申沛
摘 要:在GDX2包裝設(shè)備生產(chǎn)過程中,由于品牌合作、聯(lián)營(yíng)加工,需要經(jīng)常更換生產(chǎn)牌號(hào)。不同生產(chǎn)牌號(hào)的小盒煙包在輸送通道內(nèi)輸送方向不同(煙包內(nèi)煙支煙絲端朝前和濾嘴端朝前兩種)。當(dāng)加工工藝標(biāo)準(zhǔn)要求濾嘴端朝前時(shí),從煙包輸送通道高架輸送下來的煙包撞擊到CH入口擋煙板上,造成盒內(nèi)煙支下陷質(zhì)量缺陷的產(chǎn)生,屬于典型的A類缺陷(根據(jù)質(zhì)量工藝標(biāo)準(zhǔn),將質(zhì)量缺陷按照從大到小的順序依次分為:A類、B類、C類),這在生產(chǎn)中是絕對(duì)不允許出現(xiàn)的。通過對(duì)CH入口擋板的改進(jìn)來解決盒內(nèi)煙支下陷,減少煙支下陷質(zhì)量缺陷的產(chǎn)生。
關(guān)鍵詞:煙支下陷 二級(jí)緩沖 品牌合作 工藝流程
中圖分類號(hào):TK413 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1674-098X(2015)09(a)-0069-03
目前,GDX2包裝機(jī)組是國(guó)內(nèi)煙草企業(yè)卷煙生產(chǎn)的主流包裝設(shè)備,在生產(chǎn)過程中,經(jīng)常需要更換生產(chǎn)牌號(hào)。不同生產(chǎn)牌號(hào)的小盒煙包在輸送通道內(nèi)輸送方向不同(煙包內(nèi)煙支煙絲端朝前和濾嘴端朝前兩種)。當(dāng)加工工藝標(biāo)準(zhǔn)要求濾嘴端朝前機(jī)器高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),從高架輸送帶輸送下來的煙包撞擊到CH入口擋煙板上,造成煙支下陷問題,為保障產(chǎn)品質(zhì)量,只好降速生產(chǎn),嚴(yán)重影響了生產(chǎn)效率。
1 以加工云煙(紫)為例,對(duì)生產(chǎn)帶來的一系列影響
1.1 加工云煙(紫)對(duì)生產(chǎn)效率的影響
為了預(yù)防加工云煙(紫)時(shí)產(chǎn)生的盒內(nèi)煙支下陷的質(zhì)量缺陷,采取降低車速到330包/分~350包/分以下的方法控制煙支下陷方面質(zhì)量缺陷,而降低車速使生產(chǎn)周期延長(zhǎng),生產(chǎn)效率降低,能耗增加。無(wú)法按照計(jì)劃完成月度生產(chǎn)任務(wù)。
1.2 煙支下陷給質(zhì)量帶來的影響
以加工云煙(紫)為例:在車速為360包/分時(shí),質(zhì)檢員記錄中的煙支下陷缺陷作了統(tǒng)計(jì)為4~6支/盒,占總質(zhì)量缺陷比例為20%~30%,質(zhì)量控制難度大,只好降速運(yùn)行。
1.3 煙支下陷的質(zhì)量缺陷產(chǎn)生原因
由于各廠的工藝流程及煙包輸送方式不同,會(huì)對(duì)煙支下陷產(chǎn)生不同影響。首先,煙包輸送到CH入口時(shí)為煙絲端朝前,而紅云紅河集團(tuán)的生產(chǎn)的煙包到達(dá)CH入口時(shí)為濾嘴端朝前;其次安陽(yáng)卷煙廠生產(chǎn)的煙包從高架自由滑落式撞到擋煙板后進(jìn)入CH機(jī)組,而紅云紅河集團(tuán)CH入口為柔性調(diào)頭,即吸盤式傳送。
2 煙支下陷的特性分析
在云煙(紫)的中試過程中,發(fā)現(xiàn)河南中煙安陽(yáng)卷煙廠生產(chǎn)云煙(紫)的工藝流程(見圖1)。
而紅云紅河集團(tuán)生產(chǎn)云煙(紫)的工藝流程是(見圖2)。
由于紅云紅河集團(tuán)的質(zhì)量工藝標(biāo)準(zhǔn)要求煙包翻轉(zhuǎn)方向不能改變,所以只能從煙包的輸送方式進(jìn)行著手解決問題,即解決煙包速度高的問題。
3 改進(jìn)及設(shè)計(jì)思路
