橡膠產(chǎn)品包裝機(jī)的優(yōu)化設(shè)計(jì)與應(yīng)用

商 勇 劉 菲

（1.盛虹煉化（連云港）有限公司化工一部；2.中國(guó)石油蘭州石化分公司電儀事業(yè)部）

橡膠包裝機(jī)取袋組件、上袋組件和下膠組件的運(yùn)行情況會(huì)直接影響橡膠產(chǎn)品包裝生產(chǎn)的平穩(wěn)性。 包裝機(jī)一旦出現(xiàn)故障將導(dǎo)致包裝線停車(chē)，進(jìn)而造成前系統(tǒng)減產(chǎn)運(yùn)行，嚴(yán)重時(shí)會(huì)直接導(dǎo)致裝置前系統(tǒng)非計(jì)劃停車(chē)，造成不可估量的損失。

橡膠包裝機(jī)使用包裝袋將產(chǎn)品進(jìn)行包裝輸送，第1 道工序的設(shè)備是包裝機(jī)取袋組件，電氣控制取袋組件完成吸袋和取袋任務(wù)；第2 道工序?qū)⒊晒ξ〉陌b袋通過(guò)擺臂撐袋組件打開(kāi)包裝袋口，完成上袋前的準(zhǔn)備工作；第3 道工序，是通過(guò)電氣控制執(zhí)行元件氣缸驅(qū)動(dòng)擺臂組件完成上袋工序，延遲1 s 張口組件動(dòng)作，將輸送到位的包裝袋撐開(kāi)并定位，完成包裝機(jī)上袋動(dòng)作中的所有環(huán)節(jié)；第4 道工序是將已輸送至包裝機(jī)頂部翻膠器上的膠塊進(jìn)行垂直翻轉(zhuǎn)，讓膠塊垂直于水平面，完成下膠前的準(zhǔn)備工作；第5 道工序是包裝機(jī)接收膠塊和包裝袋到位信號(hào)，打開(kāi)翻膠器緩沖輥，進(jìn)行下膠裝袋工作，隨后送至夾口整形、封口單元，完成包裝工作。

包裝機(jī)工作過(guò)程涉及機(jī)、電、儀3 個(gè)專(zhuān)業(yè)，維護(hù)工作量較大，技術(shù)維護(hù)要求高，而且電氣控制類(lèi)問(wèn)題較少， 主要是機(jī)械執(zhí)行組件問(wèn)題較為突出。

1 橡膠包裝機(jī)的故障分析

擺動(dòng)板運(yùn)行故障。 擺動(dòng)板是連接大擺與氣缸的主要組件，通過(guò)銷(xiāo)軸將氣缸與大擺連接。 擺動(dòng)板上的3 個(gè)配合孔磨損，導(dǎo)致連動(dòng)件機(jī)械配合間隙過(guò)大，擺臂上的接近開(kāi)關(guān)檢測(cè)擋環(huán)不能準(zhǔn)確檢測(cè)大擺位置，造成大擺上袋不到位故障。

大擺氣缸動(dòng)力不穩(wěn)定。 原大擺氣缸動(dòng)力不足，為滿足上袋需求，將氣缸氣量調(diào)至最大，致使氣缸長(zhǎng)期滿負(fù)荷運(yùn)行，氣缸壁機(jī)械受損，造成上袋不到位或上袋緩慢故障，且氣缸備件的消耗量較大。

擺臂運(yùn)行阻力過(guò)量。 現(xiàn)用擺臂材料為普通碳鋼，強(qiáng)度較低，而且結(jié)構(gòu)笨重，無(wú)形中給上袋組件增加了阻力，給執(zhí)行氣缸帶來(lái)超負(fù)荷的負(fù)載工作量，造成氣缸易損壞，上袋緩慢故障。

取袋導(dǎo)向輪磨損卡阻。 包裝機(jī)取袋和吸袋過(guò)程都由氣缸帶動(dòng)取袋架完成包裝袋的吸取工作，在此過(guò)程中，為保持定位準(zhǔn)確，取袋架兩側(cè)裝有導(dǎo)向桿，導(dǎo)向桿運(yùn)動(dòng)過(guò)程中由導(dǎo)向輪控制調(diào)整取袋的位置，導(dǎo)向輪一旦磨損，與銷(xiāo)軸配合間隙就會(huì)過(guò)大，無(wú)法有效調(diào)校取袋架中位，造成吸袋錯(cuò)位故障。

包裝袋位置檢測(cè)錯(cuò)位。 包裝袋由人工放置于供袋盤(pán)上，其前、后位置沒(méi)有具體限位措施，人工放置造成袋子不對(duì)中，前、后位置不在吸袋盤(pán)中位，造成袋子被傾斜吸上取袋架，擺臂無(wú)法準(zhǔn)確打開(kāi)袋口，造成吸袋錯(cuò)位故障。

翻膠器調(diào)整組件機(jī)械失效。 翻膠器調(diào)整組件的作用是依據(jù)膠塊厚度，人工調(diào)整翻膠器進(jìn)膠高度，其組件由調(diào)整桿、支撐板和定位塊構(gòu)成，調(diào)整桿磨損、 支撐板損壞及定位塊松動(dòng)等問(wèn)題都會(huì)導(dǎo)致翻膠器翻膠過(guò)程中產(chǎn)生較強(qiáng)的振動(dòng)， 調(diào)整組件將失去功能，造成膠塊位置不正，出現(xiàn)卡膠故障。

