GDX1條盒透明紙拉線切割裝置的研制

任宏劍 胡新路

（河南中煙工業(yè)有限責任公司駐馬店卷煙廠 河南 駐馬店 463000）

0 前言

GDX1/X2 卷煙包裝機組是意大利GD 公司生產(chǎn)的卷煙包裝機，由于其在機械、電氣方面具有優(yōu)良的穩(wěn)定性和可靠性，便于維修，在20世紀80 年代， 中國煙草行業(yè)對GD 公司的GDX1 和GDX2 包裝機組進行了引進消化，在我國煙草工業(yè)企業(yè)中得到廣泛的應(yīng)用。 GDX1 包裝機組條包透明紙機的透明紙供給系統(tǒng)，因“U”型刀及對應(yīng)輥輪的磨損，使透明紙上粘附的拉線切割不完整或拉線切不斷、有時會造成設(shè)備運轉(zhuǎn)時透明紙走紙偏移、彎曲打卷甚至堵塞通道的現(xiàn)象。 不但增加了原輔材料的消耗,而且加大了操作工的勞動強度,影響設(shè)備的有效作業(yè)率。

1 原因分析

針對“U”型刀和對應(yīng)輥磨損比較快的問題進行分析。

圖1 拉線切割裝置安裝位置圖

結(jié)合原設(shè)備上的傳動原理及部件結(jié)構(gòu)，簡述條透明紙傳動示意簡圖如下：

如圖1 所示“U”型刀和對應(yīng)輥分別裝在軸1 和軸2 上，兩根軸上裝有一對齒數(shù)、模數(shù)均相同的齒輪,在主傳動的帶動下，作方向相反的嚙合運動，帶動“U”型刀和對應(yīng)輥對轉(zhuǎn)切割透明紙拉線。但是“U”型刀和對應(yīng)輥總是在同一點對透明紙進行拉線切割，這樣就會造成以下問題：

1.1 因維修工技能水平有差距，每次進行“U”型刀與對應(yīng)輥之間的間隙調(diào)整時，有的維修工費時較長，并且調(diào)整的位置也不最佳，不是造成”U”型刀與對應(yīng)輥磨損過快，就是拉線切割不完全，影響產(chǎn)品質(zhì)量

1.2 “U”型刀和對應(yīng)輥每分鐘切割40 次左右，而且還在同一位置切割，使對應(yīng)輥磨損很快并形成“U”型切槽

1.3 當對應(yīng)輥表面有切槽以后， 存在不規(guī)則毛刺， 反過來又會損傷“U”型刀刃

由于對應(yīng)輥材料為表面淬火鋼材， 表面硬度較高 （洛氏硬度HRC40－45），但韌性不足且耐磨性差。 而“U”型刀是由合金工具鋼制成，具有硬度高（洛氏硬度HRC 60 以上）耐磨性好、足夠的韌性。

當對應(yīng)輪長期受到“U”型刀切割沖擊，會導(dǎo)致淬火層磨損，（出現(xiàn)白色的切痕，而內(nèi)部材料的剛性不足，會導(dǎo)致透明紙及拉線切不斷。

從上述分析可以發(fā)現(xiàn)，由于設(shè)備自身設(shè)計的缺陷，使“U”型刀與對應(yīng)輥使用壽命短，調(diào)整和更換比較頻，備件耗用量較大。

2 實施措施

結(jié)合生產(chǎn)實際和本人多年的維修、操作經(jīng)驗，本著適用性、可靠性、經(jīng)濟性、針對性的原則對該傳動機構(gòu)進行改造。通過對該傳動機構(gòu)進行觀察、測繪、并查找資料進行分析和論證最后決定實施以下步驟：

2.1 作一個支承座用來安裝固定軸承擺動支座（圖2）

圖2 支承座

2.2 加工一軸承擺動支座，安裝軸承，考慮到“U”型刀刃口的寬度和安裝空間的限制以及不同型號軸承的工作原理， 選用軸承的型號為62200（圖3）

圖3 擺動支座

2.3 加工一個螺絲銷軸，用于把軸承固定在擺動支座的前端（圖4）

圖4 螺絲銷軸

2.4 加工兩個銅套（圖5），安裝在擺動支座的后端φ12 孔內(nèi)

圖5 銅套

2.5 加工一個銷軸（圖6），用于擺動支座和固定支承座的連接

圖6 銷軸

2.6 加工一個固定擋片，用于擺動支座的限位（圖7）

圖7 固定擋片

3 改造內(nèi)容

條盒透明紙拉線切割裝置包括具有安裝孔的支承座、擺動支座和高硬度高耐磨性的轉(zhuǎn)輪，擺動支座后部通過插銷與支承座鉸接，轉(zhuǎn)輪通過螺絲銷軸設(shè)在擺動支座前端，插銷和螺絲銷軸平行設(shè)置，支承座和擺動支座之間設(shè)有彈性機構(gòu)且具有活動間隙。

所述彈性機構(gòu)位于插銷和螺絲銷軸之間，包括沉頭螺絲、壓縮彈簧和擋片，支承座上設(shè)有螺孔，擺動支座上設(shè)有與螺孔對應(yīng)連通的凹槽，螺孔和凹槽的中心線與插銷垂直設(shè)置，沉頭螺絲與支承座上的螺孔螺紋連接，壓縮彈簧設(shè)在凹槽內(nèi)并與沉頭螺絲頂壓配合，擺動支座在凹槽背面開設(shè)有與插銷平行的限位槽，擋片設(shè)在限位槽內(nèi)，擋片兩端分別通過固定螺絲與支承座連接。

