卷煙包裝機(jī)條煙人工分揀系統(tǒng)的改進(jìn)與應(yīng)用

雷國星 喻樹洪 王文鼎 易文超

（湖南中煙工業(yè)有限責(zé)任公司長沙卷煙廠，長沙 410014）

FOCKE701 型包裝機(jī)組是德國佛克（FOCKE）公司生產(chǎn)的硬盒硬條包裝機(jī)組，采用雙路直包包裝方式，包裝速度為每分鐘1 000 包[1]。ZB48 型包裝機(jī)組是中國煙草總公司引進(jìn)德國佛克（FOCKE）公司技術(shù)，由中煙機(jī)械技術(shù)中心有限責(zé)任公司和上海煙草機(jī)械制造有限責(zé)任公司制造的高速雙軌包裝機(jī)組，是當(dāng)前國內(nèi)卷煙工業(yè)企業(yè)廣泛使用的一種超高速包裝設(shè)備，額定包裝速度為每分鐘800 包[2]。上述兩種包裝機(jī)的出口有兩個(gè)方向：一個(gè)對接自動條煙輸送系統(tǒng)，另一個(gè)對接人工分揀系統(tǒng)。正常情況下，出口對接自動條煙輸送系統(tǒng)，條煙被輸送至自動裝箱工序；當(dāng)自動條煙輸送系統(tǒng)出現(xiàn)故障或關(guān)鍵時(shí)間段需要加強(qiáng)質(zhì)檢時(shí)，出口對接人工分揀系統(tǒng)，由人工進(jìn)行條煙裝箱。在生產(chǎn)使用過程中，條煙在進(jìn)入人工分揀系統(tǒng)時(shí)經(jīng)常出現(xiàn)堵塞的情況，嚴(yán)重影響產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率。通過研究人工分揀系統(tǒng)的工作原理，分析條煙堵塞的主要原因，采用改進(jìn)條煙下落滑道及抬高條煙輸送皮帶輪等方法，以減少條煙堵塞次數(shù)，增加條煙運(yùn)行的姿態(tài)穩(wěn)定性，減少因煙姿不當(dāng)而引起的分揀故障[3]，提高設(shè)備運(yùn)行效率。

1 人工分揀系統(tǒng)的組成及工作原理

FOCKE701 型包裝機(jī)和ZB48 型包裝機(jī)人工分揀系統(tǒng)主要由第一水平輸送裝置、條煙下落翻轉(zhuǎn)裝置、第二水平輸送裝置、分揀推板裝置以及分揀平臺組成，如圖1 所示。

當(dāng)需要人工分揀條煙時(shí)，條煙由第一水平輸送裝置輸送至條煙下落翻轉(zhuǎn)裝置，在這里條煙由水平側(cè)臥狀態(tài)變?yōu)樨Q立狀態(tài)并依靠自重下落，經(jīng)過條煙下落翻轉(zhuǎn)裝置之后，條煙姿勢翻轉(zhuǎn)為水平直立狀態(tài)。此時(shí)，條煙再經(jīng)過第二水平輸送裝置輸送至分揀推板裝置。分揀推板裝置處有一塊擋煙板對條煙進(jìn)行限位，即條煙運(yùn)行至擋煙板處停止，而后由分揀推板一左一右推入分揀平臺進(jìn)行分流，最后在分揀平臺以水平直立狀態(tài)由人工進(jìn)行裝箱。

在實(shí)際生產(chǎn)過程中，條煙經(jīng)常在下落翻轉(zhuǎn)裝置和分揀推板裝置處發(fā)生擠壓變形甚至堵塞，影響產(chǎn)品質(zhì)量和設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定性。根據(jù)對卡壞的條煙進(jìn)行分析可知，其中85%的卡壞條煙是條煙運(yùn)行不到位引起的[4]。當(dāng)檢測器感應(yīng)到通道堵塞后，會發(fā)出指令使設(shè)備緊急停機(jī)。一方面，條煙堵塞停機(jī)會造成成本浪費(fèi)。統(tǒng)計(jì)顯示，該部位每次緊急停機(jī)會剔除6 條煙，再加上卡壞的條煙，每次停機(jī)約會造成10 條煙的浪費(fèi)。另一方面，頻繁的堵塞和緊急停機(jī)也會對設(shè)備上的皮帶、軸承及電機(jī)等造成一定的損傷，給操作和維修人員帶來了不便，影響設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性。

2 條煙堵塞原因分析

2.1 條煙下落翻轉(zhuǎn)裝置

條煙在第一水平輸送裝置處為水平側(cè)臥狀態(tài)，而水平直立狀態(tài)的條煙更便于人工分揀，所以在條煙下落處需要有一個(gè)翻轉(zhuǎn)裝置調(diào)整條煙姿勢。條煙下落翻轉(zhuǎn)裝置由多根金屬條扭曲而成。在條煙前進(jìn)的方向上，條煙4 個(gè)側(cè)面均受到金屬導(dǎo)條的約束，其橫截面形狀的變化使條煙姿勢發(fā)生扭轉(zhuǎn)。在實(shí)際生產(chǎn)過程中，由于條煙自由落體的沖擊，金屬條容易出現(xiàn)磨損和變形。而該條煙下落翻轉(zhuǎn)通道對金屬條的扭曲形狀和位置要求極高，稍有變化就容易導(dǎo)致條煙4 個(gè)側(cè)面受力不均。在設(shè)備運(yùn)行過程中，條煙受力不均時(shí)，輕則出現(xiàn)條煙劃痕或碰傷，重則易導(dǎo)致條煙卡在金屬條之間引起通道堵塞。當(dāng)金屬條產(chǎn)生磨損和變形后，很難將其校準(zhǔn)至正常狀態(tài)。維修人員有時(shí)采用粘貼紙帶的方式降低摩擦力，進(jìn)而減少條煙與扭曲金屬導(dǎo)條之間的接觸摩擦力，減少卡滯現(xiàn)象。但是，這只能暫時(shí)緩解條煙堵塞，不能從根本上解決問題。