2 橡膠包裝機(jī)本體結(jié)構(gòu)改造優(yōu)化

2.1 擺動(dòng)板擴(kuò)孔并加裝石墨銅套

原擺動(dòng)板配合孔與銷(xiāo)軸直接接觸運(yùn)動(dòng)，擺動(dòng)板本體磨損嚴(yán)重。

為了消除擺動(dòng)板磨損， 增加機(jī)械配合精準(zhǔn)度，將原配合孔φ18 mm、φ16 mm、φ14 mm 增擴(kuò)為φ24 mm、φ22 mm、φ20 mm， 設(shè)計(jì)加裝φ24 mm×φ18 mm×10 mm、φ22 mm×φ16 mm×10 mm、φ20 mm×φ14 mm×15 mm 的石墨銅套，增加內(nèi)部潤(rùn)滑，抑制機(jī)械磨損，如圖1 所示。

圖1 擺動(dòng)板擴(kuò)孔

2.2 擺臂氣缸改型

原大擺氣缸的型號(hào)是MBB50-50 和MBB50-250，氣缸動(dòng)力不足。

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研，優(yōu)化氣缸選型，選用MBB63-50 型和MBB63-250 型氣缸（圖2），以增加執(zhí)行動(dòng)力，減少上袋不到位和上袋緩慢故障，降低氣缸材料消耗。

圖2 擺臂氣缸改型

2.3 優(yōu)化擺臂結(jié)構(gòu)

原擺臂結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上存在缺陷， 大擺自身較重，使用普通碳鋼加工制作，強(qiáng)度較低。

為降低擺臂重量，在保持配合尺寸不變的情況下，保證包裝袋不受損傷，將擺臂桿由75 mm×45 mm 降低為70 mm×40 mm， 同時(shí)優(yōu)化撐袋兩臂，采用45 號(hào)鋼制作，并進(jìn)行熱處理，以增加機(jī)械強(qiáng)度，如圖3 所示。

圖3 擺臂結(jié)構(gòu)改造前、后對(duì)比

2.4 優(yōu)化導(dǎo)向輪結(jié)構(gòu)并加裝軸承

原取袋導(dǎo)向輪組件主要是尼龍導(dǎo)向輪與銷(xiāo)軸配合運(yùn)動(dòng)，運(yùn)行中尼龍導(dǎo)向輪與銷(xiāo)軸配合面直接接觸運(yùn)動(dòng)，因磨損致使間隙過(guò)大，造成導(dǎo)向不準(zhǔn)。

將原尼龍導(dǎo)向輪配合孔由φ14 mm 增擴(kuò)至φ19 mm，銷(xiāo)軸配合面尺寸φ14 mm 改造為φ10 mm，并鑲嵌兩套6800-2RS 軸承，增加防磨措施， 降低尼龍導(dǎo)向輪磨損消耗和導(dǎo)向不準(zhǔn)問(wèn)題，如圖4 所示。

圖4 尼龍導(dǎo)向輪改造對(duì)比

2.5 優(yōu)化供袋盤(pán)結(jié)構(gòu)并加裝包裝袋限位板

供袋盤(pán)是存放包裝袋的部件，主要由人工放置袋子，放置過(guò)程中操作誤差較大，每次位置不同，造成取袋不準(zhǔn)。

為降低人工放袋誤差，采用2 mm 厚的鐵板，設(shè)計(jì)制作180 mm×150 mm×2 mm 限位板，安裝于供袋盤(pán)前端（圖5），放置包裝袋時(shí)，袋口緊貼限位板就剛好滿足取袋要求。

圖5 供帶盤(pán)加裝限位板

2.6 優(yōu)化翻膠器調(diào)整組件結(jié)構(gòu)增加機(jī)械強(qiáng)度

原翻膠器組件機(jī)械強(qiáng)度低、抗磨性差，支撐板厚度僅8 mm。

現(xiàn)選用45 號(hào)鋼16 mm 厚的板材加工支撐板，對(duì)調(diào)整桿定位塊設(shè)計(jì)M8 mm 的頂絲孔，便于固定調(diào)整桿位置，防止頻繁晃動(dòng)造成磨損，并整體對(duì)支撐板、定位塊、調(diào)整桿進(jìn)行熱處理，增加組件的機(jī)械強(qiáng)度和抗磨強(qiáng)度，如圖6 所示。

圖6 翻膠器調(diào)整組件結(jié)構(gòu)

3 結(jié)束語(yǔ)

本次優(yōu)化改造已經(jīng)在某橡膠生產(chǎn)線投用，設(shè)備包裝機(jī)每年消耗材料可直接節(jié)約50%左右，降低了設(shè)備故障率，抑制備件消耗，提高了橡膠包裝機(jī)的包裝效率。 改造優(yōu)化是結(jié)合原來(lái)設(shè)備的運(yùn)行狀況，找到攻破點(diǎn)，對(duì)存在的設(shè)備缺陷進(jìn)行分析并優(yōu)化改造，投用效果良好，具有一定的推廣意義。