杜春林

摘 要：ZB45包裝機(jī)組在生產(chǎn)過程中，當(dāng)遇到金卡內(nèi)框紙為原輔料的時候，由于內(nèi)框紙生產(chǎn)工藝的不同，部分內(nèi)框紙的表面涂層顆粒和刻痕切割時產(chǎn)生的紙屑容易粘附在下輸送輥的工作面上，這些粘附物會在內(nèi)框紙的正面壓出印痕，造成產(chǎn)品質(zhì)量缺陷，所以需要經(jīng)常對下輸送輥工作面進(jìn)行清理，就降低了設(shè)備的有效作業(yè)率。通過分析研究內(nèi)框紙輸送輥對部件的結(jié)構(gòu)，提出在內(nèi)框紙下輸送輥處增設(shè)清潔裝置，使之能清除下輸送輥工作面上的粘附物。經(jīng)過實踐證明，該裝置簡單可靠，消除了內(nèi)框紙壓痕缺陷，延長了內(nèi)框紙下輸送輥的維保清理周期，提高了設(shè)備的有效作業(yè)率。

關(guān)鍵詞：金卡內(nèi)框紙；壓痕；下輸送輥；清潔；刮板；吹風(fēng)

前言

ZB45是意大利G.D公司的G.D X2包裝機(jī)組的國產(chǎn)代號，ZB45包裝機(jī)組是目前國內(nèi)卷煙生產(chǎn)企業(yè)廣泛使用的卷煙包裝設(shè)備，同時也是很多企業(yè)的主力機(jī)型。ZB45機(jī)組在使用金卡內(nèi)框紙進(jìn)行生產(chǎn)時，由于內(nèi)框紙生產(chǎn)工藝的不同，部分金卡內(nèi)框紙的表面涂層顆粒和刻痕切割產(chǎn)生的紙屑容易粘附在內(nèi)框紙輸送輥對的下輸送輥工作面上，隨著輸送輥對對內(nèi)框紙帶的擠壓輸送，這些粘附物會在內(nèi)框紙的正面壓處印痕從而造成產(chǎn)品質(zhì)量缺陷。為了消除這一質(zhì)量缺陷就必須經(jīng)常對內(nèi)框紙下輸送輥的工作面進(jìn)行維護(hù)清理，但是由于機(jī)器結(jié)構(gòu)的原因，每次清理都比較費時，因此對設(shè)備有效作業(yè)率的影響較大。為了能消除壓痕，減少維護(hù)清理時間，提高設(shè)備的有效作業(yè)率，就需要對內(nèi)框紙輸送輥部件進(jìn)行分析和研究，以期能制定出行之有效的改進(jìn)措施。

1 ZB45包裝機(jī)組內(nèi)框紙輸送部件工作原理

內(nèi)框紙帶經(jīng)一系列導(dǎo)引輥后進(jìn)入內(nèi)框紙折痕切割傳動箱，被刻痕切割后繼續(xù)向后輸送，折痕切割傳動箱的結(jié)構(gòu)如圖1所示。

在該箱體內(nèi)有兩對滾輪，前面（圖示左邊）一對是折痕切割輥對，下面的是切割刀輥，上面的是托輥，在內(nèi)框紙帶的間歇輸送過程中切出2條虛線和U形線交替組合的痕跡，便于之后內(nèi)框紙的折疊成型；后面一對是輸送輥對，上下輥對在直徑輥面上分別做成一缺角、一導(dǎo)角的形狀，便于在輸送內(nèi)框紙帶的同時壓出左、右各一道微量折痕，使成形后的煙包翻蓋打開后能順利合上。

