YF73盤紙更換機芯軸系統(tǒng)的設(shè)計應(yīng)用

吳瑯

（許昌煙草機械有限責任公司，河南許昌461000）

1 芯軸的工作位置及系統(tǒng)設(shè)計要求

在煙草設(shè)備中，盤紙更換機是專門為卷煙機提供水松紙或濾棒成型機提供盤紙的機器。目前各煙廠使用的盤紙更換機型號不盡相同，結(jié)構(gòu)也有很大差異。YF73 型盤紙更換機為我公司最新推出的機型，具有結(jié)構(gòu)緊湊，運行穩(wěn)定、安全、可靠，操作維護方便等優(yōu)點，能在主機全速運行時完成紙帶拼接功能，進而完成盤紙更換功能。

盤紙芯軸系統(tǒng)為轉(zhuǎn)盤上固定新、老盤紙的部位，如圖1 所示，有兩個芯軸，內(nèi)部結(jié)構(gòu)完全一致。在機器正常運行過程中，轉(zhuǎn)盤有以下幾個工作位置：圖1（a）為準備裝載新盤紙時轉(zhuǎn)盤所處位置；圖1（b）為機器正常工作時轉(zhuǎn)盤的位置，同時也是舊盤紙耗盡后準備剔除盤紙芯時的位置；圖1（c）為紙帶拼接前開卷臂拾取新盤紙紙頭時轉(zhuǎn)盤的位置。

圖1 芯軸位置示意圖

芯軸系統(tǒng)設(shè)計要求：（1）在機器正常工作狀態(tài)下，盤紙芯轉(zhuǎn)動靈活，且盤紙芯在芯軸上不能前后竄動；（2）當老盤紙耗盡后，芯軸能自動將老盤紙芯彈出，不影響重復(fù)安裝新盤紙；（3）芯軸能適應(yīng)不同寬度盤紙，盤紙中心到轉(zhuǎn)盤左端面始終保持182mm 設(shè)計尺寸不變。

2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

如圖2 所示，芯軸系統(tǒng)由氣缸、芯軸、彈簧、卡爪以及帶輪、旋轉(zhuǎn)盤等組成，通過支撐套6 安裝在大轉(zhuǎn)盤3 上，機器運行過程中，芯軸系統(tǒng)自身旋轉(zhuǎn)靠帶輪7 通過皮帶與各自的伺服電機連接。芯軸5 通過氣缸1 和彈簧4 相互作用，在支撐套6 內(nèi)左右滑動，銷子11 鎖在芯軸5 上，隨芯軸5 移動，可推動導(dǎo)軌套12 向右移動，導(dǎo)軌套12 與齒形板15 通過卡槽結(jié)合在一起。導(dǎo)塊18 一端鎖在齒形板15 上，一端鎖在旋轉(zhuǎn)盤17 上，旋轉(zhuǎn)盤17 不能左右移動，這樣導(dǎo)塊18 可以隨齒形板15 的左右移動形成連桿機構(gòu)而進行旋轉(zhuǎn)。導(dǎo)塊18 的柄與卡爪19 的斜長孔配合。彈簧16 可推動導(dǎo)軌套12 向左移動。彈簧8 通過連接套9和滑動軸承10 對隔墊14 保持向右的張力。

圖2 芯軸結(jié)構(gòu)示意圖

3 工作原理

當需要裝載新盤紙時，氣缸1 通氣，通過擋圈2 推動芯軸5 向右移動，擠壓彈簧4，鎖在芯軸5 上的銷子11 向右推動導(dǎo)軌套12、齒形板15 及導(dǎo)塊18，同時向右擠壓彈簧16。當導(dǎo)塊18 順時針旋轉(zhuǎn)時，帶動卡爪19 向下運動，卡爪縮回，新盤紙在盤紙安裝臂的作用下向左擠壓隔墊14，使彈簧8 處于擠壓狀態(tài)。新盤紙安裝到位后，氣缸1停止作用，芯軸5 在彈簧4 的作用下向左移動，回到初始位置。此時，導(dǎo)軌套12 在彈簧16 作用下向左移動，帶動齒形板15、導(dǎo)塊18 向左移動，導(dǎo)塊18 逆時針旋轉(zhuǎn)，帶動卡爪19 向上運動，卡爪19 伸出，擋住盤紙芯右端面，在卡爪19 和隔墊14 雙重作用下，盤紙芯被定位。

當盤紙耗盡，盤紙芯需要彈出時，氣缸1 通氣，卡爪19縮回，盤紙芯在彈簧8 的作用下被隔墊14 彈出芯軸系統(tǒng)。

由于各種盤紙規(guī)格不一樣，盤紙寬度也不一致，為了保證盤紙中心面到大轉(zhuǎn)盤3 左端面182mm 設(shè)計尺寸不變，如圖2 所示，我們將隔墊14 的厚度尺寸設(shè)計為可變尺寸，不同盤紙規(guī)格對應(yīng)不同厚度的隔墊，這樣，盤紙規(guī)格發(fā)生改變時，只需更換一種零件即可。

氣缸由電磁閥控制。由于在工作過程中盤紙長時間高速旋轉(zhuǎn)，一旦電磁閥出現(xiàn)問題，芯軸卡爪縮回，盤紙脫落，會對人、機造成不可預(yù)知的危險后果，為了安全起見，我們在一個回路上安裝了兩個電磁閥，其中一個出現(xiàn)問題，另一個仍能保證氣缸正常工作。氣路原理圖如圖3 所示。

圖3 氣路原理圖

4 結(jié) 語

經(jīng)過機組實際運行表明，芯軸系統(tǒng)運行穩(wěn)定、安全、可靠，操作維護方便。盤紙芯在芯軸上轉(zhuǎn)動靈活，前后定位準確；當需要更換新盤紙或老盤紙耗盡芯軸彈出時，卡爪伸縮自如，動作靈敏、準確、到位；當盤紙規(guī)格更換時，只需更換一種零件，快捷適用，達到了設(shè)計的初衷和要求。