YB95卷煙包裝機(jī)拉線穩(wěn)定性的改進(jìn)與應(yīng)用研究

彭碩，劉建華

（湖北中煙工業(yè)有限責(zé)任公司紅安卷煙廠，湖北 紅安 438400）

YB95卷煙包裝機(jī)是YB65型包裝機(jī)組的中下游機(jī)，關(guān)鍵進(jìn)行煙條的透明紙和拉線的包裝，拉線是作為一種外包裝盒拆裝專業(yè)工具和防偽手段，廣泛應(yīng)用于煙草商品外包裝盒行業(yè)。包裝機(jī)原條包透明紙拉線輸送卷軸是通過螺紋固定在條透拉線旋轉(zhuǎn)軸上，在拉線卷軸安裝和拆卸的時候都要把鎖緊錐套擰緊和松開。在擰緊的時候要控制好錐套的鎖緊度，松了固定不住，緊了會在設(shè)備高速運(yùn)行時甩壞拉線卷軸的塑料軸。該結(jié)構(gòu)有以下幾點(diǎn)缺陷：（1）操作工人更換卷軸時間長，操作程序繁瑣。（2）尤其在拉線卷軸快用完時，容易對塑料的破壞性增大，易造成拉線輸送的不穩(wěn)定。經(jīng)常有松脫現(xiàn)象，產(chǎn)生質(zhì)量不合格的產(chǎn)品。（3）由于在拉線沒用完的時候塑料軸就損壞了，從而造成了卷軸的無法正常使用，導(dǎo)致原材料的極大浪費(fèi)。綜上所述，生產(chǎn)企業(yè)迫切需要研究一種YB95包裝機(jī)拉線穩(wěn)定性裝置，實(shí)現(xiàn)對拉線卷筒的快速更換和鎖緊力的穩(wěn)定可控。

國內(nèi)卷煙企業(yè)已通過各種方式對YB95型包裝機(jī)拉線卷筒定位裝置進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)，用于縮短拉線卷筒的更換時間。有彈簧片或彈簧絲漲緊的方式、氣缸式漲緊方式、雙氣囊漲緊方式等，它們在不同程度上都有一些缺陷，使用效果不是很理想。彈簧片或彈簧絲漲緊結(jié)構(gòu)簡單、成本低，但是使用壽命短，時間長彈簧片或彈簧絲應(yīng)力失效，拉線卷軸漲不住，容易產(chǎn)生產(chǎn)品質(zhì)量缺陷。氣缸漲緊和雙氣囊漲緊方式結(jié)構(gòu)復(fù)雜，由于拉線卷軸的內(nèi)孔較小，氣缸式漲緊零件多、結(jié)構(gòu)緊湊，難以下手，不便于維修維護(hù)。研究擬設(shè)計一種氣囊式漲緊方式Y(jié)B95包裝機(jī)拉線穩(wěn)定性裝置，以期實(shí)現(xiàn)對拉線卷筒的快速更換和鎖緊力的穩(wěn)定可控，提高設(shè)備的有效作業(yè)率。

1 現(xiàn)狀調(diào)查

為了解拉線卷筒更換過程中設(shè)備停機(jī)時長的具體情況，對各機(jī)臺7名操作工更換拉線卷筒所用時長進(jìn)行統(tǒng)計，每人進(jìn)行4次現(xiàn)場測驗(yàn)，統(tǒng)計結(jié)果見表1。同時，為了解拉線更換過程中，YB95包裝機(jī)拉線穩(wěn)定性情況，對各機(jī)臺因拉線穩(wěn)定性引起的故障頻次進(jìn)行為期5周的統(tǒng)計，統(tǒng)計結(jié)果見表2。

表1 改進(jìn)前操作工更換拉線卷筒時長統(tǒng)計表

表2 改進(jìn)前拉線使用故障頻次統(tǒng)計表

由表1、2可知：在未改進(jìn)前，操作工更換拉線卷筒平均耗時120s；未改進(jìn)前，拉線穩(wěn)定性故障平均1.2次/周。從而使得設(shè)備效率降低、材料消耗增加。

2 原因分析

2.1 原YB95包裝機(jī)拉線裝置工作原理

如圖1所示，原YB95包裝機(jī)拉線裝置由直流電機(jī)1、拉線軸4、內(nèi)部錐套5、鎖緊錐套7組成。拉線軸4左側(cè)錐套為固定錐套，右側(cè)設(shè)有活動鎖緊錐套7，拉線卷6穿套在拉線軸4上，通過鎖緊錐套7螺紋鎖緊，兩側(cè)擠壓實(shí)現(xiàn)鎖緊定位。再通過直流電機(jī)1帶動錐齒輪2、3帶動拉線軸4轉(zhuǎn)動，從而實(shí)現(xiàn)供給動作。

圖1 YB95包裝機(jī)拉線裝置

2.2 耗時分析

通過對YB95包裝機(jī)拉線裝置操作步驟進(jìn)行分解分析，確認(rèn)耗時中關(guān)鍵要素分別為：（1）人為手動停機(jī)；（2）切斷在用拉線；（3）松開鎖緊錐套；（4）取下卷芯更換新拉線卷；（5）鎖緊錐套；（6）拉線經(jīng)導(dǎo)輥展開與條透明紙回合；（7）開機(jī)啟動。

