YJ19卷煙機烙鐵升降機構(gòu)的改進

曲軍建 閆 林 周 迪

（河南中煙工業(yè)有限責任公司南陽卷煙廠，河南 南陽 473000）

YJ19 卷煙機在使用過程中出現(xiàn)烙鐵升降速度過快和過慢的故障。該故障的出現(xiàn)，對設備的完好性和產(chǎn)品的質(zhì)量造成了一定的影響。須對該故障進行及時的維修，增加了維修人員的工作量和設備的維修時間。為此，在對YJ19 卷煙機的烙鐵升降機構(gòu)的結(jié)構(gòu)和工作原理進行分析的基礎上對其提出了改進方案，并實施了改進。經(jīng)過生產(chǎn)過程中的驗證，證明烙鐵升降機構(gòu)的工作穩(wěn)定，故障率低。從而降低了維修人員的工作量，縮短了維修用時，對烙鐵升降機構(gòu)的改進，取得了較好的效果。

1 原因分析

YJ19 卷煙機在正常使用一段時間以后，卷煙機的烙鐵升降機構(gòu)就會出現(xiàn)升降速度不穩(wěn)定的現(xiàn)象。故障現(xiàn)象主要表現(xiàn)為設備在停機和啟動的過程中烙鐵升降速度過快或過慢、甚至無動作。

YJ19 卷煙機的烙鐵升降機構(gòu)示意圖如圖1 所示。

從示意圖中可以看出，烙鐵升降機構(gòu)是五連桿機構(gòu)組成，機構(gòu)的動作由氣缸1 驅(qū)動。氣缸1 的動作，帶動連桿3和4 做相反方向的擺動，從而帶動烙鐵機構(gòu)2 繞固定軸6 做下降至水平和升至最高位時垂直于水平的擺動。氣缸活塞桿的伸縮速度由安裝在氣缸兩端的節(jié)流閥控制。

由于烙鐵機架是連桿機構(gòu)的帶動下進行擺動，在設備處于停機狀態(tài)時，烙鐵機構(gòu)停止在最高位，即烙鐵機架端面與煙槍底板成90°角的位置，當設備啟動時，要使烙鐵機構(gòu)落下，氣缸1 的活塞桿伸出推動連桿3 和4（如圖1 所示），使機構(gòu)動作，機構(gòu)在將要完成烙鐵機架下降時，需要在氣缸阻尼和連桿機構(gòu)的共同作用下使機架降速，才能使烙鐵機構(gòu)平穩(wěn)下降，四連桿機構(gòu)通過其死點位置對烙鐵機架進行鎖定。設備停機時，烙鐵機架須抬起，氣缸活塞桿縮回，將四連桿機構(gòu)從鎖緊死點位拉出，在烙鐵機架將要升至最高位時，同樣也需要在氣缸阻尼和連桿機構(gòu)的共同作用下，使烙鐵機架完成平穩(wěn)升起。由此可知，整個烙鐵機架上升或下降的過程中，氣缸活塞桿的速度是變化的，其變化過程是啟動、加速、減速和停止。這樣就對氣缸的驅(qū)動與阻尼降速相互配合提出了較高的要求。如果升降速度過快時，就會加速氣缸的磨損。同時對節(jié)流閥工作位置的穩(wěn)定性要求較高，節(jié)流閥隨著烙鐵的高速擺會產(chǎn)生振動，其工作位置就會隨著烙鐵不斷的升降動作過程引起松動變位，造成節(jié)流閥工作不穩(wěn)定，需進行重新調(diào)整或更換工作。

氣缸活塞桿的伸縮速度可以通過調(diào)節(jié)氣缸兩端的節(jié)流閥進行調(diào)整，使活塞伸縮速度平穩(wěn)。當伸縮速度太小，烙鐵機構(gòu)升降動作就會變慢，影響設備的正常開機。當伸縮速度太大，烙鐵機構(gòu)升降動作就會速度過快，增加了氣缸對烙鐵機架沖擊力，使烙鐵的使用壽命降低。

由于該機構(gòu)由氣缸和四連桿機構(gòu)組合而成，當氣缸動作時，氣缸活塞桿將驅(qū)動力作用于四連桿機構(gòu)（圖1）連桿3 和4 之間的結(jié)合點，使連桿3 和4 繞各自的支點擺動，連桿4 在受力后將烙鐵升起或降下 ，而連桿3 在力的作用下起到平衡穩(wěn)定整個機構(gòu)并對機構(gòu)進行鎖定。這樣使得升降機構(gòu)在升降的過程中降低了氣缸驅(qū)動效率，特別是在各連桿擺動有卡阻時，對氣缸的驅(qū)動與阻尼降速相互配合提出了較高的要求。

在平常的設備保養(yǎng)和維修中，對氣缸兩端節(jié)流閥調(diào)整工作頻次較高，特別在節(jié)流閥使用較長時間后，2 個節(jié)流閥工作位置不易找到，須及時更換。同時由于該機構(gòu)使用較為復雜的連桿機構(gòu)及氣缸固定方式，使氣缸在損壞后更換氣缸用時較長。