設(shè)計(jì)思路:設(shè)想將CH入口處的固定擋煙板改成活動(dòng)板,可以使得煙包在對(duì)擋煙板沖擊的瞬間,擋煙板通過彈簧的作用,將煙包的沖擊力“中和”掉,使得煙包內(nèi)的煙支不受外力作用而發(fā)生變化,順利的進(jìn)入小透明機(jī)器內(nèi)。
4 方案設(shè)計(jì)及實(shí)施方式
4.1 選材
選用材料應(yīng)考慮的一般原則是:(1)使用性能原則;(2)工藝性能原則;(3)經(jīng)濟(jì)性原則。使用性能原則:它是保證零件完成規(guī)定功能的必要條件,在大多數(shù)情況下,這是選材首先要考慮的問題;選材的工藝性原則:在選材中,同使用性能相比,材料的工藝性能常處于次要地位;但在某些特殊情況下,工藝性能也可成為選材考慮的主要依據(jù);經(jīng)濟(jì)性原則:材料的經(jīng)濟(jì)性是選材的重要原則之一,一般包括材料的價(jià)格、零件的總成本與國(guó)家的資源等。(該文只對(duì)使用性進(jìn)行考慮)將CH入口擋板改造為具有緩沖裝置的擋板,煙包在進(jìn)入CH時(shí),會(huì)不停的撞擊擋板,緩沖裝置的緩沖作用是依靠四個(gè)彈簧來實(shí)現(xiàn)的,選材時(shí)必須考慮到彈簧材料的良好韌性,經(jīng)過多次實(shí)驗(yàn)選配彈簧,擋板孔內(nèi)需要安裝兩個(gè)型號(hào)為L(zhǎng)M8的直線軸承,并且軸與孔需要采用間隙配合。
4.2 方案設(shè)計(jì)
把CH入口固定擋板卸下來,根據(jù)該擋板尺寸加工一塊具有緩沖作用的擋板,緩沖裝置由一級(jí)緩沖板、二級(jí)緩沖板,彈簧、螺釘軸組合而成,如圖3、圖4、圖5所示。
一級(jí)緩沖板5通過兩根螺釘固定在緩沖塊上,緩沖塊兩端利用彈簧和螺釘銜接在一起,成為一級(jí)緩沖裝置;二級(jí)緩沖板8通過兩個(gè)螺釘,緊固在CH入口處的機(jī)體上,螺釘和彈簧銜接在一塊,成為二級(jí)緩沖裝置。在煙包撞擊到一級(jí)緩沖板后,在彈簧作用力下,一級(jí)緩沖板向后移動(dòng)直至與二級(jí)緩沖板持平,此時(shí)二級(jí)緩沖板接觸煙包,進(jìn)行二級(jí)緩沖,原理同一級(jí)緩沖裝置,整個(gè)裝置由一級(jí)、二級(jí)緩沖裝置共同完成緩沖作用。
4.3 實(shí)施方式
如圖3、圖4、圖5所示的GDX2包裝機(jī)小盒煙包緩沖裝置包括一級(jí)緩沖板5、二級(jí)緩沖板8、彈簧3、彈簧4以及滑塊2,一級(jí)緩沖板5在螺釘6的作用下,通過滑塊2向后移動(dòng),在移動(dòng)過程中,對(duì)彈簧3產(chǎn)生擠壓,彈簧對(duì)擋塊4產(chǎn)生擠壓,擋塊4支撐彈簧的擠壓,直至一級(jí)緩沖板5到達(dá)二級(jí)緩沖板的水平面7;在一級(jí)緩沖板全部“進(jìn)入”二級(jí)緩沖板時(shí),緩沖裝置進(jìn)行二級(jí)緩沖,二級(jí)緩沖板8在煙包的作用下,向后移動(dòng),在移動(dòng)過程中,對(duì)彈簧9產(chǎn)生擠壓,彈簧對(duì)擋塊10產(chǎn)生擠壓,擋塊10支撐彈簧的擠壓,完成緩沖任務(wù),銅套11起到定位作用。
此項(xiàng)改造只需按照一級(jí)緩沖板、二級(jí)緩沖的順序進(jìn)行安裝,對(duì)安裝沒有特殊要求,在安裝過程中,要注意用擋塊連帶彈簧慢慢緊固,不要讓滑落的彈簧傷到手臂;拆卸緩沖裝置時(shí),要按照二級(jí)緩沖、一級(jí)緩沖順序進(jìn)行,在拆卸過程中,要注意彈簧的拆卸,慢慢將擋塊拿出,小心彈簧劃傷手臂,完成拆卸后,要按照順序擺在干凈、整潔的工具箱內(nèi),使用時(shí),按照要求進(jìn)行裝配。
5 主要研究及工作內(nèi)容
根據(jù)設(shè)計(jì)方案,進(jìn)行了機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),主要內(nèi)容包括(1)一級(jí)緩沖板設(shè)計(jì);(2)二級(jí)緩沖板設(shè)計(jì);(3)彈簧、軸承、緩沖板及螺釘軸選材設(shè)計(jì);(4)防護(hù)罩設(shè)計(jì).
