YB65A型硬條包裝機(jī)長邊折疊中段定位裝置的設(shè)計(jì)與應(yīng)用

楊本才，張

川渝中煙工業(yè)有限責(zé)任公司長城雪茄煙廠，四川省什邡市鎣華山路南段68號(hào) 618400

煙草行業(yè)目前使用較多的卷煙條盒包裝機(jī)主要為引進(jìn)意大利GD公司技術(shù)的國產(chǎn)化設(shè)備YB65A/YB65，該設(shè)備分為軟盒硬條與硬盒硬條兩種機(jī)型。在實(shí)際生產(chǎn)中，YB65A型硬條包裝機(jī)條盒的長邊封口折疊因條盒包裝紙折疊壓痕及紙質(zhì)等原因存在折疊定位失效、散開等缺陷，從而造成條盒無法成型、輸出通道堵塞，甚至使設(shè)備零件損壞等問題，影響生產(chǎn)的正常運(yùn)行和產(chǎn)品質(zhì)量［1］。而針對(duì)該問題的研究改進(jìn)報(bào)道較少，僅呂小波等［2］對(duì)YB46型包裝機(jī)組進(jìn)行了類似改進(jìn)，通過設(shè)計(jì)一套新型外盒皮輸送成型結(jié)構(gòu)，外盒皮打開方式依靠擺桿左右擺動(dòng)及第二推爪的擠壓力，將扁平狀外盒皮擠壓成型，較好地解決了外盒皮輸送及折疊不穩(wěn)定的問題。為此，根據(jù)設(shè)備的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了YB65A型硬條包裝機(jī)長邊折疊中段定位裝置，通過改進(jìn)條盒長邊折疊后的定位方式，以解決生產(chǎn)中存在的長邊折疊易散開、條盒不能成型、維修頻繁等問題，提高設(shè)備的運(yùn)行效率。

1 存在問題

1.1 往復(fù)擺動(dòng)折疊定位器傳動(dòng)及定位原理

YB65A型硬條包裝機(jī)條盒長邊折疊兩端的定位是由一對(duì)內(nèi)外安裝且相對(duì)按圓弧軌跡作往復(fù)擺動(dòng)的折疊定位器完成的。推煙板將煙包組和條盒包裝紙推進(jìn)條盒成型通道，即進(jìn)行“］”形折疊時(shí)，兩側(cè)的往復(fù)擺動(dòng)折疊器靜止不動(dòng)，作為固定折疊導(dǎo)板對(duì)兩端內(nèi)側(cè)小邊進(jìn)行折疊。推進(jìn)行程結(jié)束時(shí)，傳動(dòng)臂在動(dòng)力分配軸上凸輪的作用下，通過拉桿、連桿、垂直軸等零件帶動(dòng)兩端的折疊器旋轉(zhuǎn)退出，上下長邊折疊器開始工作。當(dāng)上下長邊折疊器相繼完成上下長邊的折疊時(shí)，內(nèi)外往復(fù)擺動(dòng)折疊定位器按原運(yùn)轉(zhuǎn)軌跡返回，行程結(jié)束時(shí)，折疊定位器上的定位塊剛好護(hù)住向上折疊到位的下長邊的兩端，對(duì)經(jīng)過上下長邊折疊器折疊后的長邊兩端進(jìn)行定位，等待下一條盒推入后將此折疊面擠緊、粘合。

1.2 故障原因分析

條盒包裝機(jī)使用的包裝紙?jiān)谑褂们俺税匆笥∷⒉们型?，還要進(jìn)行壓痕處理，其目的在于有效控制紙板變形或斷裂［3］，方便包裝成型。因此，壓痕處理深度不夠和紙質(zhì)差異是影響長邊封口折疊、條盒正確成型的主要因素。壓痕深度不夠，上下長邊折疊后紙張纖維的張力仍然很大，在280 mm的長度上，由兩端的定位塊護(hù)住的上下長邊很容易彈出，使定位失效，當(dāng)下一條盒推出時(shí)，上下長邊就無法按要求折疊成型；紙質(zhì)硬度高、覆膜的硬條盒紙彈性較大，不易折疊［4］，更易彈出定位塊的約束，從而形成設(shè)備故障，影響生產(chǎn)的連續(xù)性，增加材料消耗［5］。

