ZJ112和ZJ116型卷接機(jī)組針板裝配工裝設(shè)計(jì)

謝文偉, 韓 龍

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ZJ112和ZJ116型卷接機(jī)組針板裝配工裝設(shè)計(jì)

謝文偉*, 韓 龍

(常德煙草機(jī)械有限責(zé)任公司 研究所, 湖南 常德, 415000)

對(duì)原始工裝針板裝配過程進(jìn)行了分析, 指出了其存在的缺點(diǎn). 針對(duì)原始工裝的不足設(shè)計(jì)了全新的針板裝配工裝. 通過分析新工裝主要零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn), 利用Pro/E軟件建立了工裝的三維模型. 所設(shè)計(jì)新工裝具有很好的安全性、可操作性與可靠性, 同時(shí)具有安裝效率高、制造成本低的特點(diǎn), 新工裝具有很好的推廣應(yīng)用價(jià)值.

卷接機(jī)組; 針板工裝; 設(shè)計(jì)

ZJ112型卷接機(jī)組是額定生產(chǎn)能力為每分鐘10000支煙的新一代高速卷接機(jī)組, 具有速度高, 可靠性、安全性好等優(yōu)點(diǎn). ZJ116型卷接機(jī)組是從德國(guó)HUANI公司引進(jìn)PROTOS2-2技術(shù), 轉(zhuǎn)化設(shè)計(jì)并生產(chǎn)的超高速卷接機(jī)組, 目前已成為國(guó)際上超高速卷接機(jī)組的主力機(jī)型. 此2種機(jī)型中煙絲的取出都是通過針輥來完成的, 針輥由36塊針板和1個(gè)回轉(zhuǎn)輥組成, 針板通過2個(gè)4 × 20的內(nèi)六角圓柱頭螺釘和2個(gè)橡膠圈安裝于回轉(zhuǎn)輥之上. 每塊針板上密布有160顆鋼針, 鋼針鋒利間距窄, 且與回轉(zhuǎn)輥傾斜一定角度[1], 這使得針板上2個(gè)4 × 20的內(nèi)六角螺釘?shù)姆湃胍约?個(gè)橡膠圈的套上存在諸多不便, 而原有工裝又過于簡(jiǎn)單, 因此, 設(shè)計(jì)全新的針板裝配工裝對(duì)實(shí)際生產(chǎn)具有重要意義.

圖1 針板裝配過程示意圖

1 針板裝配過程

針板的裝配過程由2步完成, 第1步是將2顆4 × 20的內(nèi)六角圓柱頭螺釘從針板的上方放入, 然后將針板翻轉(zhuǎn)180°, 再將2個(gè)橡膠圈套在螺釘上, 以防止在將針板裝配到回轉(zhuǎn)輥上時(shí), 螺釘從針板里掉出. 裝配過程如圖1所示. 第2步是通過每塊針板上的螺釘將36塊針板裝配到回轉(zhuǎn)輥上, 完成針板的裝配. 本文所設(shè)計(jì)的工裝主要是輔助完成裝配的第1步.

2 原始工裝的缺點(diǎn)

原始工裝為一細(xì)長(zhǎng)桿, 針板裝配時(shí), 螺釘?shù)姆湃牒拖鹉z圈的套上是沒有任何導(dǎo)向和保護(hù)措施的, 而針板的翻轉(zhuǎn)是通過細(xì)長(zhǎng)桿壓住螺釘并用力向3塊針板中間擠壓來完成翻轉(zhuǎn)的(圖2), 在原始的裝配過程中, 存在著如下4方面的缺點(diǎn):

①安全性低. 螺釘放入過程須謹(jǐn)小慎微, 裝配操作者的手指極易被密布于針板上的針扎傷.

②操作性差. 針列間距較窄, 導(dǎo)致螺釘放入角度需符合要求, 否則會(huì)卡在針列之間.

③可靠性低. 針板的姿態(tài)通過裝配操作者橫向擠壓針板來保持, 擠壓力稍大則會(huì)引起針板高低錯(cuò)位散開, 擠壓力稍小則不能維持針板翻轉(zhuǎn)過程中的姿態(tài)穩(wěn)定. 因此, 翻轉(zhuǎn)針板裝配過程失誤率高, 可靠性低.

④ 效率低. 1個(gè)針輥需要裝配36塊針板, 原始工裝1次只能翻轉(zhuǎn)3塊針板, 總共需要翻轉(zhuǎn)12次才能完成36塊針板的螺釘和橡膠墊圈的裝配, 耗時(shí)較長(zhǎng), 效率低.

圖2 原始工裝裝配過程

圖3 新型針板裝配工裝

圖4 新型針板裝配工裝爆炸圖. 1—底板, 2—支座, 3—聯(lián)動(dòng)桿, 4—螺釘頂桿, 5—針板支撐, 6—螺釘導(dǎo)桿, 7—軸承, 8—孔用彈性擋圈, 9—定位塊, 10—定位桿.

3 針板工裝建模

考慮到原始工裝存在的缺點(diǎn)以及針板裝配的特點(diǎn)和要求, 重新設(shè)計(jì)了新型工裝, 并用Pro/E建立了三維模型(圖3).

