YB618大盒吸风嘴的改进

YB618大盒吸风嘴的改进

刘振鹏  梁可

山东中烟工业有限责任公司青岛卷烟厂   山东省青岛市  266100

摘要：

ZB48硬盒超高速包装机组是上海烟草机械有限公司生产的超高速硬盒卷烟包装设备，是目前我厂生产硬盒卷烟产品的主要机型。YB618包装机是ZB48的组成部分，主要完成烟条条盒纸及条外透明纸的包装。在实际生产中，我们针对经常出现的无条盒纸、条盒纸堵塞、条盒纸折角等缺陷情况，从条盒吸取和成型原理分析，改进了YB618包装机条盒吸风嘴及吸风嘴座，取得了良好的效果，有效减少了条盒缺陷的产生，且提高了生产效率。

关键词：ZB48，YB618，条盒吸风嘴

1. 问题分析

YB618包装机条盒纸的吸取方式为翻转式吸取，如图1所示。吸嘴3吸住条盒叠1中最底部一张条盒纸的左端，然后沿送纸方向运动，同时翻转180º，将条盒纸的左端交递给送纸辊4，之后吸嘴3按原路径返回到条盒纸叠1最底部一张条盒纸的左端，完成一张条盒纸的吸取动作。其中，条盒纸叠1放置在商标纸库内。

1.条盒纸叠   2.条盒商标纸库    3.吸嘴    4.送纸辊

图1 条盒纸吸取动作的示意图

在生产过程中，YB618条包机经常会出现烟条无条盒纸、条盒纸堵塞、条盒纸折角不良等不良情况的发生。经过对YB618包装机的条盒供应系统进行观察，发现吸风嘴吸取条盒纸时，存在吸不住和吸取歪斜的情况，从而造成上述不良情况的发生。针对这一情况，我们对条盒吸取故障停机次数、停机时间及所产生的废品烟条数量进行一个月（2023年3月）的统计。

根据统计数据，平均每台设备每天因条盒吸取故障造成停机14次，每天每台设备处理条盒吸取故障时间28分钟，每天每台设备处理废品烟条54条。由此可见，条盒吸取故障问题严重影响了设备的有效作业率，增加了成本的消耗，急需得到解决。

2.改进设计

2.1原因分析

通过对吸风嘴部位进行观察研究，发现条盒纸吸不住和吸取歪斜的原因在于吸嘴变形漏气和吸嘴吸力不足。

2.1.1椭圆吸嘴变形分析

如图2所示，原YB618包装机条盒吸风嘴为长椭圆形，材料为橡胶，吸嘴在吸风嘴座上只有中心点负压孔处有支撑，吸嘴在吸取条盒时在负压及压力的作用下存在两种变形——唇口变形（图3a）和整体变形（图3b）。

吸嘴在吸取条盒时，唇口棱角处易发生变形变得不平整，容易产生漏气，造成吸力不足导致条盒吸取不稳；而吸嘴1的支撑在中心负压孔处，两端无支撑，在压力的作用下，吸嘴的两端会变形翘起来，导致吸力不足，造成条盒吸取不下或吸取歪斜。

1.长椭圆吸嘴  2.吸风嘴座

图2  椭圆吸嘴示意图

图3  椭圆吸嘴唇口变形和整体变形

2.1.2椭圆吸嘴吸力分析

真空吸盘水平吸取吸力计算公式：

式中W为吸力（N）；P为真空度（-KPa）；C为吸盘面积（cm2）

根据测量，椭圆吸嘴长轴A=3cm，短轴B=1cm，面积为cm2

真空度P为-50KPa，带入数据后计算，可得一个椭圆吸嘴的吸力为1.2kg，两个吸嘴吸力为2.4kg。

条盒纸料斗储纸量为100-600张条盒纸，单张条盒纸重量约22g，一叠条盒纸叠重量为2.2kg~13.2kg，μ为条盒纸的静摩擦系数，查阅资料可知μ≈0.187，则吸取纸叠最底层一张条盒需克服的摩擦力：

当料斗的最大料位600张条盒纸时需克服的最大摩擦力为2.46kg，而两个吸嘴最大的吸力为2.4kg，Wmax。

所以，当条盒纸料斗满料时，吸嘴吸力是不足的，这就容易造成条盒吸不下或吸取歪斜。

通过以上分析，我们可以总结YB618产生烟条无条盒纸、条盒纸堵塞、条盒纸折角不良等问题的原因：

①吸嘴唇口变形漏气，导致吸力不足；

②吸嘴整体变形漏气，导致吸力不足；

③吸嘴工作面积小，吸力不足。

2.2改进方案

根据原因分析，我们围绕吸嘴变形和吸力不足两个原因对设备吸风嘴部位进行改进。在烟草行业包装机械中，FOCKE408包装机的条盒纸吸取方式与YB618包装机相似，我们分析认为可以参照FOCKE408包装机的圆形条盒吸嘴方案，对YB618包装机的椭圆形条盒吸嘴进行改进。

2.2.1圆形吸嘴变形验证

FOCKE408条盒包装机吸嘴为正圆形，无棱角且唇口平整，在负压作用下唇口变形较小；吸嘴套在吸盘座上，且吸盘座上开有负压槽，使吸力更加集中；吸盘座为金属件，支撑整个吸嘴，保持吸嘴整体不变形。

以上特征使吸风嘴不易变形，可具有足够的吸力，保证条盒吸取稳定。

2.2.2圆形吸嘴吸力大小验证

我们所采用的圆形吸嘴的直径为2cm，根据真空吸盘水平吸取吸力计算公式，带入数据计算后得到一个圆形吸嘴的吸力为1.6kg，两个吸嘴吸力为3.2kg。而吸取纸叠最底层一张条盒需克服的摩擦力：f= 0.41kg~2.46kg

不难看出，>fmax，该圆形吸嘴可以满足YB618包装机的吸力要求。

2.3吸嘴座改进设计

经过观察比对，YB618包装机吸风嘴在吸嘴座上的位置相较于FOCKE408包装机要靠后，为了保证吸嘴吸取条盒时的位置不变，不能直接采用FOCKE408包装机的吸嘴座代替YB618的吸嘴座，于是我们对吸风盘座进行了重新测绘设计（如图4）。

图4  吸风盘座设计图纸

3.应用效果

改进后的YB618吸取鼓上机后设备运行正常，条盒吸取效果也有较好改善。我们对条盒吸取故障停机次数、停机时间及所产生的废品烟条数量进行一个月（2023年8月）的调查统计，改进后平均每台设备每天因条盒吸取故障造成停机1.5次、每天每台设备处理条盒吸取故障时间1.5分钟、每天每台设备处理废品烟条6条，由此可见，改进效果良好。

4.小结

新的条盒吸风嘴具有以下优点：结构简单，吸取稳定，故障率低；有吸嘴座保护，可有效避免吸嘴变形，可延长吸嘴使用寿命；更换方便，用时更短。

通过以上改造方案对设备进行改进后，有效降低了产品质量缺陷，设备运行速度达到80条/分正常运行，设备有效作业率得到提高，达到了预期改造目的。目前ZB48国内主流超高速包装机型，因此具有一定的推广价值。