CH 小包透明紙紙架制動裝置的設(shè)計(jì)和應(yīng)用研究

劉亞男，金彩洪，張凌，潘永華，李泰，周文建

（紅塔煙草（集團(tuán)）有限責(zé)任公司楚雄卷煙廠，云南 楚雄 675000）

GDX1 型軟盒包裝機(jī)組是意大利G.D 公司設(shè)計(jì)使用的卷煙包裝設(shè)備，在實(shí)際生產(chǎn)中，維修人員發(fā)現(xiàn)CH 小包透明紙包裝機(jī)的原紙架制動器由于其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，容易磨損、變形，調(diào)整、更換難度較大，維修用時較長，影響了設(shè)備的運(yùn)行效率；且由于紙架制動器的制動片磨損、變形，會導(dǎo)致小包透明紙輸送不穩(wěn)定，影響產(chǎn)品質(zhì)量。因此，針對CH 小包透明紙包裝機(jī)紙架制動器存在的問題，本項(xiàng)目從其機(jī)械結(jié)構(gòu)入手，對其進(jìn)行創(chuàng)新性改進(jìn)，設(shè)計(jì)了一種CH 小包透明紙紙架制動裝置，解決透明紙輸送過程中左右跑偏的問題，使透明紙的輸送更加平穩(wěn)，提高了設(shè)備的運(yùn)行效率和產(chǎn)品質(zhì)量。

1 存在問題及原因

如圖1，為CH 小包透明紙包裝機(jī)紙架制動器原理圖。CH 小包透明紙包裝機(jī)在使用中制動效果不好，制動臂擺動不靈活或擺動幅度過大，導(dǎo)致小包透明紙?jiān)谠O(shè)備運(yùn)行過程中釋放不到位或者左右跑偏，產(chǎn)生透明紙紙邊折疊搭邊前后跑動，不合格品也隨之產(chǎn)生。嚴(yán)重時會把透明紙撕斷，或者造成透明紙搭口錯位等質(zhì)量缺陷。

圖1 原CH 小包透明紙剎車裝置原理圖

CH 小包透明紙剎車裝置采用局部表面剎車，在實(shí)際生產(chǎn)過程中機(jī)器在忽快忽慢的運(yùn)轉(zhuǎn)，或隨著透明紙卷盤直徑不斷減小，透明紙拉力不均勻，引起導(dǎo)紙輥支架擺動幅度過大造成制動不穩(wěn)定，從而引起透明紙跑偏，進(jìn)而產(chǎn)生質(zhì)量問題。

另外，機(jī)器在生產(chǎn)過程中，透明紙紙架是高速旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，制動理論接觸是局部面剎車，實(shí)際生產(chǎn)中安裝調(diào)整不到位容易引起局部點(diǎn)剎，會加快摩擦片與剎車盤的磨損，長時間使用后制動臂上的安裝定位銅套與軸、制動片都會出現(xiàn)磨損。如果出現(xiàn)透明紙突然斷裂的情況，會對偏心軸和限位鋼板產(chǎn)生極大的沖擊力，使得鋼板和偏心軸發(fā)生變形。這些都會導(dǎo)致小包透明紙輸送不穩(wěn)定等。

圖2 煙包透明紙防跑偏制動裝置結(jié)構(gòu)

2 解決方法

針對上述技術(shù)問題，本文設(shè)計(jì)了一種煙包透明紙防跑偏制動裝置，結(jié)構(gòu)原理如圖2 所示，解決透明紙輸送過程由于制動摩擦力過小或過大而導(dǎo)致透明紙左、右跑偏的問題，使透明紙的輸送更加平穩(wěn)。制動皮帶的一部分纏繞于透明紙輪轂上，制動皮帶與透明紙輪轂之間的摩擦力對透明紙輪轂起到制動作用。透明紙輪轂的斜上方設(shè)有導(dǎo)紙輥擺臂，導(dǎo)紙輥擺臂用于輸送透明紙。制動皮帶的一端通過固定壓塊與定位軸套固定，定位軸套成空心圓柱體結(jié)構(gòu)，其套于制動臂軸上并與制動臂軸固定。制動皮帶的另一端固定于導(dǎo)紙輥擺臂上，導(dǎo)紙輥擺臂的底部可轉(zhuǎn)動地固定于輥軸上，導(dǎo)紙輥擺臂的底部還連接有拉簧，拉簧對導(dǎo)紙輥擺臂的作用力與制動皮帶對導(dǎo)紙輥擺臂的作用力的方向相反，使得導(dǎo)紙輥擺臂能夠小幅度擺動。

