GD包裝機(jī)組CH小盒透明紙制動(dòng)裝置的改進(jìn)

王永峰， 陳春忠， 余顯峰， 程衛(wèi)

（貴州中煙工業(yè)有限責(zé)任公司遵義卷煙廠，貴州遵義563003）

1 引言

GD包裝機(jī)組的小盒透明紙采用BOPP普通膜，在設(shè)備運(yùn)行中，由于CH小盒透明紙制動(dòng)裝置制動(dòng)片制動(dòng)效果不佳和材料等不確定因素，在透明紙松卷展開過程中，制動(dòng)阻力不穩(wěn)定，透明紙拉力不勻，造成剎車擺桿擺動(dòng)幅度過大，時(shí)常發(fā)生透明紙斷裂、跑偏、松卷過度產(chǎn)生堵紙、小盒漏底等現(xiàn)象。

2 透明紙輸送展開工作原理

圖1 改進(jìn)前CH煙包透明紙卷展開制動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)示意圖

GD包裝機(jī)組的CH小盒透明紙?jiān)谝欢▔毫ψ饔孟掠梢粚?duì)輸送展開輥向下輸送，并通過過渡輪、擺動(dòng)架拉動(dòng)透明紙卷盤架上的透明紙卷進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，透明紙卷轉(zhuǎn)盤架通過制動(dòng)片擠壓和釋放紙卷盤架剎車盤來完成紙卷的轉(zhuǎn)動(dòng)展開和停止［1］。改進(jìn)前CH煙包透明紙卷展開制動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)如圖1所示。制動(dòng)片1的擺動(dòng)位移受安裝在制動(dòng)體6上的剎車擺桿3控制，而透明紙松卷擺臂4的擺動(dòng)方向及幅度通過軸承靠輪的杠桿原理作用于剎車擺桿3。當(dāng)透明紙拉力增大，透明紙松卷擺臂4被拉向下并擠壓剎車擺桿3使得制動(dòng)片1離開紙卷盤架剎車盤，透明紙?jiān)诤罄m(xù)輸送輥的拉力作用下拉動(dòng)透明紙卷轉(zhuǎn)盤架轉(zhuǎn)動(dòng)，達(dá)到展開透明紙的目的。當(dāng)透明紙卷展開過多時(shí)，透明紙張力下降，透明紙松卷擺臂4在拉簧5的作用下向上擺動(dòng)，同時(shí)經(jīng)拉簧2拉力的作用轉(zhuǎn)動(dòng)制動(dòng)體6，使制動(dòng)片1擠壓紙卷盤架剎車盤，在紙卷盤架剎車盤與制動(dòng)片1間摩擦阻力的作用下實(shí)現(xiàn)紙卷盤架剎車盤的減速和制動(dòng)。通過透明紙張緊力的不斷變化控制制動(dòng)片1與紙卷盤架剎車盤的壓力，保證小盒透明紙的正常輸送。

在設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，對(duì)拉簧2和拉簧5的拉力分別進(jìn)行調(diào)節(jié)，使透明紙松卷擺臂4基本保持平穩(wěn)，保證了透明紙?jiān)诶ζ椒€(wěn)的狀態(tài)下展開輸送。通過調(diào)整制動(dòng)體6上拉簧2的拉力來調(diào)節(jié)制動(dòng)片1與紙卷盤架剎車盤的壓力，達(dá)到摩擦阻力與展開速度相對(duì)平穩(wěn)的目的。另外，通過調(diào)節(jié)透明紙松卷擺臂4上拉簧5的拉力，使之達(dá)到理想的透明紙松卷擺臂擺動(dòng)阻尼力，實(shí)現(xiàn)透明紙松卷擺臂動(dòng)態(tài)平穩(wěn)擺動(dòng)。