5.1 一級(jí)緩沖板設(shè)計(jì)
通過設(shè)想需要設(shè)計(jì)一塊成“工”字型擋板,一端能夠穿過二級(jí)板中間位置,并超出一段距離,使煙包先沖擊到一級(jí)緩沖板后,再靠近二級(jí)緩沖板,最終削弱煙包從高架橋上下來的沖擊力(見圖6)。
5.2 二級(jí)緩沖板設(shè)計(jì)
二級(jí)緩沖板需要與原車裝配的CH入口固定擋板長(zhǎng)、寬、高要一致,孔的位置與大小也都要一致。需要更改的是在板的中間位置加工一個(gè)容下一級(jí)緩沖推頭的方孔(見圖7)。
5.3 彈簧、軸承的選配及螺釘軸、套設(shè)計(jì)
將CH入口擋板造為具有緩沖裝置的擋板,煙包在進(jìn)入CH時(shí),會(huì)不停的撞擊擋板,緩沖擋板緩沖作用依靠四個(gè)彈簧來實(shí)現(xiàn)的,選材時(shí)必須考慮到彈簧材料的良好韌性,經(jīng)過多次實(shí)驗(yàn)選配。
螺釘軸(見圖8)是保證一級(jí)緩沖和二級(jí)緩沖在工作時(shí)的約束和自由滑動(dòng)以及定位作用,因此經(jīng)過認(rèn)真考慮決定兩根支撐軸選用45#鋼,在擋板孔內(nèi)和一級(jí)緩沖安裝孔內(nèi)各安裝兩個(gè)型號(hào)為L(zhǎng)M8的直線軸承,并且保證軸與孔為間隙配合。
套的作用是二級(jí)緩沖向后運(yùn)動(dòng)定位,其空套在彈簧外(圖9)。
5.4 提升板設(shè)計(jì)
為防止煙包在CH入口處提升過程中提升板(圖號(hào)12AAEC8)與一級(jí)緩沖發(fā)生干涉,故對(duì)提升板進(jìn)行改進(jìn)(見圖10)。
5.5 防護(hù)罩設(shè)計(jì)
二級(jí)緩沖裝置加工完成后,為了防止機(jī)械對(duì)人造成的傷害,需要按照零部件尺寸大小設(shè)計(jì)一個(gè)專用的二級(jí)緩沖防護(hù)罩,預(yù)防安全隱患的產(chǎn)生(見圖11)。
6 主要性能
(1)二級(jí)緩沖裝置的研制,有效地解決煙支下陷缺陷的產(chǎn)生,大大提高了產(chǎn)品的質(zhì)量。
(2)經(jīng)過改造后,機(jī)器的穩(wěn)定性得到了很大的提高,機(jī)器發(fā)生擠煙的次數(shù)變少,延長(zhǎng)了設(shè)備運(yùn)行時(shí)間,運(yùn)轉(zhuǎn)速度提高到385包/分,提高了設(shè)備有效作業(yè)率。
(3)節(jié)約了生產(chǎn)時(shí)間,降低了能耗,保證了產(chǎn)品的質(zhì)量又提高了設(shè)備有效作業(yè)率。
7 主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)及特征
二級(jí)緩沖裝置與吸盤式輸送相比,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,設(shè)計(jì)巧妙、構(gòu)思新穎、成本低廉,操作簡(jiǎn)便,便于維護(hù),整個(gè)裝置由機(jī)臺(tái)擋車工獨(dú)自操作,緩沖裝置能夠?qū)崿F(xiàn)煙包降速、保質(zhì)量的功能,可有效避免由于煙包速度過快產(chǎn)生煙絲下陷、觸頭煙等質(zhì)量問題,而且在安裝、使用上均不存在危險(xiǎn)性,大大提高產(chǎn)品質(zhì)量,降低原材料消耗。
該裝置有以下主要特征。
(1)該裝置由一級(jí)緩沖板通過兩根螺釘固定在緩沖塊上,緩沖塊兩端利用彈簧和螺釘銜接在一起,成為一級(jí)緩沖裝置。
(2)二級(jí)緩沖板通過兩個(gè)螺釘,緊固在CH入口處的機(jī)體上,螺釘和彈簧銜接在一塊,成為二級(jí)緩沖裝置。
(3)在煙包撞擊到一級(jí)緩沖板后,在彈簧作用力下,一級(jí)緩沖板向后移動(dòng)直至與二級(jí)緩沖板持平,此時(shí)二級(jí)緩沖板接觸煙包,進(jìn)行二級(jí)緩沖,原理同一級(jí)緩沖裝置,整個(gè)裝置由一級(jí)、二級(jí)緩沖裝置共同完成緩沖作用。