當(dāng)出現(xiàn)定位失效時(shí)，采用的方法是調(diào)整兩往復(fù)擺動(dòng)折疊定位器工作端面間的距離，使定位間距變窄，但由于受條盒實(shí)際尺寸的限制，調(diào)整有一定的局限性。調(diào)整后塑膠材料的定位塊磨損加大，金屬壓緊彈簧片也容易產(chǎn)生疲勞。另一方法是由人工對(duì)硬條盒紙的上下折疊長邊由壓痕處進(jìn)行折壓，進(jìn)行一次預(yù)折疊，由此增加了機(jī)臺(tái)操作人員的工作量。

2 改進(jìn)方法

2.1 設(shè)計(jì)長邊折疊中段定位裝置

長邊折疊中段定位裝置主要分為執(zhí)行部分和控制部分。根據(jù)設(shè)備結(jié)構(gòu)，在上下長邊折疊器與固定導(dǎo)紙板之間的中段位置設(shè)計(jì)一套55 mm×90 mm×90 mm的定位裝置執(zhí)行部分，安裝于固定折疊壓板上，由底板、固定支架、可調(diào)滑動(dòng)支架、軸、軸承、氣缸、拉簧、導(dǎo)向軌、定位片等零件組成，見圖1。其中，支架、導(dǎo)向軌、軸承、定位片均為兩件，對(duì)稱安裝，主要對(duì)條盒長邊折疊的中段兩點(diǎn)進(jìn)行定位。選用氣缸活塞桿行程為30 mm，壽命大于1600萬次；控制部分由金屬凸輪、檢測器、繼電器、二位五通電磁換向閥等組成。

圖1 長邊折疊中段定位裝置執(zhí)行部分結(jié)構(gòu)示意圖

2.2 定位實(shí)現(xiàn)及控制

長邊折疊中段定位的實(shí)現(xiàn)主要是由氣缸帶動(dòng)定位片沿導(dǎo)向軌向前下運(yùn)動(dòng)，從而使定位片接觸到折疊后的條盒長邊，限制折疊后長邊的張力，保持其成型狀態(tài)。當(dāng)下一條盒推進(jìn)，兩條盒相距28 mm（距離可調(diào)）時(shí)，定位片在氣缸的帶動(dòng)下后退，并受導(dǎo)向軌的導(dǎo)向而瞬間上升，以避開推進(jìn)的條盒。氣缸與支撐軸為運(yùn)動(dòng)副，可根據(jù)運(yùn)動(dòng)情況自動(dòng)作徑向旋轉(zhuǎn)，拉簧可保證氣缸在運(yùn)動(dòng)時(shí)執(zhí)行件不產(chǎn)生跳動(dòng)?？烧{(diào)活動(dòng)支架與導(dǎo)向軌配合使用能夠改變定位片的運(yùn)動(dòng)角度，調(diào)整定位片的運(yùn)動(dòng)軌跡。

條盒長邊折疊中段定位裝置中氣缸的運(yùn)動(dòng)是根據(jù)設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)相位進(jìn)行控制的。YB65A型硬條包裝機(jī)主分配軸每旋轉(zhuǎn)一周完成一條條盒的成型和長邊折疊及定位。根據(jù)設(shè)備這一特性，制作一個(gè)寬10 mm的設(shè)備相位檢測金屬凸輪［6］，并安裝于伸出機(jī)器墻板一側(cè)的主分配軸上，在設(shè)備原有的檢測安裝架上增加一個(gè)NPN型電感式檢測器。由圖2可見，在初始狀態(tài)下，二位五通電磁換向閥1，2口導(dǎo)通，壓縮空氣作用于氣缸B口，氣缸A口經(jīng)換向閥4，5口通大氣，氣缸活塞桿處于0位。

