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        條盒及透明紙包裝機(jī)包裝輪Ⅱ保護(hù)技術(shù)研究

        2020-03-20 07:18:40余有芳李躍輝楊紹榮
        中國新技術(shù)新產(chǎn)品 2020年2期
        關(guān)鍵詞:擺桿傳動軸檢測器

        余有芳 李躍輝 馬 娜 楊紹榮

        (紅塔集團(tuán)大理卷煙廠,云南 大理 671000)

        779 條盒透明紙包裝機(jī)用于軟盒煙包的條盒紙包裝以及條外透明紙的包裝,煙包推入包裝輪1 完成條盒紙的包裝,再推入包裝輪2 完成條外透明紙的包裹和熱封[1]。在條煙經(jīng)包裝輪1 推送入包裝輪2 的過程中,由于煙包溫度變化、條盒紙的折疊不良故障以及條盒上膠裝置故障等一系列原因,導(dǎo)致包裝輪Ⅰ推送過來的煙條沒有完全進(jìn)入包裝輪Ⅱ,在包裝輪Ⅱ的3 點(diǎn)鐘位置發(fā)生卡堵,導(dǎo)致包裝輪Ⅱ的傳動齒輪與傳動軸之間產(chǎn)生了相對錯位,引起包裝輪Ⅱ移位故障,嚴(yán)重影響了設(shè)備的高效穩(wěn)定運(yùn)行。

        針對779條盒包裝機(jī)煙條未到位引起的主傳動軸移位故障,通過分析設(shè)備運(yùn)行的規(guī)律,提出杜絕未到位煙條卡堵的改造上折疊器方案,針對未到煙條不能進(jìn)入轉(zhuǎn)運(yùn)臺Ⅱ,進(jìn)而引發(fā)質(zhì)量缺陷的問題,提出自重力復(fù)位的擺桿式傳感檢測方案。

        1 問題分析

        包裝輪Ⅱ的模盒接收來自包裝輪Ⅰ的煙條時,由于煙條輸送不到位,未完全進(jìn)入模盒內(nèi)的情況時有發(fā)生。如圖1(左)所示,未到位的煙條在包裝輪Ⅱ內(nèi)逆時針旋轉(zhuǎn)時,上折疊器和煙條發(fā)生干涉,產(chǎn)生卡堵,導(dǎo)致上折疊器傳動軸離合器脫開,設(shè)備停機(jī),因?yàn)樵O(shè)備運(yùn)行慣性大,不能立即停機(jī),堵塞進(jìn)而導(dǎo)致包裝輪Ⅱ的主軸發(fā)生移位故障。

        包裝輪Ⅱ移位故障發(fā)生后,會產(chǎn)生條盒透明紙散條,它有嚴(yán)重的質(zhì)量缺陷[2],必須立即停機(jī)排除故障,每次排除故障都需要打開機(jī)背面的齒輪箱蓋板,對傳動齒輪與傳動軸之間位置進(jìn)行調(diào)整,由于蓋板螺釘多達(dá)16 顆,傳動齒輪與傳動軸之間為漲緊套連接,有嚴(yán)格的放松和張緊的程序以及嚴(yán)格的張緊力要求[3],排除故障約1.5 h,嚴(yán)重影響了設(shè)備效率。

        2 技術(shù)分析

        2.1 總體分析

        2.1.1 杜絕卡堵

        如圖1 所示,針對上折疊器2 導(dǎo)致的包裝輪Ⅱ卡堵現(xiàn)象,將原先堵煙的部分去除,并對其作倒角處理,能順利引導(dǎo)未到位的煙條。因此,當(dāng)煙條未推送到位時,包裝輪Ⅱ的3 點(diǎn)鐘位置不發(fā)生卡堵,煙條順利地往下運(yùn)動,不產(chǎn)生過載現(xiàn)象,無過載,則設(shè)備包裝輪Ⅱ的主軸不會發(fā)生移位。

