防止盒內(nèi)煙支下陷的二級緩沖裝置

申沛

摘 要：在GDX2包裝設(shè)備生產(chǎn)過程中，由于品牌合作、聯(lián)營加工，需要經(jīng)常更換生產(chǎn)牌號。不同生產(chǎn)牌號的小盒煙包在輸送通道內(nèi)輸送方向不同（煙包內(nèi)煙支煙絲端朝前和濾嘴端朝前兩種）。當(dāng)加工工藝標(biāo)準(zhǔn)要求濾嘴端朝前時(shí)，從煙包輸送通道高架輸送下來的煙包撞擊到CH入口擋煙板上，造成盒內(nèi)煙支下陷質(zhì)量缺陷的產(chǎn)生，屬于典型的A類缺陷（根據(jù)質(zhì)量工藝標(biāo)準(zhǔn)，將質(zhì)量缺陷按照從大到小的順序依次分為：A類、B類、C類），這在生產(chǎn)中是絕對不允許出現(xiàn)的。通過對CH入口擋板的改進(jìn)來解決盒內(nèi)煙支下陷，減少煙支下陷質(zhì)量缺陷的產(chǎn)生。

關(guān)鍵詞：煙支下陷 二級緩沖 品牌合作 工藝流程

中圖分類號：TK413 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2015）09（a）-0069-03

目前，GDX2包裝機(jī)組是國內(nèi)煙草企業(yè)卷煙生產(chǎn)的主流包裝設(shè)備，在生產(chǎn)過程中，經(jīng)常需要更換生產(chǎn)牌號。不同生產(chǎn)牌號的小盒煙包在輸送通道內(nèi)輸送方向不同（煙包內(nèi)煙支煙絲端朝前和濾嘴端朝前兩種）。當(dāng)加工工藝標(biāo)準(zhǔn)要求濾嘴端朝前機(jī)器高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，從高架輸送帶輸送下來的煙包撞擊到CH入口擋煙板上，造成煙支下陷問題，為保障產(chǎn)品質(zhì)量，只好降速生產(chǎn)，嚴(yán)重影響了生產(chǎn)效率。

1 以加工云煙（紫）為例，對生產(chǎn)帶來的一系列影響

1.1 加工云煙（紫）對生產(chǎn)效率的影響

為了預(yù)防加工云煙（紫）時(shí)產(chǎn)生的盒內(nèi)煙支下陷的質(zhì)量缺陷，采取降低車速到330包/分～350包/分以下的方法控制煙支下陷方面質(zhì)量缺陷，而降低車速使生產(chǎn)周期延長，生產(chǎn)效率降低，能耗增加。無法按照計(jì)劃完成月度生產(chǎn)任務(wù)。

1.2 煙支下陷給質(zhì)量帶來的影響

以加工云煙（紫）為例：在車速為360包/分時(shí)，質(zhì)檢員記錄中的煙支下陷缺陷作了統(tǒng)計(jì)為4～6支/盒，占總質(zhì)量缺陷比例為20%～30%，質(zhì)量控制難度大，只好降速運(yùn)行。

1.3 煙支下陷的質(zhì)量缺陷產(chǎn)生原因

由于各廠的工藝流程及煙包輸送方式不同，會對煙支下陷產(chǎn)生不同影響。首先，煙包輸送到CH入口時(shí)為煙絲端朝前，而紅云紅河集團(tuán)的生產(chǎn)的煙包到達(dá)CH入口時(shí)為濾嘴端朝前；其次安陽卷煙廠生產(chǎn)的煙包從高架自由滑落式撞到擋煙板后進(jìn)入CH機(jī)組，而紅云紅河集團(tuán)CH入口為柔性調(diào)頭，即吸盤式傳送。

2 煙支下陷的特性分析

在云煙（紫）的中試過程中，發(fā)現(xiàn)河南中煙安陽卷煙廠生產(chǎn)云煙（紫）的工藝流程（見圖1）。

而紅云紅河集團(tuán)生產(chǎn)云煙（紫）的工藝流程是（見圖2）。

由于紅云紅河集團(tuán)的質(zhì)量工藝標(biāo)準(zhǔn)要求煙包翻轉(zhuǎn)方向不能改變，所以只能從煙包的輸送方式進(jìn)行著手解決問題，即解決煙包速度高的問題。