圖2 氣動(dòng)氣路示意圖

YB65A型硬條包裝機(jī)上長邊折疊器在相位210°時(shí)開始向下折疊上長邊，290°時(shí)下長邊折疊器開始執(zhí)行向上折疊工作，355°往復(fù)擺動(dòng)的折疊定位器返回定位，見圖3。此時(shí)，增加的相位檢測機(jī)械凸輪的凸出部分正處于增加的檢測器下方，檢測器信號(hào)導(dǎo)通，繼電器得電后向二位五通電磁換向閥發(fā)出電信號(hào)，電磁閥得電后換向，1，4口導(dǎo)通，壓縮空氣作用于氣缸A口，氣缸B口經(jīng)換向閥2，3口通大氣，氣缸活塞桿伸出處于1位，此時(shí)定位裝置進(jìn)行折疊后的條盒長邊定位工作。機(jī)器相位75°時(shí)［7］，后續(xù)推進(jìn)的條盒與正被定位裝置護(hù)住長邊的條盒相距28 mm，檢測凸輪的凸出部分剛好越過檢測器，檢測器輸出信號(hào)截止，二位五通電磁換向閥失電，在彈簧作用下，換向閥換向，氣缸帶動(dòng)定位片上升退回復(fù)位，氣缸活塞桿處于0位，由此循環(huán)。增加的機(jī)械相位檢測器的24 V電源由YB65A硬條包裝機(jī)推煙板過載檢測器的輸出信號(hào)提供。另外，在電氣線路上連接一個(gè)扭動(dòng)式開關(guān)，當(dāng)開關(guān)處于“關(guān)”狀態(tài)，或當(dāng)推煙板過載且未正確復(fù)位時(shí)，裝置將不執(zhí)行動(dòng)作，以利于裝置的使用和過載保護(hù)。

圖3 機(jī)械相位示意圖

從圖3相位可以看出，當(dāng)長邊折疊中段定位裝置進(jìn)行定位工作時(shí)，上長邊折疊器處于向上退回狀態(tài)，而下長邊折疊器正處于向上折疊的頂點(diǎn)，隨后再返回。在上下長邊折疊器之間有一定的空間可供定位裝置的定位片執(zhí)行定位工作，但為了避免機(jī)械相位存在差動(dòng)引起碰撞，可在上下長邊折疊器上各銑出2個(gè)凹槽缺口，槽的位置正對(duì)定位裝置的定位片。

3 應(yīng)用效果

YB65A型硬條包裝機(jī)長邊折疊中段定位裝置的設(shè)計(jì)使用，解決了條盒長邊折疊因紙張壓痕、紙質(zhì)差異等原因造成的折疊定位失效、散開等缺陷，有效保證了條盒的完整成型，且結(jié)構(gòu)簡單，拆裝方便。因長邊折疊原因造成的條盒通道堵塞、設(shè)備零件損壞等故障由原來的2～5次/月降低為0，生產(chǎn)過程中避免了因材料差異導(dǎo)致的頻繁調(diào)整設(shè)備和條盒紙的人工預(yù)折疊等問題，機(jī)組有效作業(yè)率提高了1百分點(diǎn)。

［1］陳培生，楊曉勇.YP11自動(dòng)裝封箱機(jī)膠帶紙粘貼外觀質(zhì)量的改進(jìn)［J］.煙草科技，2011（2）：23-24.

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［3］劉湘君，王麗平，劉希，等.卷煙硬盒包裝折痕挺力與挺度檢測方法研究［J］.煙草科技，2008（10）：9-14，24.

［4］周景秋，喻樹洪，李誠，等.覆膜商標(biāo)紙對(duì)FOCKE701包裝機(jī)組運(yùn)行的影響［J］.煙草科技，2010（7）：17-19.

［5］黃溢清，曹文知，黃富，等.單頭轉(zhuǎn)移內(nèi)襯紙組合折疊成型技術(shù)在GDX2包裝機(jī)組中的應(yīng)用［J］.煙草科技，2011（6）：20-22，38.

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