統(tǒng)計7個機(jī)臺按標(biāo)準(zhǔn)操作步驟耗時，統(tǒng)計結(jié)果見表3。

表3 標(biāo)準(zhǔn)操作步驟耗時統(tǒng)計表

由表3可知，YB95包裝機(jī)拉線裝置，在更換拉線過程中，耗時最長步驟為（3）和（5），即松開與鎖緊錐套過程，占整體耗時84.04%。操作工在進(jìn)行兩項(xiàng)操作步驟時，需正向、反向且連續(xù)快速轉(zhuǎn)動鎖緊錐套28周，嚴(yán)重降低拉線更換效率，從而影響設(shè)備效率。

2.3 穩(wěn)定性分析

GD包裝機(jī)原條包透明紙拉線輸送卷軸是通過螺紋固定在條透拉線旋轉(zhuǎn)軸上，在拉線卷軸安裝和拆卸的時候都要把一個鎖緊錐套擰緊和松開。在擰緊的時候要控制好錐套的鎖緊度，松了固定不住，緊了還容易在設(shè)備高速運(yùn)行時甩壞拉線卷軸的塑料軸。

由上述分析可知，YB95包裝機(jī)原拉線裝置，通過鎖緊錐套進(jìn)行固定拉線卷，不僅是操作上不便利，更容易通過松緊力度不一，而造成YB95包裝機(jī)拉線裝置的穩(wěn)定性降低?；谝陨戏治?，原機(jī)拉線裝置因其設(shè)計拉線定位裝置不合理，使得操作過程中耗時長且力度無法精準(zhǔn)控制。

3 改進(jìn)方法

3.1 改進(jìn)思路

鎖緊方式和固定方式的合理設(shè)計是實(shí)現(xiàn)拉線快速更換工作的關(guān)鍵。試驗(yàn)采用氣囊式的方式來進(jìn)行拉線卷筒快換裝置的設(shè)計，氣囊式鎖緊方式同時具備定位、鎖緊功能，具有結(jié)構(gòu)簡單可靠、安裝快速、鎖緊力大、定位精度高等優(yōu)點(diǎn)。

3.2 設(shè)計方案

氣囊式緊式拉線卷筒定位裝置結(jié)構(gòu)如圖2所示，主要由氣囊、漲塊、底座、剎車輪、堵頭等組成，張緊裝置整體設(shè)計為圓柱形。氣動頂升漲緊閘塊用來支撐卷軸，而頂升漲緊閘塊靠氣囊的作用力控制張緊和松弛。

圖2 氣囊式緊式拉線卷筒定位裝置

常態(tài)時3個漲緊閘塊處于壓縮彈簧作用下的釋放位置，此時將拉線卷推入銅套式輥軸至定位擋盤，通過控制開關(guān)使氣囊至漲緊狀態(tài)，則漲緊裝置的漲緊塊通過氣囊將頂升漲緊閘塊彈起，拉線卷鎖定于輥軸。

3.3 卷筒安裝軸的設(shè)計

設(shè)計卷筒安裝軸主體長度235mm，材料采用45#鋼，卷筒安裝軸直徑設(shè)計為10mm，卷筒安裝軸設(shè)計圖如圖3所示。

圖3 卷筒軸設(shè)計圖

設(shè)計卷筒氣囊主體長度93mm，材料采用黑色橡膠，卷筒氣囊直徑設(shè)計為19mm，氣囊設(shè)計圖如圖4所示。在材料選擇上，黑色橡膠選擇聚烯烴熱塑性彈性體，其性能較好、密度較小、韌性較高、低溫抗沖擊性能較強(qiáng)、易于加工，且重復(fù)使用率高。

圖4 氣囊設(shè)計圖

卷筒內(nèi)芯內(nèi)徑尺寸30mm，安裝軸套上氣囊及漲塊后，徑向跳動控制在1mm以內(nèi)。

4 效果驗(yàn)證

完成氣囊式漲緊方式拉線快換裝置的加工組裝對改進(jìn)很有成效，對7臺套機(jī)組操作工再次進(jìn)行更換拉線卷筒停機(jī)時長統(tǒng)計，每人進(jìn)行4次測驗(yàn)，統(tǒng)計結(jié)果見表4。同時，為了解拉線更換過程中，YB95包裝機(jī)拉線穩(wěn)定性情況，對各機(jī)臺因拉線穩(wěn)定性引起故障頻次進(jìn)行為期5周的跟進(jìn)。

表4 改進(jìn)后操作工更換拉線卷筒時長統(tǒng)計表

由表4可知，YB95包裝機(jī)拉線裝置改進(jìn)為氣囊式漲緊方式后，更換拉線由改進(jìn)前平均耗時120s降至32s，同時跟進(jìn)5周的運(yùn)行穩(wěn)定性情況，均未出現(xiàn)因拉線更換運(yùn)轉(zhuǎn)出現(xiàn)故障停機(jī)。上述結(jié)果表明，該裝置大幅度降低操作工更換拉線時間，且其裝置穩(wěn)定性優(yōu)秀，有效保障了設(shè)備運(yùn)行效率。

5 結(jié)語

采用條透拉線卷軸氣動漲緊方式后，實(shí)現(xiàn)了拉線卷軸快速更換、快速漲緊，且定位準(zhǔn)確。在原有安裝空間中安裝拉線卷軸氣動漲緊裝置，改進(jìn)后設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定、操作簡單、固定可靠。在整個拉線輸送過程中，從大卷到最小卷一直都能夠穩(wěn)定的輸送拉線，拉線定位準(zhǔn)確牢固，輸送平穩(wěn)，保證了產(chǎn)品質(zhì)量，減少原先安裝和更換紙卷時的勞動強(qiáng)度，避免運(yùn)行時紙筒的相對位移，簡化安裝拉線卷軸的操作程序，縮短安裝和更換拉線卷軸的時間。