葉寅飛

（上海煙草機械有限責任公司，上海 201206）

1 引言

隨著ZB47硬盒包裝機組用戶的日益增長，為了滿足不同客戶的個性化需求，需要對機組相應部件進行改進設計。按照煙包的包裝標準規(guī)定，煙包透明紙拉帶撕開方向分順時針和逆時針兩種，標準配置下均采用順時針撕開方向。當用戶提出拉帶逆時針撕開方向的需求時，煙包進入盒外透明紙包裝階段之前，其在通道中的位置相對于標準情況下須掉頭反向。因此，本文提出方案對原有的煙包轉向裝置進行改進，使煙包在進入YB517盒外透明紙包裝機的包裝通道之前完成180°轉向。

2 技術背景

2.1 技術應用領域

圖1 煙包轉向裝置工作示意圖

在到達YB517型盒外透明紙包裝機之前，硬盒煙包從主機輸出，進入連接主機和輔機之間的輸送通道，直至進入YB517包裝機的輸入通道。進入包裝輪的過程中，由于輸入通道和包裝通道成90°，煙包需經(jīng)過轉向裝置才能順利進入包裝通道，再到達包裝輪完成盒外透明紙的包裝，如圖1所示。此轉向裝置采用行星輪系的傳動方式，即將輸送通道傳來的煙包通過行星輪結構的轉向輪送入包裝通道中，轉向輪軸上安裝有吸風板，在轉向過程中，煙包通過真空負壓系統(tǒng)吸附在吸風板上。在整個輸送過程中，煙包的運動為平動，其相對于輸送通道的方向始終保持不變。

2.2 原有裝置原理及存在問題

如圖2所示，硬盒煙包轉向裝置主要由齒輪、圓隔板、轉盤、支架、軸套、吸風板等組成。

圖2 原轉向裝置結構圖

硬盒煙包轉向裝置的動力由錐齒輪11傳入，帶動軸10旋轉，軸10又通過鍵將動力傳至齒輪2，齒輪1與齒輪2相嚙合并固定于蓋板4上，從而使蓋板4也跟著旋轉，同時也帶動轉盤6旋轉。齒輪3固定于支架12上，而支架12固定于箱體14上。當轉盤6旋轉時，齒輪7和齒輪8就會繞著軸10公轉，齒輪7和齒輪3相嚙合，由于齒輪3是一個不旋轉的固定齒輪，齒輪7就會沿著齒輪3旋轉，從而帶動齒輪7公轉的同時也進行自轉，齒輪8又與齒輪7相嚙合，因此，齒輪8也會進行自轉。吸風板15安裝于軸16上，軸16和齒輪8通過鍵相連接，所以，吸風板15的轉動由齒輪8所控制。在硬盒小包轉向輸送過程中，為了保證煙包位置保持不變，吸風板轉向過程中的位置也必須保持不變，這一運動是由一行星齒輪機構所保證的。

從上述介紹中可知，齒輪3是一個固定齒輪（中心輪），齒輪7和齒輪8在隨轉盤6繞齒輪3公轉，同時進行著自轉。當齒輪7和齒輪8繞軸逆時針公轉且轉過α角時，在不考慮自轉的情況下，吸風板也逆時針轉過α角。當齒輪7帶動齒輪8旋轉時，在不考慮公轉的情況下，齒輪7轉過γ角時，齒輪8則轉過β角，即吸風板轉過β角。且當齒輪3與齒輪8的齒數(shù)與模數(shù)相等時，方向相反。

當齒輪7和齒輪8繞軸逆時針公轉時，由于齒輪3固定，則齒輪7也作逆時針自轉，同時帶動齒輪8順時針自轉，所以β角與α角始終大小相等且方向相反，即吸風板在轉向過程中的方向始終保持不變。

但是，隨著用戶產(chǎn)品個性化的需求，當用戶提出需要煙包反向輸出，本方案對此就無能為力了。

3 新型煙包輸送轉向裝置方案及原理

針對現(xiàn)有技術的不足，根據(jù)對原有裝置行星輪結構及運動的分析，本文將改進點著眼于帶動煙包吸風板旋轉的齒輪（即圖2中的齒輪8）上，通過改變該齒輪的旋轉角度使煙包能夠相對于原來旋轉180°反向，為此本文提出了一種新型煙包輸送轉向裝置的技術方案。

3.1 工作原理

該新技術方案通過以下方法實現(xiàn)：在原輸送裝置基礎上，將中間過渡齒輪由一組增加為兩組（如圖3，增加齒輪3），改變原來齒輪之間的嚙合關系，齒輪的模數(shù)不變，相應改變齒數(shù)及中心距，來實現(xiàn)煙包在輸送過程中的反向（即相對于輸送通道旋轉 180°）。

新技術方案的工作原理如下：如圖4所示，中心輪1是一個不旋轉的固定齒輪，齒輪2、齒輪3和齒輪4在繞中心輪1公轉的同時進行著自轉。

圖3 新型煙包輸送轉向裝置結構簡圖

圖4 新裝置結構圖

在不考慮齒輪自轉的情況下，當齒輪2、齒輪3及齒輪4繞軸逆時針公轉，轉過α角時，吸風板也逆時針轉過α角。

再考慮齒輪自轉的情況，齒輪2帶動齒輪3，齒輪3再帶動齒輪4旋轉時，當齒輪2轉過β角時，齒輪3轉過γ角，齒輪4相應轉動δ角，即吸風板轉過δ角?，F(xiàn)設定各個齒輪的齒數(shù)相應為 Z1、Z2、Z3、Z4。

因此，吸風板（即齒輪4）相對于輸送通道來說，轉過的角度為α＋δ，煙包轉過的角度也就是α＋δ。

圖5 新型煙包輸送轉向裝置運動分析簡圖

3.2 改進結果

增加了一組過渡齒輪后，使得煙包隨轉盤的公轉和其隨吸風板自轉的旋轉方向相同。在YB517盒外透明紙包裝機上，由于煙包輸入通道與包裝通道的夾角為90°，這樣在煙包隨公轉90°旋轉到與煙包輸入通道垂直的包裝通道時，煙包也會沿相同的角度自轉90°，兩者疊加，煙包在整個輸送過程中轉過90°+90°=180°，正好實現(xiàn)了煙包在包裝通道上的反向。

［1］蘇克健，王平，苗健，等.硬盒小包轉向裝置在YB55A型盒外透明紙包裝機中的應用［J］.煙草科技，2009（8）：20-21，23.

［2］上海煙草機械有限責任公司.煙包傳送轉向裝置［P］.中國：CN200910053255.3，2009-12-16.

［3］成大先.機械設計手冊［M］.3版.北京：化學工業(yè)出版社，2008.

［4］饒振綱.行星齒輪傳動設計［M］.北京：化學工業(yè)出版社，2003.