YB55型包装机叠包装置分析及改进

YB55型包装机叠包装置分析及改进

尚建华

河南中烟许昌卷烟厂

摘要：YB55型包装机中叠包装置，由于其设计缺陷，在生产过程中容易出现小包透明纸折角不良、连包等故障，通过观察、分析研究烟包活动挡块机构的工作原理，结构特点，从而找出该部位可能存在的设计缺陷。有针对性地提出一些解决方法和措施，并对该部位烟包活动挡块机构中某些零件进行局部改进和更换，较好地克服了该部位的设计缺陷，缩短了设备维修时间，提高了工作效率，保证了产品质量，取得了显著效益。

关键词：YB55型包装机 叠包装置 连包 烟包活动挡块 扭力弹簧 压缩弹簧

引言

ZB45硬盒硬条包装机组是上海烟机引进消化吸收意大利GD公司技术生产的产品。该机具有良好的包装质量，稳定的性能，较快的包装速度和较高的自动化程度，良好的人机界面等优点，它也是目前我国卷烟包装设备的主流机型。但在实际生产使用过程中，由于设备本身的设计思路，工作原理及其各工作执行机构的工作性质与结构特点,仍然出现了许多问题，透明纸顶底折角不良及上下两包粘连就是其中一个较为突出的工艺故障。

1.1 叠包装置结构分析

叠包装置主要由轴，导向块，叉形杆，提升推板，固定板，叠包架，弹簧，活动块，挡板等组成。当凸轮趋向降程时，推板向下运动，当后一烟包随推板向上运动，并堆叠在上一烟包下面，这时，两烟包都已完成了透明纸包裹的全部折叠和叠包，输出转盘部分上的推烟器将烟包推到热封装置进行烟包顶底的透明纸热封。

1.2 叠包装置烟包活动块机构设计缺陷

由叠包装置的传动方式和工作原理可以看出，顶杆带动烟包每向上运动一次，因烟包长度大于前后叠包架烟包活动块之间的距离（无烟包经过时扭簧弹力作用下的烟包活动块），烟包都要触及前后活动块一次，为了完成烟包的正确提升，同时又要保证折叠好的透明纸形状，烟包每次触及前后活动块都要克服扭簧的压力，便于完成烟包的正确提升，同时又要保证折叠好的透明纸形状，当烟包提升板运动到向上的极限位置时，烟包下表面高出活动块的上表面，这时烟包提升板开始向下运动。烟包活动块在扭簧弹力作用下自动复位，提升到位的烟包被前后活动块托住，不会随提升板下降。原包装机CH叠包装置的活动挡块复位功能是依赖扭簧的压力来实现的，该扭簧的水平压臂作用在活动挡块上完成挡块的往复摆动功能，受其结构所限，在其作用过程中不可避免地发生扭簧压臂与活动挡块背面之间的滑动摩擦。按照420包/分的车速计算，可知烟包顶升杆的速度为420次/分，其频率达7次/秒，扭簧的高频次运动特性很容易造成扭簧水平压臂的磨损甚至疲劳断毁，且在活动挡块背面也急剧磨损，使活动挡块无法正常归位，由此导致小盒顶部和底部的透明纸产生折叠不良、上下两包粘连在一起等现象。

1.3设计缺陷带来的影响

1.3.1 造成零件磨损

受扭簧的安装方式和两条力臂的弹力共同影响，里外烟包活动块和里外折叠架与扭簧两条力臂接触的对应位置，分别磨损出两条较深的沟槽，这种磨损是不可修复的损伤，更换零件费工费时，提高了设备维修费用，降低了设备效率。

1.3.2 影响后续工序

零件磨损后影响扭簧的定位，使烟包活动块不能准确复位，活动块托不住已裹包好透明纸的烟包，烟包在自身重力作用下，随烟包顶升杆下降，导致折叠好的透明纸被强制剐蹭而脱位，使其与后续烟包的透明纸相重叠，经过烙铁热封后便会形成透明纸粘连，造成连包。扭簧磨损及断裂，烟包活动块的磨损，使堆叠好的两包裹包好透明纸的烟包的透明纸相互交叠在一起，经过顶底烙铁热封后便会形成透明纸粘连，造成连包。因本机组设计缺陷，热封好的烟包在转轮剔除站位前，相互粘连在一起的不合格烟包不能被正确检出，随烟包输出转轮越过剔除站位做180度旋转，被输出推杆推出转轮，做好进入下道工序的准备。