2.2 條煙分揀推板裝置

條煙經(jīng)過下落翻轉(zhuǎn)裝置后，在下落慣性和第二水平輸送裝置的雙重作用下繼續(xù)向前輸送至條煙分揀推板裝置。分揀推板裝置由分道氣缸和推煙板組成，擋煙板組件由擋煙板和到位傳感器組成[5]。當(dāng)傳感器感應(yīng)到條煙到位后，分揀推板對到來的條煙進(jìn)行左右分流。在實(shí)際生產(chǎn)過程中，由于擋煙板和條煙本身存在一定的彈性，條煙到位后可能會發(fā)生反彈（見圖2），導(dǎo)致分揀推板動作時(shí)條煙位置不正確，造成條煙卡阻。

3 改進(jìn)方法

3.1 改進(jìn)條煙下落翻轉(zhuǎn)裝置

為改進(jìn)條煙下落翻轉(zhuǎn)裝置，重新設(shè)計(jì)了條煙姿勢調(diào)整滑道，采用整體式固定導(dǎo)向塊（見圖3），將條煙姿勢調(diào)整的方式由封閉式改為開放式。條煙進(jìn)入開放式滑道后，滑道的形狀使條煙一側(cè)緩慢抬高，直至條煙翻轉(zhuǎn)90°，由橫臥狀態(tài)變成豎立狀態(tài)。該滑道裝置的側(cè)擋板對條煙進(jìn)行限位和保護(hù)，確保條煙能被正常送入第二水平輸送裝置。相比于改進(jìn)前的金屬導(dǎo)條，固定式導(dǎo)向塊對條煙的約束更少，條煙活動空間更大。此外，固定式導(dǎo)向塊不易磨損和變形，條煙在此處堵塞的次數(shù)大幅降低，提高了條煙輸送穩(wěn)定性。

3.2 抬高第二水平輸送裝置皮帶輪

針對條煙在擋煙板處反彈的問題，可以調(diào)整第二水平輸送裝置的通道寬度，夾緊側(cè)擋板，以提升其對條煙的減速效果，降低條煙從第二水平輸送裝置輸出時(shí)的速度，減少條煙反彈勢能。但是，該項(xiàng)調(diào)整難以精準(zhǔn)控制調(diào)整量，且調(diào)整效果受條盒和透明紙輔料影響大。當(dāng)輔料表面摩擦力發(fā)生變化時(shí)，還需重新調(diào)整。確定了抬高皮帶輪的改進(jìn)方式后，還需要確定抬高的高度。高度過高會導(dǎo)致條煙在此處下跌，造成條煙碰傷質(zhì)量缺陷；高度過低則起不到改進(jìn)效果。通過設(shè)置不同的高度參數(shù)進(jìn)行試驗(yàn)，觀察運(yùn)行效果，結(jié)果見表1。最終選定高度10 mm，既確保改進(jìn)效果，又不造成質(zhì)量缺陷。

表1 皮帶輪抬高高度參數(shù)試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)表

由于將第二水平輸送皮帶輪抬高后，原分煙推板將與皮帶輪產(chǎn)生干涉，于是相應(yīng)的將分煙推板的前端縮短30 mm，使其在保證分流效果的同時(shí)，不與皮帶輪發(fā)生干涉。

4 改進(jìn)效果

通過對長沙卷煙廠6 臺設(shè)備進(jìn)行跟蹤對比，改進(jìn)前后人工分揀系統(tǒng)的條煙堵塞次數(shù)統(tǒng)計(jì)如表2 所示?？梢?，人工分揀系統(tǒng)條煙堵塞的次數(shù)由改進(jìn)前的平均每天8 次下降至0.5 次，有效解決了人工分揀系統(tǒng)條煙堵塞的問題，降低了條煙劃傷的質(zhì)量隱患。因人工分揀系統(tǒng)引起的擠壓變形的條煙大為減少，有效減少了操作工的勞動量[6]，提高了FOCKE701 型包裝機(jī)和ZB48 型包裝機(jī)設(shè)備運(yùn)行效率。

表2 改進(jìn)前后條煙堵塞次數(shù)對比

5 結(jié)語

對條煙人工分揀系統(tǒng)的改進(jìn)達(dá)到了預(yù)期效果，F(xiàn)OCKE701 型包裝機(jī)和ZB48 型包裝機(jī)出口人工分揀系統(tǒng)的堵塞次數(shù)大幅降低，由改進(jìn)前的平均每天8 次下降至0.5 次，有效減少了操作工的勞動量，提高了設(shè)備運(yùn)行效率。