤片，润滑油通过过滤片后便成为雾状，均匀地喷射在铝箔纸顶端和底端的折叠部位。

1. 2. 问题

在生产过程中，由于润滑油中含有微量杂质， 当润滑油在油雾器中被吸取时，容易粘附在管壁上，逐渐堆积后会将吸油管堵塞，从而造成吸不上油的现象。原设备的喷嘴压缩空气腔与带阀接头连接为一体，过滤片位于压缩空气腔的尽头，当携带润滑油的压缩空气到达喷嘴时，唯一的出口即为过滤片。过滤片由聚乙烯粉末压制而成，润滑油喷出后方向性较差，无法保证喷油位置精确。同时，粉末颗粒之间的缝隙很小，润滑油中的杂质会吸附在过滤片的缝隙中，当积聚到一定程度时， 过滤片缝隙堵塞，造成压缩空气无法从过滤片处喷出，使润滑油无法有效喷射到铝箔纸上。另外， 过滤片堵塞使喷嘴压缩空气腔的压力无法释放， 就会从带阀接头的连接处渗出，造成润滑油渗漏， 甚至会滴落到铝箔纸上，影响卷烟产品品质。此时，只有更换过滤片才能保证铝箔纸的润滑效果。由于堵塞是一个渐进过程，在设备运转过程中无法及时发现过滤片堵塞现象，喷油情况逐渐恶化，从而对铝箔纸折叠效果产生影响，而设备对于铝箔纸端部折叠品质缺陷缺少有效的检测和剔除方法［14］，因此存在隐患。

2. 改进方法
   1. 更换喷嘴

为避免堵塞，将原喷嘴更换为气体雾化喷雾喷嘴，结构见图 2。其工作原理为：压缩空气从喷嘴的右侧进入压缩空气腔（9），再从油气混合喷嘴

5. 喷出，气流在油气混合喷嘴处不断向下流动，形成局部的真空度，对润滑油腔（4）形成引力，润滑油受到引力作用后进入主体支座（3）的左侧腔体，并进入润滑油腔（4）内。当润滑油由油腔下方出口处流出时，压缩空气将油击散形成雾状喷出喷嘴。该喷嘴的调节螺杆（1）安装在连接座（2） 上，连接座与主体支座连接，旋转调节螺杆使其在润滑油腔内上下移动，利用其头部的圆锥面与出油孔的间隙变化可以控制出油量的大小。气体雾化喷雾喷嘴具有性能稳定、使用寿命长、维护简单等特点，且与原喷嘴的外形尺寸基本相同，可以安装在原喷嘴位置，与其他零部件不相干涉。

1. 2. 拆除油雾器

选用气体雾化喷雾喷嘴后，压缩空气管路中无需携带润滑油，只需将压缩空气引入喷嘴即可。因此，拆除原设计管路中的油雾器装置，并在该位置上安装调压阀，将管路直接连接至喷嘴的进气端，保证气路畅通。

1. 3. 加装储油装置

油雾器拆除后，需要重新设计储油杯。根据设备实际运行状况和运行时间，储油杯的设计容量确定为 2 000 mL，可满足设备运行 200 h 的需求。为方便操作人员观察储油量并及时加注润滑油，储油杯设计有观察窗并安装在设备右机身后方的外侧，高度与喷嘴相同，方便操作人员加注润滑油。储油杯内设计有吸油管并引出接口，通过管路与喷嘴的进油端相连接，保证油路畅通。

1. 4. 润滑装置参数设计
      1. 气源压力参数

喷油时压缩空气通过调压阀控制，根据铝箔纸输送情况，经过运行试验确定工作压力为 150 kPa。该压力值既可保证喷油效果，也可减少油雾飞散对设备表面造成污染。

1. 1. 2. 润滑油开启和关闭时间

采用程序控制的方法实现铝箔纸润滑的开启和关闭功能。在包装机中利用设备原控制程序对气路中的电磁阀进行控制，在IPC操作面板上设定喷油频次和时长等参数。程序中“铝箔纸松卷润滑油”功能主要用于控制铝箔纸润滑装置的喷油及停喷，该模块共有 5 个参数：① “开启铝箔纸润滑”参数用于开启和关闭铝箔纸润滑功能；②“润滑油流动开启的机器转数”是指润滑油开始喷射时的设备运行速度；③“润滑油加注开启时间值”是指喷油时间；④“润滑油加注关闭时间值”是指停喷时间；⑤“润滑油流动关闭的机器转数”是指润滑油停喷时的设备运行速度。改进前表 1 中的“推荐设定值”与“实际设定值”参数相同，为润滑装置使用的实际参数；改进后由于喷嘴的喷射方式与原来不同，因此需对“ 实际设定值”进行修改，并通过试验确定最佳参数。参数修改后，设备由开启逐渐提速到正常速度（550 包/min）过程中，当速度上升至 200 包/min 时， 铝箔纸润滑功能开启，喷嘴以喷油 30 s、停顿 5 s 的循环方式，间歇性地对铝箔纸进行喷油润滑；当速度下降至 200 包/min 时，铝箔纸润滑功能关闭，停止喷油，即铝箔纸润滑功能只在机器速度 200～ 550 包/min 区间内处于开启状态，对铝箔纸进行润滑。

1. 1. 3. 喷嘴调节参数

喷嘴安装高度经试验确定为距离铝箔纸输送平台 20 mm。此时，润滑油喷射在铝箔纸表面的宽度为 20 mm，可满足铝箔纸折叠部分的要求。通过调节螺杆可对喷油量进行控制，调节螺杆螺纹的螺距为 0.8 mm，以调节螺杆堵住喷口为基准，向外旋转一圈，即调节螺杆向后退 0.8 mm，润滑油恰好可以从储油杯中吸出，并进入喷嘴喷出，此时为润滑油的最小流量，设备正常运转时采用最小流量，即可满足铝箔纸的润滑要求。设备停机和维护保养时，利用调节螺杆将喷嘴关闭，防止管路内留存的少量润滑油滴落到铝箔纸上。

3. 应用效果

改进后对铝箔纸润滑装置进行连续运行监测，监测时间 8 h 。可见，改进前在监测时间内喷油量为（10±5.4）mL/h，改进后喷油量为（10 ± 0.8）mL/h；改进前喷油宽度值为（20 ± 9.8） mm，改 进后喷油宽度值 为（20 ± 1.5） mm。改进后润滑装置喷油量稳定，提高了设备运转过程中的喷油精度，满足了铝箔纸折叠部位的润滑要求。