圖4所示為工裝三維模型的爆炸圖. 裝配時(shí), 先將定位桿轉(zhuǎn)動(dòng)到定位塊中, 讓針板支撐處于水平位置, 以方便針板的擺放. 再將螺釘導(dǎo)桿轉(zhuǎn)動(dòng)到針板螺孔位置, 此時(shí)螺釘可以非常方便地放入, 且手指不會(huì)被鋼針刺傷. 然后將螺釘頂桿放入, 且用快速鎖扣(建模省略)固定在螺釘導(dǎo)桿上, 以使頂桿在翻轉(zhuǎn)時(shí)不會(huì)掉出. 放好螺釘后, 再將聯(lián)動(dòng)桿轉(zhuǎn)動(dòng)到螺釘導(dǎo)桿開口槽中, 以使針板支撐和螺釘導(dǎo)桿、螺釘頂桿一起翻轉(zhuǎn), 翻轉(zhuǎn)180°后將橡膠圈套上, 完成裝配.

圖5所示為工裝的支座, 該支座主要用來支撐針板支撐, 在支座上設(shè)計(jì)有圓弧槽, 針板支撐在軸承和圓弧槽的作用下實(shí)現(xiàn)針板的翻轉(zhuǎn).

圖6所示為針板支撐架, 其作用是支撐針板, 中間設(shè)計(jì)為空心, 以方便針板翻轉(zhuǎn)180°后橡膠圈的套上. 支撐架上翻轉(zhuǎn)通過軸承轉(zhuǎn)動(dòng)實(shí)現(xiàn), 軸承規(guī)格為6201-2RS雙面帶防塵圈[2], 軸承外圈以孔用彈性擋圈定位, 內(nèi)圈用軸肩定位, 這種定位方式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單, 裝拆方便, 加工方便. 該支撐架可以1次承載6塊針板, 也即裝配時(shí)可以1次裝配6塊針板, 以提高裝配效率.

圖5 針板工裝支座

圖6 針板支撐架

4 原始工裝與新型工裝裝配所需時(shí)間比較

原始工裝在裝配時(shí), 由于原始工裝1次只能翻轉(zhuǎn)3塊針板, 要完成1個(gè)針輥上36塊針板的裝配, 在每次翻轉(zhuǎn)都成功的情況下, 仍需要翻轉(zhuǎn)12次才能完成針板的裝配, 且在實(shí)際操作過程中, 原始工裝翻轉(zhuǎn)的可靠性很低, 這使得翻轉(zhuǎn)的次數(shù)遠(yuǎn)大于12次. 新型工裝在裝配時(shí), 針板支撐架可以1次承載6塊針板, 即裝配時(shí)可以1次翻轉(zhuǎn)裝配6塊針板, 且新工裝在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上保證了翻轉(zhuǎn)的可靠性, 因此, 完成36塊針板的裝配只需翻轉(zhuǎn)6次. 通過比較可知, 原始工裝在每次翻轉(zhuǎn)都成功的情況下, 翻轉(zhuǎn)的次數(shù)仍是新工裝的2倍, 新工裝裝配所需的時(shí)間至少比原始工裝節(jié)省一半.

5 總結(jié)

與原始工裝對(duì)比, 新型針板裝配工裝主要有以下5個(gè)方面的優(yōu)點(diǎn): ① 安全性高. 螺釘放入的裝配平面高于針板的針高, 因此螺釘放入過程中手指不易被扎傷. ②操作性與可靠性高. 針板翻轉(zhuǎn)過程中, 新型工裝限制了針板的空間自由度, 避免針板各向串動(dòng). ③效率高. 導(dǎo)向套筒使得螺釘放入過程更加得心應(yīng)手. 一次能翻轉(zhuǎn)6塊針板, 只需翻轉(zhuǎn)6次便可完成36塊針板的螺釘和橡膠墊圈的裝配. ④制造成本低. 新型工裝構(gòu)造簡(jiǎn)單, 無復(fù)雜加工面, 使用常用材料加工而成. ⑤ 實(shí)用性強(qiáng). 由于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單, 操作方便, 新型工裝可以很快地投入實(shí)際生產(chǎn).

[1] 編寫組. YJ17-YJ27卷接機(jī)組[M]. 北京: 中國(guó)科學(xué)技術(shù)出版社, 2001: 118—119.

[2] 成大先. 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)[M]. 北京: 化學(xué)工業(yè)出版社, 1999: 237—240.

The assembly tooling design of needle plate of ZJ112 and ZJ116 cigarette making and filter assembling group

XIE WenWei, HAN Long

(Changde Tobacco Machinery Co, Ltd., Changde 415000, China)

The characteristics of the assembly of needle plate is Introduced, and the original tooling shortcomings is analyzed, the new assembly tool of the needle plate is designed according to the characteristics and requirements of the assembly of needle plate, and the structural characteristics of parts are analyzed, the 3D model of the tooling is established by using Pro/E software. Finally, the advantage of the new assembly tool of the needle plate are summarized.

cigarette making and filter assembling group; the assembly tool of the needle plate; design

10.3969/j.issn.1672-6146.2014.03.020

TS 43

1672-6146(2014)03-0087-03

email: xtuxww@163.com.

2014-02-05

(責(zé)任編校:江 河)