2 存在的問題

內(nèi)框紙帶經(jīng)過刻痕切割后繼續(xù)向后輸送，而由于內(nèi)框紙生產(chǎn)工藝的不同，部分金卡內(nèi)框紙的表面涂層顆粒和刻痕切割產(chǎn)生的紙屑容易粘附在內(nèi)框紙輸送輥對中的下輸送輥工作面上，并且由于上、下輥子的相互擠壓作用，這些粘附物會難以脫落且越積越多，這樣一來就會在內(nèi)框紙正面壓出一些印痕；而且由于金卡紙的表面光潔度比白卡紙高得多，所以壓痕也會更加明顯，造成產(chǎn)品的質(zhì)量缺陷。為了消除這一質(zhì)量缺陷就需要在出現(xiàn)壓痕時對下輸送輥工作面進(jìn)行維保清理，經(jīng)調(diào)查統(tǒng)計后發(fā)現(xiàn)每一班基本都會清理一次；并且由于下輸送輥位于箱體內(nèi)部，操作工必須先把護(hù)罩拆卸后才能進(jìn)行清理，所以清理所需的時間較長，對設(shè)備的有效作業(yè)率造成較大影響。具體情況見表1。

通過對上表的分析，可以知道內(nèi)框紙壓痕缺陷在所有被調(diào)查機(jī)臺都存在，而且維保清理的周期很短，每班維保清理花費的時間平均為17分鐘，既增加了操作工的勞動量、又降低了設(shè)備的有效作業(yè)率，因此需對內(nèi)框紙輸送輥部件進(jìn)行分析和研究，以便制定出改進(jìn)方案。

3 改進(jìn)方案

3.1 方案提出

在對內(nèi)框紙輸送輥對的結(jié)構(gòu)和工作原理進(jìn)行分析后發(fā)現(xiàn)其與ZB45包裝機(jī)組小盒商標(biāo)紙第一折邊壓緊輥對類似，而G.D公司為了清理該下壓緊輥工作面上的粘附物，在該處設(shè)計了一個刮板機(jī)構(gòu)。

于是借鑒這一設(shè)計，提出了在內(nèi)框紙下輸送輥處增設(shè)一個清潔裝置的改進(jìn)方案：設(shè)計一個支座用來安裝刮板，用刮板將下輸送輥工作面上的粘附物刮除，以保證內(nèi)框紙表面的平整光潔；并且為了延長下輸送輥的維保清理周期，還要在支座上設(shè)計一個吹風(fēng)口，用壓縮空氣來及時清除刮板刮下來的粘附物。

3.2 可行性分析

根據(jù)改進(jìn)設(shè)計的思路，對設(shè)備相關(guān)部位進(jìn)行了測量，并根據(jù)測量結(jié)果制作出簡單的模型加以比對，證實了改進(jìn)方案具有可行性。

4 方案實施

4.1 清潔裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計與工作原理

清潔裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計：在與下輸送輥對應(yīng)的機(jī)架上安裝兩個支座，分別對應(yīng)里、外的輥子，在支座下部斜向安裝一個刮板，刮板前端做成尖角，并靠攏輸送輥工作面；在支座的一側(cè)安裝有一個氣管接頭，通過氣管與氣路相連，再加工一個與之相通的正對刮板工作部位的出風(fēng)口。結(jié)構(gòu)如圖2所示（由于安裝位置的限制，里、外兩個支座的氣管接頭安裝于相對的一面，圖2中的刮板支座為位于里面的那個支座）。

其工作原理是：當(dāng)折痕切割后的內(nèi)框紙帶在上、下輸送輥的共同作用下，沿圖示A向繼續(xù)向后輸送，如果其表面涂層顆粒和紙屑在經(jīng)過輸送輥對時粘附在下輸送輥的工作面上，當(dāng)這些粘附物隨下輸送輥沿圖示B向旋轉(zhuǎn)至與刮板接觸處時就會被刮板清除，因此，下輸送輥在其工作區(qū)間內(nèi)就能保持清潔的狀態(tài)；與此同時，壓縮空氣從氣管通過吹風(fēng)口沿圖示C向?qū)伟宓墓ぷ髅娲禋猓压伟骞蜗碌恼掣轿锎底?，延長了下輸送輥的維保清理周期。