采用上述方案，拆下現(xiàn)有設(shè)備中的對應(yīng)輥，使用螺栓通過安裝孔將在支承座固定在導(dǎo)板下邊，并調(diào)整支承座的位置，使“U”型刀與軸承上下左右居中對齊，并與透明紙固定切刀上的凹口對中。 由于軸承的材料具有硬度高（洛氏硬度HRC61-65），耐磨性好、韌性強的特點，且“U”型刀每次進行切割時軸承隨著切刀旋轉(zhuǎn)，不會在軸承工作面的同一點切割， 這樣軸承的使用壽命比改進前原對應(yīng)輥的壽命提高數(shù)倍，同時,在彈性機構(gòu)的作用下，“U”型刀切割時受到的沖擊小，預(yù)計使用壽命也可以達到兩年以上，且出現(xiàn)透明紙拉線切割不完整或拉線切不斷的現(xiàn)象很少，同時設(shè)備故障停機時間大幅降低。

壓縮彈簧起到切割時降低沖擊力的作用，擋片安裝在固定支承座限位槽內(nèi)并固定在支承座上，起到限定擺動支座位置的作用。 銅套起到減輕插銷磨損的作用。 墊片起到密封軸承，防止灰塵雜質(zhì)進入影響轉(zhuǎn)動效果的作用。

4 具體實施方式

如圖8 所示，本實用新型的一種條盒透明紙拉線切割裝置，包括具有安裝孔12 的支承座1、擺動支座2 和高硬度高耐磨性的轉(zhuǎn)輪，該轉(zhuǎn)輪采用軸承7，優(yōu)選型號62200 的軸承，擺動支座2 后部通過插銷3與支承座1 鉸接，插銷3 外套有銅套4，軸承7 通過螺絲銷軸6 設(shè)在擺動支座2 前端，軸承7 兩個端面與擺動支座2 之間設(shè)有墊片11，插銷3 和螺絲銷軸6 平行設(shè)置，支承座1 和擺動支座2 之間設(shè)有彈性機構(gòu)且具有活動間隙13。

彈性機構(gòu)位于插銷3 和螺絲銷軸6 之間，包括沉頭螺絲9、壓縮彈簧8 和擋片5，支承座1 上設(shè)有螺孔14，擺動支座2 上設(shè)有與螺孔14 對應(yīng)連通的凹槽15， 螺孔14 和凹槽15 的中心線與插銷3 垂直設(shè)置，沉頭螺絲9 與支承座1 上的螺孔14 螺紋連接，壓縮彈簧8 設(shè)在凹槽15 內(nèi)并與沉頭螺絲9 頂壓配合，擺動支座2 在凹槽15 背面開設(shè)有與插銷3 平行的限位槽16，擋片5 設(shè)在限位槽16 內(nèi)，擋片5 兩端分別通過固定螺絲10 與支承座1 連接。

圖8 切割裝置結(jié)構(gòu)裝配圖

安裝使用時，拆下現(xiàn)有設(shè)備中的對應(yīng)輥，使用螺栓通過安裝孔12將在支承座1 固定在導(dǎo)板下邊，并調(diào)整支承座1 的位置，使“U”型刀與軸承上下左右居中對齊，并與透明紙固定切刀上的凹口對中。 由于軸承7 的材料具有硬度高（洛氏硬度HRC61-65），耐磨性好、韌性強的特點，且“U”形刀每次進行切割時軸承7 隨著切刀旋轉(zhuǎn)，不會在軸承工作面的同一點切割，這樣軸承7 的使用壽命比改進前原對應(yīng)輥的壽命提高數(shù)倍，同時,在壓縮彈簧8 的作用下，“U”形刀切割時克服壓縮彈簧8 的彈力，活動間隙13 縮小，當切割作業(yè)完成后，壓縮彈簧8 的彈力將擺動支座2 恢復(fù)原位，擋片5 起到限位擺動支座2 的作用，活動間隙13 恢復(fù)原狀。

5 效果分析

通過對拉線切割裝置中對應(yīng)輥的替換改進，節(jié)約了備件費用。 該傳動機構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單，零件數(shù)量少，承載能力強，運轉(zhuǎn)可靠，傳動精度高。改進后,由于軸承的材料具有硬度高，耐磨性好，足夠的韌性，且“U”型刀每次進行切割時軸承隨著切刀旋轉(zhuǎn)，不會在軸承工作面的同一點切割，這樣軸承的使用壽命比改進前原對應(yīng)輥的壽命提高數(shù)倍，預(yù)計至少可以使用兩年以上，同時“U”型刀切割時受到的沖擊小，根據(jù)改造后使用情況分析預(yù)計使用壽命也可以達到兩年以上。且出現(xiàn)透明紙拉線切割不完整或拉線切不斷的現(xiàn)象很少，同時設(shè)備故障停機時間大幅降低。 綜上所述，此次改進效果明顯，降低了備件的消耗，提高了設(shè)備的有效作業(yè)率，同時保證和提高了產(chǎn)品質(zhì)量，在生產(chǎn)過程中發(fā)揮了良好的作用。

［1］黃德良，主編.ZB25 型包裝機組[M].中國科學(xué)技術(shù)出版社，2001，12.

［2］范鐵楨，主編.煙機設(shè)備修理技師培訓(xùn)教材[OL]，2002，11.

［3］張永耀，主編.機械制圖[M].機械工業(yè)出版社，2001，7.

［4］初嘉鵬，胡建忠，主編.機械設(shè)計基礎(chǔ)[M].中國計量出版社，2009，2.