(4)只需按照一級(jí)緩沖板、二級(jí)緩沖的順序進(jìn)行安裝,對(duì)安裝沒有特殊要求,在安裝過程中,要注意用擋塊連帶彈簧慢慢緊固,不要讓滑落的彈簧傷到手臂;拆卸緩沖裝置時(shí),要按照二級(jí)緩沖、一級(jí)緩沖順序進(jìn)行,在拆卸過程中,要注意彈簧的拆卸,慢慢將擋塊拿出,小心彈簧劃傷手臂,完成拆卸后,要按照順序擺在干凈、整潔的工具箱內(nèi),使用時(shí),按照要求進(jìn)行裝配。
8 經(jīng)濟(jì)效益分析
8.1 直接經(jīng)濟(jì)效益分析
(1)經(jīng)過改造后,機(jī)器的穩(wěn)定性得到了很大的提高,機(jī)器發(fā)生擠煙的次數(shù)極少,這樣延長(zhǎng)了設(shè)備運(yùn)行時(shí)間,提高了設(shè)備有效作業(yè)率,消除了設(shè)備的安全隱患,改善了過去由于擠煙、傷件造成的滿地是煙包的局面,達(dá)到車間要求生產(chǎn)區(qū)整潔、干凈的目的;(2)煙支下陷得到了明顯改善,大大提高了產(chǎn)品的質(zhì)量;(3)機(jī)器長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)轉(zhuǎn),減少了停機(jī)次數(shù)以及報(bào)廢煙的出現(xiàn),從而減輕了機(jī)器操作工的勞動(dòng)強(qiáng)度,同時(shí)也節(jié)約了原輔材料,間接地降低了生產(chǎn)成本。既保證了產(chǎn)品的質(zhì)量又提高了設(shè)備有效作業(yè)率。裝置使用前,機(jī)器速度在350包/min以上時(shí),煙包在輸送帶摩擦力及煙道內(nèi)煙包推送力的作用下進(jìn)入輸送調(diào)頭機(jī)構(gòu),煙包下面直接與擋板產(chǎn)生撞擊,因而造成煙支下陷,機(jī)器速度在350包/min以下時(shí),質(zhì)量有明顯好轉(zhuǎn)。投入使用后,機(jī)器速度在370包/min時(shí),未發(fā)現(xiàn)一盒煙支下陷;機(jī)器速度在385包/min時(shí),偶爾會(huì)出現(xiàn)一支。可以看出當(dāng)車速維持在385包/min時(shí),設(shè)備有效作業(yè)率提高了35包/min,按照一臺(tái)車三班三運(yùn)轉(zhuǎn)來算,一個(gè)班8h,480min,每班多生產(chǎn)480×35=16800包,三個(gè)班多生產(chǎn)16800×3=50400包,約合100.8件,約合20.16箱。
8.2 社會(huì)效益分析
此項(xiàng)改造有效解決了加工工藝標(biāo)準(zhǔn)要求濾嘴端朝前時(shí),從高架輸送帶輸送下來的煙包撞擊到擋煙板上,造成煙支下陷問題,降低了質(zhì)量缺陷發(fā)生,提高了設(shè)備有效作業(yè)率。在企業(yè)節(jié)能降耗、安全生產(chǎn)方面、設(shè)備管理方面、文明生產(chǎn)方面成果顯著,經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益良好,具有較高的應(yīng)用價(jià)值。
參考文獻(xiàn)
[1] 黃德良.ZB45型包裝機(jī)組[M].北京:中國(guó)科學(xué)技術(shù)出版社出版,2001.
[2] 上海煙草機(jī)械有限責(zé)任公司.ZB45型硬盒包裝機(jī)使用說明書[S].2006.
[3] 上海煙草機(jī)械有限責(zé)任公司.ZB45型硬盒硬條包裝機(jī)組培訓(xùn)教材[M].2006.
[4] 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].化學(xué)工業(yè)出版社,2002.