3 改進(jìn)及設(shè)計(jì)思路

設(shè)計(jì)思路：設(shè)想將CH入口處的固定擋煙板改成活動板，可以使得煙包在對擋煙板沖擊的瞬間，擋煙板通過彈簧的作用，將煙包的沖擊力“中和”掉，使得煙包內(nèi)的煙支不受外力作用而發(fā)生變化，順利的進(jìn)入小透明機(jī)器內(nèi)。

4 方案設(shè)計(jì)及實(shí)施方式

4.1 選材

選用材料應(yīng)考慮的一般原則是：（1）使用性能原則；（2）工藝性能原則；（3）經(jīng)濟(jì)性原則。使用性能原則：它是保證零件完成規(guī)定功能的必要條件，在大多數(shù)情況下，這是選材首先要考慮的問題；選材的工藝性原則：在選材中，同使用性能相比，材料的工藝性能常處于次要地位；但在某些特殊情況下，工藝性能也可成為選材考慮的主要依據(jù)；經(jīng)濟(jì)性原則：材料的經(jīng)濟(jì)性是選材的重要原則之一，一般包括材料的價(jià)格、零件的總成本與國家的資源等。（該文只對使用性進(jìn)行考慮）將CH入口擋板改造為具有緩沖裝置的擋板，煙包在進(jìn)入CH時(shí)，會不停的撞擊擋板，緩沖裝置的緩沖作用是依靠四個(gè)彈簧來實(shí)現(xiàn)的，選材時(shí)必須考慮到彈簧材料的良好韌性，經(jīng)過多次實(shí)驗(yàn)選配彈簧，擋板孔內(nèi)需要安裝兩個(gè)型號為LM8的直線軸承，并且軸與孔需要采用間隙配合。

4.2 方案設(shè)計(jì)

把CH入口固定擋板卸下來，根據(jù)該擋板尺寸加工一塊具有緩沖作用的擋板，緩沖裝置由一級緩沖板、二級緩沖板，彈簧、螺釘軸組合而成，如圖3、圖4、圖5所示。

一級緩沖板5通過兩根螺釘固定在緩沖塊上，緩沖塊兩端利用彈簧和螺釘銜接在一起，成為一級緩沖裝置；二級緩沖板8通過兩個(gè)螺釘，緊固在CH入口處的機(jī)體上，螺釘和彈簧銜接在一塊，成為二級緩沖裝置。在煙包撞擊到一級緩沖板后，在彈簧作用力下，一級緩沖板向后移動直至與二級緩沖板持平，此時(shí)二級緩沖板接觸煙包，進(jìn)行二級緩沖，原理同一級緩沖裝置，整個(gè)裝置由一級、二級緩沖裝置共同完成緩沖作用。

4.3 實(shí)施方式

如圖3、圖4、圖5所示的GDX2包裝機(jī)小盒煙包緩沖裝置包括一級緩沖板5、二級緩沖板8、彈簧3、彈簧4以及滑塊2，一級緩沖板5在螺釘6的作用下，通過滑塊2向后移動，在移動過程中，對彈簧3產(chǎn)生擠壓，彈簧對擋塊4產(chǎn)生擠壓，擋塊4支撐彈簧的擠壓，直至一級緩沖板5到達(dá)二級緩沖板的水平面7；在一級緩沖板全部“進(jìn)入”二級緩沖板時(shí)，緩沖裝置進(jìn)行二級緩沖，二級緩沖板8在煙包的作用下，向后移動，在移動過程中，對彈簧9產(chǎn)生擠壓，彈簧對擋塊10產(chǎn)生擠壓，擋塊10支撐彈簧的擠壓，完成緩沖任務(wù)，銅套11起到定位作用。

此項(xiàng)改造只需按照一級緩沖板、二級緩沖的順序進(jìn)行安裝，對安裝沒有特殊要求，在安裝過程中，要注意用擋塊連帶彈簧慢慢緊固，不要讓滑落的彈簧傷到手臂；拆卸緩沖裝置時(shí)，要按照二級緩沖、一級緩沖順序進(jìn)行，在拆卸過程中，要注意彈簧的拆卸，慢慢將擋塊拿出，小心彈簧劃傷手臂，完成拆卸后，要按照順序擺在干凈、整潔的工具箱內(nèi)，使用時(shí)，按照要求進(jìn)行裝配。