        此時,雖然不會產(chǎn)生卡堵設(shè)備的故障,但我們需要對該條未推送到位的煙條進(jìn)行處理。下節(jié)將講述如何杜絕該煙條進(jìn)入下級工序。

        2.1.2 杜絕質(zhì)量缺陷

        針對未到的煙條高出包裝輪Ⅱ的模盒,我們的思路是:在包裝輪Ⅱ的3點(diǎn)鐘位置和12點(diǎn)鐘位之間增加一套煙條到位檢測(如圖2 所示),由擺桿1 和檢測器2 等零件組成,檢測器實(shí)時檢測擺桿位置[4]。包裝輪Ⅱ內(nèi)的煙條到位時,煙條與擺桿之間有一定的間隙,煙條能通過,擺桿保持不動,設(shè)備正常運(yùn)行。當(dāng)包裝輪Ⅱ內(nèi)的煙條不到位時,煙條就會碰到擺桿,擺桿繞其支點(diǎn)擺動,檢測器檢測到擺桿位置變化,向控制器發(fā)送信號,設(shè)備立即停止運(yùn)行,由操作人員手動將未到位的煙條取出。擺桿依靠自身重力下擺,由傳感器限位,正常情況傳感器與擺桿貼合;當(dāng)未到位煙條抬高擺桿后,擺桿與傳感器脫離,控制中心接收到擺桿脫離的信號,機(jī)器運(yùn)行停止。

        2.2 詳細(xì)設(shè)計

        將端部的突出折疊塊去除,改為帶倒角的折疊方式。當(dāng)未到位煙條經(jīng)包裝輪Ⅱ由逆時針方向轉(zhuǎn)動時,改造后的上折疊器起到導(dǎo)向作用,避免未到位煙條與上折疊器發(fā)生干涉。

        設(shè)計煙條到位檢測裝置,三維結(jié)構(gòu)如圖3 所示,由擺桿1 和檢測器4 等零件組成,其中支架5 將整套傳感檢測裝置安裝到機(jī)器上。檢測器裝置實(shí)時檢測擺桿位置。包裝輪Ⅱ內(nèi)的煙條到位時,煙條與擺桿之間有一定的間隙,煙條能通過,擺桿保持不動,設(shè)備正常運(yùn)行。當(dāng)包裝輪Ⅱ內(nèi)的煙條不到位時,煙條就會碰到擺桿,擺桿繞其支點(diǎn)擺動,檢測器檢測到擺桿位置變化,向控制器發(fā)送信號,設(shè)備立即停止運(yùn)行,防止未到位煙條中含有質(zhì)量不合格煙條。

        圖1 包裝輪Ⅱ卡堵現(xiàn)象的改進(jìn)示意圖

        圖2 包裝輪Ⅱ未到位煙條檢測原理示意圖

        圖3 煙條到位檢測裝置

        新增的檢測裝置電氣結(jié)構(gòu)原理如圖4 所示[5]。渦流式接近開關(guān)提供的檢測信號,經(jīng)過由IO 輸入輸出模塊,通過EtherCAT 網(wǎng)絡(luò)通信,發(fā)送給工控電腦IPC,IPC 經(jīng)過邏輯判定后,通過EtherCAT 網(wǎng)絡(luò)通信,發(fā)出電機(jī)的控制信號給主電機(jī)驅(qū)動器,主電機(jī)驅(qū)動器通過正向電流、反向電流控制主電機(jī)的啟動和急剎。

        圖4 電氣結(jié)構(gòu)原理圖

        通過對接近開關(guān)進(jìn)行對比,選擇了渦流式接近開關(guān),在接近開關(guān)接入設(shè)備上,使用IO 輸入輸出模塊。分析并設(shè)計電氣原理圖,并對傳感器布線做了規(guī)范性要求。最后,對軟件部分進(jìn)行改造,利用倍福公司提供的TwinCAT 自動化集成編輯編譯軟件,按照設(shè)計的軟件流程圖,給新加入的傳感器分配地址,并入原先的控制程序。

