戚金周，張 坤

（河南中煙黃金葉生產(chǎn)制造中心，河南鄭州 450000）

0 前言

ZB45硬盒硬條包裝機(jī)組引進(jìn)意大利GD公司技術(shù)，其中YB55型盒外透明紙包裝機(jī)是在合格小盒煙包外層裹包一層透明紙，使之密封、防潮，延長(zhǎng)卷煙存放周期和美化外觀，提高產(chǎn)品附加值的專用設(shè)備。由于提升疊包裝置本身的設(shè)計(jì)思路，運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)透明紙頂?shù)渍劢遣涣技吧舷聝砂尺B的問(wèn)題。

1 YB55包裝機(jī)疊包裝置結(jié)構(gòu)原理

YB55包裝機(jī)疊包裝置由軸，導(dǎo)向塊，叉形桿，頂升板，固定板，疊包架，扭簧，活動(dòng)塊，擋板等部件組成。軸旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)凸輪趨向升程時(shí)，在凸輪槽內(nèi)滾輪帶動(dòng)叉形桿并在法蘭套和導(dǎo)向塊的作用下向上作直線運(yùn)動(dòng)，使煙包在叉形桿上端頂升板作用下自下向上運(yùn)動(dòng)，煙包兩端的上翼透明紙遇到疊包架外側(cè)平面被向下折疊，煙包繼續(xù)向上運(yùn)動(dòng)，在活動(dòng)塊的作用下被夾持托??；當(dāng)凸輪趨向降程時(shí)，推板向下運(yùn)動(dòng)，后一煙包隨推板向上運(yùn)動(dòng)，并堆疊在上一煙包下面，這時(shí)，兩煙包都已完成了透明紙包裹的全部折疊和疊包，輸出轉(zhuǎn)盤上的推煙器將雙煙包推到熱封裝置進(jìn)行煙包頂?shù)椎耐该骷垷岱狻?/p>

2 存在問(wèn)題及原因分析

2.1 設(shè)計(jì)問(wèn)題

由疊包裝置的傳動(dòng)方式和工作原理可以看出，頂桿帶動(dòng)煙包每向上運(yùn)動(dòng)一次，煙包都要觸及前后活動(dòng)塊一次，為完成煙包的正確提升，又要保證折疊透明紙形狀，煙包每次觸及前后活動(dòng)塊都要克服扭簧的壓力。當(dāng)煙包提升板運(yùn)動(dòng)到向上的極限位置時(shí)，煙包下表面高出活動(dòng)塊上表面，這時(shí)煙包提升板開始向下運(yùn)動(dòng)，煙包活動(dòng)塊在扭簧彈力作用下自動(dòng)復(fù)位，提升到位的煙包被前后活動(dòng)塊托住，不會(huì)隨提升板下降。

活動(dòng)擋塊的復(fù)位功能依賴扭簧的壓力實(shí)現(xiàn)，扭簧的水平壓臂完成活動(dòng)擋塊的往復(fù)擺動(dòng)功能，受結(jié)構(gòu)所限，扭簧壓臂與活動(dòng)擋塊背面存在滑動(dòng)摩擦，扭簧高頻次運(yùn)動(dòng)極易造成扭簧水平壓臂的磨損甚至疲勞斷毀，活動(dòng)擋塊背面也隨之急劇磨損，導(dǎo)致有時(shí)無(wú)法正常歸位；隨著活動(dòng)擋塊高頻率長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)動(dòng)，煙包的沖擊力超過(guò)扭簧的疲勞極限，也會(huì)造成扭簧的兩條受力臂磨損甚至疲勞斷毀。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)缺陷是導(dǎo)致小盒頂部和底部的透明紙產(chǎn)生折疊不良、上下兩包粘連的原因。改造前疊包裝置結(jié)構(gòu)見圖1。

圖1 改進(jìn)前疊包裝置結(jié)構(gòu)

2.2 設(shè)計(jì)缺陷造成的影響

（1）受扭簧的安裝方式和兩條力臂彈力的共同影響，里外煙包活動(dòng)塊折疊架與扭簧兩條力臂接觸位置，分別磨損出兩條較深的溝槽，這種不可修復(fù)的損傷，既影響了煙包質(zhì)量，也增加了設(shè)備維修工作量。

（2）零件磨損后影響扭簧的定位，煙包活動(dòng)塊不能準(zhǔn)確復(fù)位，活動(dòng)塊托不住已裹包好透明紙的煙包，煙包在自身重力作用下，隨煙包頂升桿下降，折疊好的透明紙被刮蹭脫位，與后續(xù)煙包的透明紙相重疊，經(jīng)過(guò)烙鐵熱封后便會(huì)形成透明紙粘連，造成連包。

（3）粘連的煙包進(jìn)入美容裝置之前，堆疊在一起的煙包必須被美容器分煙裝置正確分離才能順利進(jìn)入美容器。煙包粘連在一起，分煙器分不開，易堵煙，故障停機(jī)次數(shù)增加，造成設(shè)備效率下降。

（4）個(gè)別輕微粘連折疊不良的煙包隨調(diào)頭轉(zhuǎn)輪旋轉(zhuǎn)輸送經(jīng)過(guò)剔除站位不能被正確檢出剔除，經(jīng)輸出推桿推出轉(zhuǎn)輪，通過(guò)煙包美容器進(jìn)入下道包裝工序?qū)?yán)重影響產(chǎn)品質(zhì)量。