3 煙包透明紙防跑偏制動裝置的設(shè)計(jì)

3.1 總體構(gòu)成

煙包透明紙防跑偏制動裝置包括制動皮帶、定位軸套及固定壓塊。制動皮帶的一部分纏繞于透明紙輪轂上，制動皮帶與透明紙輪轂之間的摩擦力對透明紙輪轂起到制動作用。透明紙輪轂呈圓柱體結(jié)構(gòu)，其中心設(shè)有與驅(qū)動裝置相連的轉(zhuǎn)軸，透明紙輪轂與轉(zhuǎn)軸固定連接。轉(zhuǎn)軸上還固定有透明紙紙架，透明紙紙架用于安裝透明紙卷盒，透明紙卷盒上纏繞有透明紙。在驅(qū)動裝置的作用下，轉(zhuǎn)軸、透明紙輪轂、透明紙紙架及透明紙卷盒同步轉(zhuǎn)動，制動皮帶對透明紙輪轂的包角為280 度，使制動皮帶與透明紙輪轂之間的接觸面積最佳，更有效地達(dá)到平穩(wěn)制動目的。

3.2 固定壓塊

制動皮帶的一端設(shè)有兩個定位孔，固定壓塊呈長方形板狀結(jié)構(gòu)，其上設(shè)有兩個定位孔。定位軸套呈空心圓柱體結(jié)構(gòu)，其上設(shè)有四個定位孔。固定壓塊將制動皮帶上設(shè)有定位孔的一端壓緊于定位軸套的外壁上，通過兩顆螺釘與固定壓塊配合，從而將制動皮帶的一端固定于定位軸套上。固定壓塊用于壓緊制動皮帶，防止制動皮帶發(fā)生移動，使制動皮帶的固定更加牢固。定位軸套套于制動臂軸上，通過兩顆螺釘將兩者固定。制動臂軸固定于機(jī)架上，一端設(shè)有螺紋，其穿過機(jī)架，并通過螺母固定，當(dāng)松開螺母時，可以使制動臂軸轉(zhuǎn)動，從而實(shí)現(xiàn)制動皮帶張緊力大小的調(diào)節(jié)。于實(shí)際應(yīng)用中，對固定壓塊的形狀、定位孔的數(shù)量不作限制。

3.3 導(dǎo)紙輥擺臂

透明紙輪轂的斜上方設(shè)有導(dǎo)紙輥擺臂，導(dǎo)紙輥擺臂用于輸送透明紙。導(dǎo)紙輥擺臂包括支架、導(dǎo)紙輥及支座，支架設(shè)有兩個，兩個支架相互平行且傾斜設(shè)置。導(dǎo)紙輥呈細(xì)長圓柱體結(jié)構(gòu)，設(shè)有兩個，每個導(dǎo)紙輥的兩端固定于兩個支架上，兩個導(dǎo)紙輥相互平行。支座呈空心圓柱體結(jié)構(gòu)，其兩端通過連接板固定于兩個支架的底部，支座與連接板一體成型，兩個連接板也可焊接于支座的兩端。支座套于輥軸上，支座與輥軸之間可以相對轉(zhuǎn)動，輥軸固定于支架上。

制動皮帶的另一端固定于支架上。導(dǎo)紙輥擺臂的底部連接有拉簧，拉簧的一端固定于支架的底部，其另一端固定于機(jī)架上。拉簧對導(dǎo)紙輥擺臂的作用力與制動皮帶對導(dǎo)紙輥擺臂的作用力的方向相反。制動臂軸位于透明紙輪轂與輥軸之間，制動臂軸與輥軸均固定于機(jī)架上。于實(shí)際應(yīng)用中，對安裝孔的數(shù)量不作限制。