3 透明紙輸送不穩(wěn)的原因分析

在設(shè)備運(yùn)行時(shí)，透明紙的展開輸送過程可以通過調(diào)節(jié)拉簧來實(shí)現(xiàn)透明紙松卷擺臂的動(dòng)態(tài)平穩(wěn)，但實(shí)際運(yùn)行效果不佳，易出現(xiàn)紙卷盤架剎車盤制動(dòng)阻力不穩(wěn)，透明紙拉力不勻，造成剎車擺桿擺動(dòng)幅度過大，時(shí)常發(fā)生透明紙斷裂、跑偏、松卷過度產(chǎn)生堵紙、小盒漏底等現(xiàn)象。經(jīng)分析造成該現(xiàn)象因素主要有如下兩點(diǎn)：

3.1 制動(dòng)片制動(dòng)效果不佳

在設(shè)備運(yùn)行過程中，通過制動(dòng)片與紙卷盤架剎車盤之間的摩擦力實(shí)現(xiàn)對(duì)紙卷盤架剎車盤制動(dòng)，同時(shí)，可以通過調(diào)節(jié)制動(dòng)裝置中拉簧的拉力實(shí)現(xiàn)對(duì)制動(dòng)摩擦力大小的控制，實(shí)現(xiàn)控制減速制動(dòng)的快慢節(jié)奏。因此制動(dòng)效果的好壞很大程度上是由制動(dòng)片與紙卷盤架剎車盤之間的摩擦效果所決定。但改進(jìn)前制動(dòng)片與紙卷盤架剎車盤的摩擦接觸面積為765mm2，接觸面較小，制動(dòng)效果較差。

改進(jìn)前制動(dòng)片材質(zhì)為硬質(zhì)石棉材料，其摩擦系數(shù)較高［2］，使得制動(dòng)過程缺乏柔性。另外，硬質(zhì)石棉材料容易磨損，時(shí)間長(zhǎng)容易引起老化［3］，影響制動(dòng)的穩(wěn)定性。因此，在設(shè)備運(yùn)行過程中，由于制動(dòng)片的制動(dòng)效果不佳難以確保紙卷盤架剎車盤與透明紙展開輸送速度相符，造成透明紙輸送不穩(wěn)。

3.2 透明紙卷的直徑和重量的可變性

GD包裝機(jī)組的小盒透明紙采用BOPP普通膜，其規(guī)格為120mm×2400m。在生產(chǎn)過程中，透明紙卷的直徑和重量會(huì)隨著使用時(shí)間而不斷地發(fā)生變化，使得透明紙的展開速度波動(dòng)較大，給制動(dòng)平穩(wěn)效果造成了一定影響，即難以保證從一個(gè)全新紙卷到用完紙卷過程中透明紙展開的穩(wěn)定性。透明紙展開時(shí)常處于制動(dòng)摩擦力過大和過小兩種狀態(tài)，出現(xiàn)剎車擺桿的擺動(dòng)幅度過大和透明紙輸送不穩(wěn)定等現(xiàn)象。

圖2 改進(jìn)后煙包透明紙卷展開制動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)示意圖

4 改進(jìn)方法

改進(jìn)后的煙包透明紙卷展開制動(dòng)裝置示意圖如圖2所示。改進(jìn)后的制動(dòng)裝置采用軟制動(dòng)（即剎車帶）剎車方式，制動(dòng)靜態(tài)包角約為120°，實(shí)現(xiàn)大包角制動(dòng)，增大制動(dòng)裝置的摩擦接觸面，提高制動(dòng)裝置制動(dòng)效果，制動(dòng)帶材料選用耐磨性較好的牛皮帶［4］。根據(jù)制動(dòng)裝置的實(shí)際安裝要求，把制動(dòng)帶5一端固定在透明紙松卷擺臂7上，另一段繞過紙卷盤架剎車盤6固定在制動(dòng)裝置固定軸1上。制動(dòng)裝置固定軸1安裝在支座4上，且制動(dòng)裝置固定軸1與支座4上的孔為間隙配合，在蝶形彈簧3和旋轉(zhuǎn)螺母2的共同作用下帶動(dòng)制動(dòng)裝置固定軸1沿支座4上的孔左右運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)制動(dòng)帶5預(yù)松緊度的目的。當(dāng)透明紙松卷擺臂7繞擺臂固定軸8左右擺動(dòng)時(shí)，在蝶形彈簧3和拉簧9的作用下動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)制動(dòng)帶5的松緊程度，并使制動(dòng)帶5能緊貼于紙卷盤架剎車盤6上，實(shí)現(xiàn)制動(dòng)帶與紙卷盤架剎車盤之間摩擦力的柔性變化［5］，達(dá)到平穩(wěn)控制透明紙卷展開的目的。