        3 效果驗(yàn)證

        經(jīng)過統(tǒng)計,改造的上折疊器沒有發(fā)生未到位煙條的卡堵現(xiàn)象,包裝輪Ⅱ的主傳動軸移位現(xiàn)象未發(fā)生,設(shè)備主傳動軸無需重新校準(zhǔn),節(jié)省了大量后蓋板開啟時間和校準(zhǔn)時間,使維修時間大大縮短。同時,煙條未到位時擺桿檢測器引起設(shè)備正常停機(jī),沒有發(fā)生煙條到位而傳感器發(fā)出停機(jī)信號的誤停機(jī)故障。煙條未到位時擺桿檢測器引起的設(shè)備正常停機(jī),排故過程簡單,只需要操作員打開防護(hù)門,取出未到位的煙條,然后關(guān)閉防護(hù)門,復(fù)位重啟設(shè)備。

        3.1 單次故障排除時間對比

        改造前每次故障發(fā)生主傳動軸移位,需由修理人員拆卸后蓋板,重新調(diào)整校準(zhǔn)主軸位置,每次維修時間約達(dá)1.5 h;而改造后,每次未到位煙條導(dǎo)致的設(shè)備故障停機(jī),只需要操作員手動取出未到位煙條,即可復(fù)位重啟設(shè)備,每次的處理時間縮短為80 s,每次的故障維護(hù)時間縮短了95.8%。

        3.2 月度故障頻次對比

        改造前平均每月每臺故障頻次為1.6 次,改造后平均每臺每月故障頻次為0.75 次。故障頻次降低的主要原因并非未到位煙條減少,而是因?yàn)槲吹轿粺煑l進(jìn)入包裝輪Ⅱ后,在自身重力和傳感器壓感作用下,未到位煙條能夠順利進(jìn)入模盒,并且不引發(fā)設(shè)備停機(jī),所以降低了故障頻次。改造前后,故障頻次降低了53%。

        改進(jìn)方案設(shè)計初衷未考慮減少未到位煙條的發(fā)生,而是當(dāng)未到位煙條發(fā)生時,首先避免卡堵設(shè)備,然后安裝煙條到位檢測裝置,存在未到位煙條時,手動取出未到位煙條。意外的收獲是,改進(jìn)方案先讓未到位煙條通過后,在包裝輪Ⅱ中逆時針轉(zhuǎn)動的過程中,在自身重力和檢測擺桿的壓力作用下,克服離心力作用,煙條往包裝輪Ⅱ的模盒中運(yùn)動,有效減少了未到位煙條的數(shù)量。

        4 結(jié)語

        該研究解決了由于包裝輪Ⅰ推送過來的煙條沒有完全進(jìn)入包裝輪Ⅱ,在包裝輪Ⅱ的3 點(diǎn)鐘位置發(fā)生卡堵,導(dǎo)致包裝輪Ⅱ的傳動齒輪與傳動軸之間產(chǎn)生了相對錯位的移位故障,消除了包裝輪Ⅱ移位引起條盒透明紙嚴(yán)重質(zhì)量缺陷煙條(散條)的隱患。同時,避免了頻繁打開齒輪箱蓋板引起其損壞后,產(chǎn)生滲油隱患;避免反復(fù)調(diào)整傳動齒輪與傳動軸之間的位置,消除因其磨損產(chǎn)生大修的可能,提高了設(shè)備運(yùn)行的安全性。無需反復(fù)調(diào)整校準(zhǔn)移位的包裝輪Ⅱ,還可以減少設(shè)備修理時間,提高設(shè)備效率,并且減少了設(shè)備修理的工作量,降低了修理工勞動強(qiáng)度。該改造方式可以在類似的設(shè)備故障解決過程中推廣。

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