GDX2包裝機(jī)4#輪內(nèi)框紙輸送裝置的改進(jìn)設(shè)計(jì)

徐耀，白波，李田武

（四川中煙工業(yè)有限責(zé)任公司，四川 什邡 618400）

GDX2小盒包裝機(jī)是我廠主要的卷煙包裝設(shè)備，好的包裝不只保護(hù)內(nèi)在卷煙的產(chǎn)品質(zhì)量，還有提升卷煙產(chǎn)品形象的作用。

內(nèi)框紙吸附作為包裝的一道工序，是產(chǎn)品質(zhì)量保證的重要執(zhí)行部件，如果吸附不到位，可能造成內(nèi)框紙歪斜、內(nèi)框紙丟失、內(nèi)框紙破損等質(zhì)量缺陷，而如果在前端剔除煙包后，不能正常停吸附，那么，就會造成設(shè)備被動停機(jī)，浪費(fèi)輔料。

1 GDX2包裝機(jī)4#輪內(nèi)框紙輸送裝置的成型和輸送原理

GDX2包裝機(jī)4#輪內(nèi)框紙輸送裝置由內(nèi)框紙裁切系統(tǒng)、負(fù)壓氣路、電磁閥、負(fù)壓擺臂組成。內(nèi)框紙裁切系統(tǒng)將裁切好的內(nèi)框紙置于輸送臺面上，電磁閥接收到相應(yīng)的吸?。ㄍＮ┬盘柡笸ǎ〝啵╇姶砰y，機(jī)械式的負(fù)壓擺臂將相應(yīng)的內(nèi)框紙輸送到4#輪模盒上方，通過下壓裝置將內(nèi)框紙送進(jìn)模盒內(nèi)，整個(gè)裝置完成一次輸送動作。

2 存在的缺陷

由于內(nèi)框紙是由負(fù)壓吸取和輸送的，在卷煙生產(chǎn)過程的環(huán)境中會產(chǎn)生一定的煙塵，故整個(gè)負(fù)壓吸取裝置在吸取內(nèi)框紙的過程中，會將部分環(huán)境中的煙塵吸取到負(fù)壓通道內(nèi)。

GDX2包裝機(jī)的設(shè)計(jì)生產(chǎn)速度為400包/分鐘，在高速的生產(chǎn)情況下，負(fù)壓吸風(fēng)管路內(nèi)將易堆積較多的煙塵，特別是會堵塞電磁閥內(nèi)，造成管路流量變小，電磁閥開閉執(zhí)行不到位。現(xiàn)用電磁閥為直動式，從維修經(jīng)驗(yàn)看，如果內(nèi)部稍微出現(xiàn)雜質(zhì)，可能就會使動作行程不到位，從而影響吸附效果；有部分牌號內(nèi)框紙?jiān)o材料表面有粉漬，會被吸附進(jìn)電磁閥。

圖1 缺陷示意圖

空氣中的灰塵很容易通過持續(xù)導(dǎo)通的負(fù)壓管路堆積在管路內(nèi)部，形成惡性循環(huán)，導(dǎo)致管路的堵塞，造成吸附能力降低。常通的吸附裝置，意味著3#輪在剔除鋁紙的時(shí)候，內(nèi)框紙將不會停止吸附，內(nèi)框紙被運(yùn)到4#輪的空模盒內(nèi)，浪費(fèi)輔材，產(chǎn)生堵塞機(jī)器、產(chǎn)品質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)。

3 對GDX2包裝機(jī)4#輪內(nèi)框紙輸送裝置的改進(jìn)

ZB45包裝機(jī)最大速度為每分鐘400包，根據(jù)頻率公式f=1/T，計(jì)算可得ZB45包裝機(jī)最大工作頻率約為6．67Hz。電磁閥的最大工作頻率須大于包裝機(jī)的工作頻率。通過機(jī)械相位分析，當(dāng)生產(chǎn)速度在最大400包/分鐘時(shí)，內(nèi)框紙吸附活動桿在“點(diǎn)頭”吸附內(nèi)框紙的工位上停留20ms。通過使用PLC來控制電磁閥開關(guān)，模擬生產(chǎn)狀態(tài)，測得兩款電磁閥在20ms的時(shí)間內(nèi)通過兩種不同尺寸的管路所能達(dá)到的最大壓力。通過查詢ZB45包裝機(jī)說明書，知廠家規(guī)定的內(nèi)框紙吸附壓力范圍為-(35～50)kPa。

表1 兩種電磁閥性能測試對比

3.1 設(shè)計(jì)控制方式

當(dāng)控制板發(fā)出吸取內(nèi)框紙請求，先導(dǎo)閥線圈得電，磁場將先導(dǎo)氣缸軸向上提，先導(dǎo)氣導(dǎo)通，驅(qū)動主軸向左動作，主氣路導(dǎo)通，實(shí)現(xiàn)對內(nèi)框紙的吸取。整個(gè)過程先導(dǎo)氣不與主氣路導(dǎo)通，先導(dǎo)氣路因此保持清潔狀態(tài)。

圖2 先導(dǎo)式電磁閥結(jié)構(gòu)示意圖

圖3 先導(dǎo)式電磁閥工作方式示意圖

3.2 設(shè)計(jì)氣路

通過查詢產(chǎn)品說明書獲得了MAC 411A-D0BDM-DDAJ-1JB型電磁閥的先導(dǎo)壓力范圍為20-120psi，約合13．8-82．7kPa我們用壓力傳感器每隔五分鐘測得先導(dǎo)氣源的六組氣壓，可知平均氣壓為45．5kPa，符合要求。

表2 氣壓測試結(jié)果表

4 改進(jìn)后4#輪內(nèi)框紙輸送裝置穩(wěn)定性提升的因素分析

此次GDX2 包裝機(jī)4#輪內(nèi)框紙輸送裝置的改進(jìn)首先從氣路來源做到了“開源”，管路橫截面積的提升，有效地提升了負(fù)壓氣的通過量；電磁閥的改進(jìn)使得整個(gè)輸送管路系統(tǒng)堵塞的概率大大降低，電磁閥的開閉因此更能執(zhí)行到位，開閉的速率也穩(wěn)定。因此，保證了內(nèi)框紙的輸送過程都穩(wěn)定可控，大大降低了輸送系統(tǒng)的故障概率，也有效地降低了無內(nèi)框紙、內(nèi)框紙破損等質(zhì)量問題發(fā)生的頻率，減少了包裝機(jī)的停機(jī)次數(shù)，提升了包裝機(jī)工作的穩(wěn)定性。

5 經(jīng)濟(jì)效益

整個(gè)改進(jìn)設(shè)計(jì)花費(fèi)大約500元。由于反饋的效果比較好，因此，在改進(jìn)了16#機(jī)組后，我們又對另外的12臺機(jī)組進(jìn)行了同樣的改進(jìn)。通過此次改進(jìn)，不僅包裝機(jī)的生產(chǎn)效率得到了提高，還降低了小盒、水松紙、煙絲的消耗量，同時(shí)，還減少了操作工的勞動強(qiáng)度，經(jīng)濟(jì)收益得到了明顯體現(xiàn)。