5 主要研究及工作內(nèi)容

根據(jù)設(shè)計(jì)方案，進(jìn)行了機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，主要內(nèi)容包括（1）一級緩沖板設(shè)計(jì)；（2）二級緩沖板設(shè)計(jì)；（3）彈簧、軸承、緩沖板及螺釘軸選材設(shè)計(jì)；（4）防護(hù)罩設(shè)計(jì).

5.1 一級緩沖板設(shè)計(jì)

通過設(shè)想需要設(shè)計(jì)一塊成“工”字型擋板，一端能夠穿過二級板中間位置，并超出一段距離，使煙包先沖擊到一級緩沖板后，再靠近二級緩沖板，最終削弱煙包從高架橋上下來的沖擊力（見圖6）。

5.2 二級緩沖板設(shè)計(jì)

二級緩沖板需要與原車裝配的CH入口固定擋板長、寬、高要一致，孔的位置與大小也都要一致。需要更改的是在板的中間位置加工一個(gè)容下一級緩沖推頭的方孔（見圖7）。

5.3 彈簧、軸承的選配及螺釘軸、套設(shè)計(jì)

將CH入口擋板造為具有緩沖裝置的擋板，煙包在進(jìn)入CH時(shí)，會不停的撞擊擋板，緩沖擋板緩沖作用依靠四個(gè)彈簧來實(shí)現(xiàn)的，選材時(shí)必須考慮到彈簧材料的良好韌性，經(jīng)過多次實(shí)驗(yàn)選配。

螺釘軸（見圖8）是保證一級緩沖和二級緩沖在工作時(shí)的約束和自由滑動以及定位作用，因此經(jīng)過認(rèn)真考慮決定兩根支撐軸選用45#鋼，在擋板孔內(nèi)和一級緩沖安裝孔內(nèi)各安裝兩個(gè)型號為LM8的直線軸承，并且保證軸與孔為間隙配合。

套的作用是二級緩沖向后運(yùn)動定位，其空套在彈簧外（圖9）。

5.4 提升板設(shè)計(jì)

為防止煙包在CH入口處提升過程中提升板（圖號12AAEC8）與一級緩沖發(fā)生干涉，故對提升板進(jìn)行改進(jìn)（見圖10）。

5.5 防護(hù)罩設(shè)計(jì)

二級緩沖裝置加工完成后，為了防止機(jī)械對人造成的傷害，需要按照零部件尺寸大小設(shè)計(jì)一個(gè)專用的二級緩沖防護(hù)罩，預(yù)防安全隱患的產(chǎn)生（見圖11）。

6 主要性能

（1）二級緩沖裝置的研制，有效地解決煙支下陷缺陷的產(chǎn)生，大大提高了產(chǎn)品的質(zhì)量。

（2）經(jīng)過改造后，機(jī)器的穩(wěn)定性得到了很大的提高，機(jī)器發(fā)生擠煙的次數(shù)變少，延長了設(shè)備運(yùn)行時(shí)間，運(yùn)轉(zhuǎn)速度提高到385包/分，提高了設(shè)備有效作業(yè)率。

（3）節(jié)約了生產(chǎn)時(shí)間，降低了能耗，保證了產(chǎn)品的質(zhì)量又提高了設(shè)備有效作業(yè)率。

7 主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)及特征

二級緩沖裝置與吸盤式輸送相比，結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)計(jì)巧妙、構(gòu)思新穎、成本低廉，操作簡便，便于維護(hù)，整個(gè)裝置由機(jī)臺擋車工獨(dú)自操作，緩沖裝置能夠?qū)崿F(xiàn)煙包降速、保質(zhì)量的功能，可有效避免由于煙包速度過快產(chǎn)生煙絲下陷、觸頭煙等質(zhì)量問題，而且在安裝、使用上均不存在危險(xiǎn)性，大大提高產(chǎn)品質(zhì)量，降低原材料消耗。