3 改進(jìn)設(shè)計(jì)與驗(yàn)證

3.1 改進(jìn)方案

（1）方案1。增加彈簧片，改善扭簧與活動(dòng)擋塊的接觸狀況。分析扭力彈簧安裝方式和著力點(diǎn)，在扭簧連線處加裝1個(gè)質(zhì)地較硬的彈簧片，彈簧片與擋塊變?yōu)槊娼佑|以減少磨損，方案實(shí)施時(shí)發(fā)現(xiàn)加裝彈簧片較困難且不好固定，并且改進(jìn)后依然存在滑動(dòng)摩擦，只減緩了磨損速度。

（2）方案2。用圓柱形壓縮彈簧替代扭簧，消除彈簧與活動(dòng)擋板間的滑動(dòng)摩擦。選用圓柱型壓縮彈簧代替原來(lái)的扭力彈簧，使活動(dòng)塊的每次擺動(dòng)，只是壓簧的壓縮量在變化，在不改變疊包裝置煙包活動(dòng)塊結(jié)構(gòu)、功用的前提下，消除彈簧與活動(dòng)擋塊之間的滑動(dòng)摩擦，煙包活動(dòng)塊受力更均勻，彈簧更易接受來(lái)自煙包頂?shù)椎臎_擊，沖擊力減小，彈簧不易磨損和斷裂，使用壽命延長(zhǎng)。另外，煙包活動(dòng)塊也不會(huì)因彈簧的反作用力而造成磨損。對(duì)比分析方案2在結(jié)構(gòu)上更能有效改善原設(shè)計(jì)中的結(jié)構(gòu)缺陷。

3.2 改進(jìn)驗(yàn)證

在不改變活動(dòng)塊結(jié)構(gòu)和功用的前提下，去除原機(jī)構(gòu)中扭簧和相應(yīng)的銷軸，改為圓柱型壓縮彈簧。由于無(wú)法測(cè)量活動(dòng)擋塊在煙包頂升時(shí)的壓力及彈簧的回復(fù)力，用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證選用彈簧是否能滿足改進(jìn)方案的需要。先裝一個(gè)壓簧，設(shè)備低速運(yùn)行效果良好，高速運(yùn)行時(shí)活動(dòng)塊受煙包的沖擊過(guò)大，向里擺動(dòng)幅度過(guò)大引起壓簧脫落。加裝2個(gè)壓簧后，設(shè)備全速運(yùn)行時(shí)壓簧偶有脫落；加裝3個(gè)壓簧后，設(shè)備試驗(yàn)全速長(zhǎng)期運(yùn)行未出現(xiàn)壓簧脫落問(wèn)題。

圖2所示為改進(jìn)后疊包裝置，在疊包裝置的前后折疊架上部?jī)?nèi)側(cè)以及對(duì)應(yīng)的活動(dòng)擋塊上分別設(shè)計(jì)6個(gè)圓柱形定位孔，然后將相適宜規(guī)格的壓簧安放在定位孔中，利用壓簧的彈力支撐活動(dòng)擋塊。

改進(jìn)后的結(jié)構(gòu)一方面可以使活動(dòng)擋塊自由擺動(dòng)，保證疊包裝置的正常功能；另一方面可以免除彈簧與活動(dòng)擋塊之間的損傷性摩擦，延長(zhǎng)彈簧和活動(dòng)擋塊的使用壽命。有效避免疊包裝置異常所引發(fā)的透明紙折疊不良或透明紙煙包粘連等質(zhì)量問(wèn)題。

4 改進(jìn)實(shí)施

4.1 彈簧選型

煙包長(zhǎng)度87.5 mm，疊包裝置前后煙包活動(dòng)塊之間的距離（在彈簧自由狀態(tài)下）為81.5 mm，這時(shí)的活動(dòng)塊內(nèi)表面高出前后擋板內(nèi)表面3 mm；工作狀態(tài)即當(dāng)煙包隨提升桿向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，煙包頂面和底面將活動(dòng)塊向兩邊推開，活動(dòng)塊與上方擋塊內(nèi)表面處于同一平面，為滿足使用要求，彈簧應(yīng)有3 mm的變形，所受載荷為動(dòng)載荷。考慮彈簧的定位方式，安裝位置的限定等因素，經(jīng)計(jì)算查表選用直徑0.4 mm的碳素彈簧鋼絲纏繞，自由高度11 mm，有效圈數(shù)11圈，彈簧為外徑5.2 mm，內(nèi)徑4.4 mm的圓柱型壓縮彈簧。

4.2 彈簧安裝與定位

拆除原疊包裝置扭簧，螺釘，解體后在折疊架上方內(nèi)側(cè)依中心均衡設(shè)計(jì)加工3個(gè)直徑6 mm，深3 mm的圓柱形定位孔，活動(dòng)擋塊旋轉(zhuǎn)軸側(cè)平面對(duì)應(yīng)位置設(shè)計(jì)相同尺寸的3個(gè)圓柱形定位孔。將選定的壓縮彈簧安裝在定位孔中，改造后疊包裝置如圖2所示。參照YB55包裝機(jī)組調(diào)試說(shuō)明書，安裝調(diào)試改造后的疊包裝置，使之滿足設(shè)備運(yùn)行要求。

圖2 改進(jìn)后疊包裝置結(jié)構(gòu)

5 改進(jìn)效果

提升疊包裝置經(jīng)過(guò)改進(jìn)后，實(shí)際生產(chǎn)中活動(dòng)擋塊不再磨損無(wú)需更換，當(dāng)壓簧疲勞到一定程度需要更換時(shí)，無(wú)需拆掉銷軸，斷簧取出放入新壓簧即可，安裝調(diào)整方便，維修周期從3個(gè)月延長(zhǎng)至12個(gè)月，設(shè)備有效作業(yè)率從85.36%提高到88.57%，產(chǎn)品合格率從98.32%提高至99.78%，解決了透明紙折疊不良或透明紙煙包粘連等質(zhì)量問(wèn)題。