4 使用效果

如圖2 所示，將纏繞有透明紙的透明紙卷盒固定于透明紙紙架上，再將透明紙的一端從透明紙卷盒上開始以“S”型曲線的方式纏繞于多個導(dǎo)紙輥上，再纏繞式于輔助導(dǎo)紙輥上，輔助導(dǎo)紙輥固定于機(jī)架上。透明紙的另一端被壓緊輪壓緊傳動至切割刀的位置處，然后切割刀以設(shè)定的時間間隔將透明紙切割成固定規(guī)格尺寸的多個煙包透明紙，進(jìn)而包裝煙包。

固定好透明紙卷盒并將透明紙纏繞于導(dǎo)紙輥、輔助導(dǎo)紙輥上之后，透明紙對導(dǎo)紙輥擺臂產(chǎn)生向左的第一拉力F1，固定于導(dǎo)紙輥擺臂底部的拉簧對導(dǎo)紙輥擺臂產(chǎn)生向右的第二拉力F2。此時，啟動驅(qū)動裝置，與驅(qū)動裝置相連的轉(zhuǎn)軸隨之高速轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)軸上固定的透明紙輪轂與透明紙紙架與轉(zhuǎn)軸同步轉(zhuǎn)動，透明紙紙架上固定的透明紙卷盒轉(zhuǎn)動從而輸送透明紙。在此過程中，當(dāng)透明紙輪轂轉(zhuǎn)動變快時，透明紙的張緊力變小，透明紙對導(dǎo)紙輥擺臂產(chǎn)生的第一拉力F1 變小，導(dǎo)紙輥擺臂在第二拉力F2 的作用下繞輥軸順時針小幅度擺動，使得制動皮帶的張緊力變大，導(dǎo)致制動皮帶與透明紙輪轂之間的摩擦力變大，制動皮帶對透明紙輪轂的制動力變大，透明紙輪轂在制動力的作用下轉(zhuǎn)動變慢，透明紙的張緊力變大，透明紙對導(dǎo)紙輥擺臂的第一拉力F1 變大。當(dāng)?shù)谝焕1 大于第二拉力F2 時，導(dǎo)紙輥擺臂繞輥軸逆時針小幅度擺動，使得制動皮帶的張緊力變小，導(dǎo)致制動皮帶與透明紙輪轂之間的摩擦力變小，制動皮帶對透明紙輪轂的制動力變小，透明紙輪轂在制動力的作用下轉(zhuǎn)動變快，透明紙的張緊力變小，透明紙對導(dǎo)紙輥擺臂的第一拉力F1 變小，導(dǎo)紙輥擺臂繞輥軸順時針小幅度擺動。此后重復(fù)上述運(yùn)動。

綜上，在輸送透明紙的整個過程中，導(dǎo)紙輥擺臂繞輥軸勻速地進(jìn)行小幅度擺動，同時在制動皮帶的作用下，調(diào)整制動力，以保證透明紙的輸送更加平穩(wěn)。另外，當(dāng)制動皮帶變松張緊力不足時，松開安裝制動臂軸的螺母，順時針轉(zhuǎn)動制動臂軸，則可張緊制動皮帶。

圖3 改進(jìn)后的支座輥

5 結(jié)語

本文設(shè)計(jì)的CH 煙包透明紙防跑偏制動裝置，其結(jié)構(gòu)簡單、維修方便，采用制動皮帶代替原制動片，大幅度增加制動接觸面積，解決了透明紙輸送過程由于制動摩擦力過小或過大而導(dǎo)致透明紙左右跑偏的問題，使透明紙的輸送更加平穩(wěn)，從而保證被切割后的透明紙長度一致，降低了設(shè)備維修頻率，減少了維修人員的勞動量，提高了設(shè)備運(yùn)行效率和產(chǎn)品質(zhì)量，創(chuàng)造了一定的經(jīng)濟(jì)價值和社會效益。