該裝置有以下主要特征。

（1）該裝置由一級緩沖板通過兩根螺釘固定在緩沖塊上，緩沖塊兩端利用彈簧和螺釘銜接在一起，成為一級緩沖裝置。

（2）二級緩沖板通過兩個(gè)螺釘，緊固在CH入口處的機(jī)體上，螺釘和彈簧銜接在一塊，成為二級緩沖裝置。

（3）在煙包撞擊到一級緩沖板后，在彈簧作用力下，一級緩沖板向后移動直至與二級緩沖板持平，此時(shí)二級緩沖板接觸煙包，進(jìn)行二級緩沖，原理同一級緩沖裝置，整個(gè)裝置由一級、二級緩沖裝置共同完成緩沖作用。

（4）只需按照一級緩沖板、二級緩沖的順序進(jìn)行安裝，對安裝沒有特殊要求，在安裝過程中，要注意用擋塊連帶彈簧慢慢緊固，不要讓滑落的彈簧傷到手臂；拆卸緩沖裝置時(shí)，要按照二級緩沖、一級緩沖順序進(jìn)行，在拆卸過程中，要注意彈簧的拆卸，慢慢將擋塊拿出，小心彈簧劃傷手臂，完成拆卸后，要按照順序擺在干凈、整潔的工具箱內(nèi)，使用時(shí)，按照要求進(jìn)行裝配。

8 經(jīng)濟(jì)效益分析

8.1 直接經(jīng)濟(jì)效益分析

（1）經(jīng)過改造后，機(jī)器的穩(wěn)定性得到了很大的提高，機(jī)器發(fā)生擠煙的次數(shù)極少，這樣延長了設(shè)備運(yùn)行時(shí)間，提高了設(shè)備有效作業(yè)率，消除了設(shè)備的安全隱患，改善了過去由于擠煙、傷件造成的滿地是煙包的局面，達(dá)到車間要求生產(chǎn)區(qū)整潔、干凈的目的；（2）煙支下陷得到了明顯改善，大大提高了產(chǎn)品的質(zhì)量；（3）機(jī)器長時(shí)間運(yùn)轉(zhuǎn)，減少了停機(jī)次數(shù)以及報(bào)廢煙的出現(xiàn)，從而減輕了機(jī)器操作工的勞動強(qiáng)度，同時(shí)也節(jié)約了原輔材料，間接地降低了生產(chǎn)成本。既保證了產(chǎn)品的質(zhì)量又提高了設(shè)備有效作業(yè)率。裝置使用前，機(jī)器速度在350包/min以上時(shí)，煙包在輸送帶摩擦力及煙道內(nèi)煙包推送力的作用下進(jìn)入輸送調(diào)頭機(jī)構(gòu)，煙包下面直接與擋板產(chǎn)生撞擊，因而造成煙支下陷，機(jī)器速度在350包/min以下時(shí)，質(zhì)量有明顯好轉(zhuǎn)。投入使用后，機(jī)器速度在370包/min時(shí)，未發(fā)現(xiàn)一盒煙支下陷；機(jī)器速度在385包/min時(shí)，偶爾會出現(xiàn)一支?？梢钥闯霎?dāng)車速維持在385包/min時(shí)，設(shè)備有效作業(yè)率提高了35包/min，按照一臺車三班三運(yùn)轉(zhuǎn)來算，一個(gè)班8h，480min，每班多生產(chǎn)480×35=16800包，三個(gè)班多生產(chǎn)16800×3=50400包，約合100.8件，約合20.16箱。

8.2 社會效益分析

此項(xiàng)改造有效解決了加工工藝標(biāo)準(zhǔn)要求濾嘴端朝前時(shí)，從高架輸送帶輸送下來的煙包撞擊到擋煙板上，造成煙支下陷問題，降低了質(zhì)量缺陷發(fā)生，提高了設(shè)備有效作業(yè)率。在企業(yè)節(jié)能降耗、安全生產(chǎn)方面、設(shè)備管理方面、文明生產(chǎn)方面成果顯著，經(jīng)濟(jì)效益和社會效益良好，具有較高的應(yīng)用價(jià)值。

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