4.2 零件設(shè)計

4.2.1 刮板支座的材料選擇及設(shè)計

基于降低成本和滿足性能的考慮，支座的材料選用45號鋼，坯料下好后作正火處理，加工完成后再作表面發(fā)黑處理。

同時由于受到安裝位置空間的限制，里、外兩個支座安裝氣管接頭的面不一樣。如圖3所示。

圖示支座為兩個支座中位于里面的那一個，氣管接頭安裝于左視圖上所標(biāo)注的A面，而位于外面的另一個支座的氣管接頭安裝于其B面，除此之外兩個支座的其余結(jié)構(gòu)均相同。從主視圖中可以看到在支座左下角加工出一個斜向的凹槽，也就是左視圖中標(biāo)注的“刮板安裝凹槽”，其中心位置有一個用于安裝刮板的螺孔，兩側(cè)的凸起能起到定位的作用；從主視圖和左視圖可以看到安裝氣管接頭的螺孔和吹風(fēng)口相通并且開口位置位于相互垂直的兩個面上；從俯視圖中可以看到支座的安裝孔設(shè)計成腰形，這是為了便于支座安裝位置的微調(diào)。

4.2.2 刮板的材料選擇及設(shè)計

為了避免刮板對下輸送輥的工作面造成磨損以及考慮到刮板的耐用性，加工刮板的材料選用QAl 10-4-4鋁青銅，這種材料具有良好的減摩性和耐磨性，同時還具備較好的可切削性，是加工刮板很好的選擇。刮板的設(shè)計如圖4所示。

刮板的工作端做成尖角，與輸送輥的工作面相對應(yīng)并稍寬于輸送輥的工作面。從俯視圖中可以看到把刮板的安裝孔設(shè)計成腰形，用于調(diào)節(jié)刮板與輸送輥的間隙，同時還可以延長刮板的使用壽命。

4.2.3 吹風(fēng)口的設(shè)計

為了能及時清除刮板工作時刮下的粘附物，本裝置還設(shè)計了一個吹風(fēng)口，如圖5所示。

吹風(fēng)氣路包括節(jié)流閥、氣管、氣管接頭和吹風(fēng)口。壓縮空氣從A端經(jīng)過節(jié)流閥沿箭頭所示方向在氣管中流動（氣管又與氣管接頭相連），然后從吹風(fēng)口沿圖示B向吹出，把刮板工作時刮下的粘附物清除，因為刮下的粘附物很輕，所以只需要很小的氣流就能達(dá)到目的，節(jié)流閥的作用就是調(diào)節(jié)吹風(fēng)口的氣流大小，使吹風(fēng)既能吹走刮下的粘附物，又不至于吹得四處飄散。

5 使用效果

在加裝清潔裝置并使用一個月后，對內(nèi)框紙壓痕現(xiàn)象再次進(jìn)行了調(diào)查統(tǒng)計。具體情況見表2。

由表2可以看出，增加清潔裝置后平時正常生產(chǎn)過程中已無內(nèi)框紙壓痕現(xiàn)象出現(xiàn)；而且只需在周保時對下輸送輥進(jìn)行檢查，視情況再進(jìn)行維保清理，維保清理周期由改進(jìn)前的每班延長至現(xiàn)在的每周，對設(shè)備的有效作業(yè)率基本沒有影響。

結(jié)束語

本項目針對ZB45包裝機(jī)組在生產(chǎn)以金卡內(nèi)框紙為原輔料的卷煙時內(nèi)框紙正面出現(xiàn)壓痕，導(dǎo)致需要經(jīng)常對內(nèi)框紙下輸送輥進(jìn)行維保清理的情況，通過在下輸送輥處增加新設(shè)計的清潔裝置，消除了內(nèi)框紙壓痕缺陷，延長了下輸送輥的維保清理周期，有效地提高了設(shè)備的有效作業(yè)率，較好地實現(xiàn)了改進(jìn)的預(yù)期目標(biāo)。

參考文獻(xiàn)

[1] 何銘新，錢可強(qiáng).《機(jī)械制圖》.第五版.高等教育出版社，2004.

[2] 常永坤，張勝來.《金屬材料與熱處理》.第一版.山東科學(xué)技術(shù)出版社，2006.

[3] 邱宣懷.《機(jī)械設(shè)計》.第四版.高等教育出版社，2007.

[4]《GDX2硬盒包裝機(jī)組調(diào)試手冊》.上海煙草機(jī)械有限責(zé)任公司公司.

[5]《ZB45型硬盒硬條包裝機(jī)組培訓(xùn)教材》.上海煙草機(jī)械有限責(zé)任公司.