2分析原因摸索改进方案

2.1通过对扭力弹簧安装方式，着力点进行分析，发现其中最关键的因素就是扭簧与活动块之间存在滑动摩擦，GD公司当初设计时也考虑了这个问题，因此将扭簧设计为两个并在一起，这样就避免了扭簧与挡块点接触，变为线接触，且线的方向与滑动方向垂直，但是结果依然不理想。在这个理论的基础上设想过在扭簧连线出加装一个质地较硬的弹簧片，这样弹簧片就与挡块变为面接触，效果应该更好，可是实际实施发现加装弹簧片较困难，且不好固定，最重要的是依然存在滑动摩擦，减缓了磨损的速度。

2.2后来考虑用圆柱型压缩弹簧代替原来的扭力弹簧，使弹簧与烟包活动块由线接触变为面接触，活动块的每次摆动，只是压簧的压紧量在变化，在不改变叠包装置烟包活动块结构，功用的前提下，彻底消除了弹簧与活动挡块之间的滑动摩擦，烟包活动块受力更均匀，弹簧更易接受来自烟包顶底的冲击，冲击力减小，弹簧不易磨损和断毁，使用寿命延长。

3. 叠包装置烟包活动块机构改进

3.1

改进分析

改为圆柱型压缩弹簧。理论上可行性很强，但实施过程中也并非一帆风顺：由于压簧的选择不同，先装了一个，低速运行效果很好，高速时由于活动块受到烟包的冲击过大，而向里摆动幅度大时压簧脱落；继续加装压簧的数量至2个，全速运行时偶有发生脱落现象，最后加为3个压簧，所有试验的设备全速长期运行依然没有任何问题！该结构一方面可以使活动挡块自由摆动，保证叠包装置的正常功能；另一方面可以免除弹簧与活动挡块之间的损伤性摩擦，延长弹簧和活动挡块的使用寿命；同时可以有效避免叠包装置异常所引发的透明纸折叠不良或透明纸烟包粘连等质量问题。

3.2改进实施

3.11弹簧选用

因烟包长度分86（X1软包）和87.5（X2硬盒翻盖烟包）两种规格，对应的叠包装置前后烟包活动块之间的距离（在弹簧自由状态下）分别为80和81.5，这时的活动块内表面高出前后挡板内表面3mm;工作状态下即当烟包随提升杆向上直线运动时，烟包顶面和底面将活动块向两边推开，这时活动块与他上方挡块内表面处于同一平面内，为了满足这一要求，弹簧应有3mm的变形，即f=3mm，所受载荷为动载荷。考虑弹簧的定位方式，安装位置的限定等因素，经过查表计算选用直径为0.4的碳素弹簧钢丝缠绕，自由高度为11mm,有效圈数为11圈，弹簧外径为5.4，内径为4.8的圆柱型压缩弹簧。

3.2.2 弹簧安装及定位

把原机构中扭簧，螺钉拆掉，把叠包装置解体，然后在CH叠包装置折叠架上方内侧设计加工两个直径为6mm，深度为3mm的圆柱形定位孔。CH叠包装置活动挡块的旋转轴侧平面相对应上也设计有相同尺寸的两个圆柱形的定位孔，其分别与折叠架上所设计的定位孔相对应。最后参照GD调试说明书，安调试改造后的叠包装置，使之满足设备运行要求。

4.改进效果

将叠包装置改进后，经实际生产过程中使用验证，活动挡块不再磨损无需更换，只有当压簧疲劳到一定程度需要更换压簧，且极为简单，无需拆掉销轴，断簧取出放入新压簧即可，使用起来十分方便。

6 结论

经过以上技术分析和设备调整改进，通过较长时间对设备运行状况的观察，发现设备运行比较稳定，节约了设备维修时间，提高了设备有效作业率，提高了产品质量，降低了维修费用，提高了产品质量，最终达到了设备改造的预期效果。 参考文献

[1] 随机参考资料．GD X2包装机安装调试手册.上海烟草机械有限责任公司出品

[2]《机械设计手册》 中国机械工程学会设备与维修工程分会编委会编。北京：机械工业出版社，2002.1