為了便于制動(dòng)帶的安裝、固定和預(yù)松緊度的調(diào)整，設(shè)計(jì)一根制動(dòng)裝置固定軸，如圖3所示。

圖3 制動(dòng)裝置固定軸改進(jìn)加工示意圖

為了達(dá)到最佳的制動(dòng)效果，制動(dòng)帶寬度為25mm。另外，為了有效去除制動(dòng)帶接觸面上的積垢，在制動(dòng)帶中間設(shè)計(jì)的6個(gè)間距為70mm的圓孔（孔徑φ6），如圖4所示。

圖4 改進(jìn)后制動(dòng)帶

5 改進(jìn)效果

通過對(duì)GD包裝機(jī)組CH小盒透明紙制動(dòng)裝置的改進(jìn)，改變了原有制動(dòng)方式，由原來的硬質(zhì)石棉材質(zhì)的制動(dòng)片改為牛皮帶材質(zhì)的制動(dòng)帶。制動(dòng)帶在蝶形彈簧和制動(dòng)裝置固定軸的共同作用下，實(shí)現(xiàn)制動(dòng)帶與紙卷盤架剎車盤之間摩擦力的柔性變化，保證了透明紙輸送過程的平穩(wěn)性，避免因透明紙輸送不穩(wěn)而產(chǎn)生的制動(dòng)阻力不穩(wěn)定，透明紙拉力不勻，造成剎車擺桿擺動(dòng)幅度過大，出現(xiàn)透明紙斷裂、跑偏、松卷過度產(chǎn)生堵紙、小盒漏底等現(xiàn)象。

應(yīng)用效果表明，剎車擺桿始終能保持很小的擺動(dòng)幅度，且不受透明紙卷大小、不同心等的影響，平穩(wěn)可靠，透明紙展開拉力均勻性較好。消除了透明紙卷盤架在瞬間失去摩擦阻尼力約束現(xiàn)象和快速抱死現(xiàn)象，克服了剎車擺桿擺動(dòng)過大造成的透明紙跑偏、斷紙等問題，達(dá)到控制紙卷平穩(wěn)展開的目的。

6 結(jié)語

改進(jìn)后的CH小盒透明紙展開制動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，效果明顯，設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定，基本不需要維修保養(yǎng)，減輕了維修人員和操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，減少了調(diào)整處理異常事件的時(shí)間，提高了設(shè)備的運(yùn)行效率。另外，由于該制動(dòng)帶材料耐磨性好，使用壽命長(zhǎng)，同時(shí)減少了原材料損耗，保證了產(chǎn)品質(zhì)量。

［1］ 意大利GD公司.CH盒外透明紙包裝機(jī)使用說明書［G］.1994.

［2］ 趙海清，張嗣偉.石棉摩擦材料-鋼摩擦副材料轉(zhuǎn)移機(jī)理的實(shí)驗(yàn)研究［J］.石油大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），1989（6）：40-47.

［3］ 尤秀蘭，潘婉蓮，傅群，等.芳綸漿粕取代石棉摩擦材料的摩擦學(xué)性能［J］.化工學(xué)報(bào)，2005（11）：2219-2222.

［4］ 姚化利.帶式制動(dòng)器的新結(jié)構(gòu)與計(jì)算［J］.船舶，2008(6):39-43.

［5］ 徐灝.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)［M］.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2003.