2 改進措施

2.1 改進思路

改進思路是重新選用便于調(diào)整并能鎖定工作位置的節(jié)流閥和另外選擇安裝位置，以減少對節(jié)流閥的沖擊。同時，重新設計一個由氣缸與烙鐵機架組成的三連桿機構(gòu)代替原來的五連桿機構(gòu)[1]。改進后烙鐵升降機構(gòu)示意圖 ，如圖2 所示。

圖1 改進前烙鐵升降機構(gòu)示意圖

圖2 改進后烙鐵升降機構(gòu)示意圖

該機構(gòu)用氣缸1 的活塞桿直接作用在烙鐵2 上由連接支架3 和連接塊5 組成的機架上，氣缸1 的活塞桿直接驅(qū)動機架往復擺動，機架與烙鐵緊固連接，實現(xiàn)烙鐵2 繞固定軸4往復擺動。這樣提高了氣缸的驅(qū)動效率，對烙鐵升降運動的穩(wěn)定性提供了有效的保障。

改進時要考慮到能夠保留原烙鐵機構(gòu)調(diào)整裝置維修調(diào)整方便的特點。

2.2 改進實施過程

根據(jù)原烙鐵機構(gòu)的機架尺寸和空間允許的范圍內(nèi)選擇缸徑為40 mm 行程為100 mm 的圓形雙作用氣缸。氣缸的固定方式，由于該次改進所設計的固定座考慮到了不同氣缸有不同的固定方式，所以固定座設計為由2 塊固定板組成，可以靈活地調(diào)整2 塊板之間的距離，滿足所選氣缸的固定。

由于選用氣缸和機架的安裝方式跟原設計的不一樣，須對機架和烙鐵體固定座進行加工，在銑床上銑去機架多余的部分，拆去原來的連桿及連桿架，即將（如圖1 所示）中的3、4 拆掉。重新設計了氣缸與烙鐵機構(gòu)的連接支架和連接塊及氣缸固定座，連接支架和連接塊組成連接機架。

圖3 為改進完成后烙鐵的升降動作過程，氣缸1 與氣缸固定塊6 通過軸銷相連，氣缸活塞桿與連接塊2 通過螺母鎖緊。工作時氣缸1 通過氣缸固定塊6 組成的固定座在軸銷上擺動，氣缸活塞桿與連接塊2 通過連接支架3 轉(zhuǎn)動，由于連接支架3 與烙鐵座固定，氣缸1 與氣缸固定座和連接塊、烙鐵機架組成了連桿機構(gòu)。當氣缸工作時，帶動烙鐵繞固定軸擺動，即完成烙鐵的升降運動。改進后的烙鐵升降機構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖如圖3 所示。

圖3 改進后烙鐵機構(gòu)示意圖

從圖3 中可以看出經(jīng)過改進后，簡化了烙鐵機構(gòu)的空間結(jié)構(gòu)和升降機構(gòu)氣缸連接裝置的結(jié)構(gòu)。另外，改進后將原氣缸上兩端的節(jié)流閥換成了重新選定的可直接用手調(diào)整并可鎖定的節(jié)流閥，安裝在氣缸的2 根進氣管上。這樣就可減少振動，并通過2 個節(jié)流閥的調(diào)整手柄來調(diào)整氣缸活塞桿的伸縮速度，從而控制烙鐵升降速度。使氣缸活塞桿的速度調(diào)整更加簡單、方便，且調(diào)整后更加穩(wěn)定。

3 使用效果

3.1 效果驗證

該次改進充分考慮了烙鐵的擺動行程，使烙鐵對煙條的壓縮量有充分的調(diào)整余量。所以改進后的烙鐵升降機構(gòu)滿足烙鐵的工作需要，不會對煙條的卷制成型的過程和煙條的質(zhì)量造成影響。

同時，改進后通過調(diào)整節(jié)流閥使烙鐵升降運動平穩(wěn)，并鎖定節(jié)流閥工作位置，通過設備的正常生產(chǎn)來驗證升降機構(gòu)的工作穩(wěn)定性和故障率。改進后，升降機構(gòu)運動平穩(wěn)，狀態(tài)良好，沒有對其速度進行過重新調(diào)整，沒有發(fā)生故障。該次改進達到了預期效果。

3.2 改進取得的效果

通過以上的改進取得了4 種效果。1）烙鐵升降速度得到了有效的控制。烙鐵運行平穩(wěn)，沖擊小。2）改進后機械傳動結(jié)構(gòu)簡單，空間簡潔，設備的保養(yǎng)和清潔簡便。3）改進后調(diào)整的工作量少且更加方便，同時大大縮短更換氣缸工作用時。如果須更換氣缸，在10 min 內(nèi)就可完成。4）改進后設備運行到現(xiàn)在節(jié)流閥調(diào)定后沒有再進行過調(diào)整，節(jié)流閥的工作穩(wěn)定性得到了提高。

4 結(jié)語

通過對卷煙機烙鐵升降機構(gòu)的改進，使其結(jié)構(gòu)更加簡化、達到升降運動平穩(wěn)，降低了維修用時的目標。該次改進及成功的應用，不僅使筆者得到了鍛煉，也為今后更好地開展設備技術(shù)改進與創(chuàng)新積累了豐富的經(jīng)驗。不斷地研究問題，解決問題，以研究創(chuàng)新為手段，為設備管理提供有力支撐。