ZB45包装机剔除装置的设计与应用

ZB45包装机剔除装置的设计与应用

姜劲光  王贺伟  曾胜洋通讯作者

广西中烟工业有限责任公司柳州卷烟厂  广西  柳州  545006

【摘 要】在卷烟包装机ZB45 中，很多烟包的剔除装置都采用电磁铁驱动，在生产中发现电磁铁内部容易严重积灰，如果电磁铁执行机构在设备的内部，还容易进润滑油，当积灰非常严重时，或者进润滑油时，动铁芯前行或后退时不能运行到位，行程被缩短，造成坏烟包不能准确有效的剔除。为了解决该问题，改造另一种新的剔除装置，让坏烟包能够准确剔除，节省生产现场维修时间，提高工作效率。

[关键词]：卷烟包装机 电磁铁 准确剔除

引言

ZB45包装机是上海烟草机械有限责任公司经意大利 GD 公司引进而国产化的硬盒包装设备，生产速度 400 包/min，其以自动化程度高、质量稳定、运行可靠等优点在卷烟企业得到广泛应用。ZB45包装机有较为完善的质量检测和剔除系统，但在生产中发现其大部分动作操作机构的电磁铁经常发生故障，对设备运行和产品质量造成严重不利影响。

随着我国卷烟包装设备的不断更新及发展，包装设备作为卷烟工业发展过程中最主要的技术设备，其稳定性的保持及设备的维护保养受到了行业广泛关注，大家期许通过改进革新，不断提升设备维护及生产效率。对于电磁铁经常发生故障，影响设备有效作业效，影响设备维修效率。迫切需要找到问题的症结，采取有效的措施解决此类的问题。

一 、存在的问题

包装机ZB45型的铝箔纸左右离合器的驱动、铝箔纸剔除、内框纸离合器机构驱动、商标纸剔除机构离合器驱动、6号轮剔除机构离合器驱动，8 轮剔除机构离合器驱动都采用电磁铁驱动，在生产中发现电磁铁内部容易严重积灰。虽然通过清理电磁铁可暂时恢复机构的正常工作，但是过一段时间后又会出现同样现象，不能长时间保证机构的正常工作。3号轮剔除机构离合器驱动，6号轮剔除机构离合器驱动，在设备内部有齿轮箱润滑油，容易进润滑油。电磁铁内积灰或者进润滑油首先会增大电磁铁内的活动芯运行时的阻力，降低电磁铁的输出推力；其次会影响活动铁芯前行或后退时不能运行到位，行程被缩短；电磁铁正常工作时受电流、电压波动气隙的大小等影响，导致电磁铁工作不稳定，输出推力减小。当电磁铁出现推力减小、行程缩短后，不能克服弹簧阻力，使动作不到位，从而产生剔除故障。长时间操作，由于电流过大容易造成电磁铁的烧毁。

二 、解决问题的思路

针对包装机电磁铁故障频发的问题，从根本上找原来，发现磁铁存在着密封不严、输出推力不稳定的缺陷，因此要解决剔除故障必须重新设计驱动装置，其不仅应具备电磁铁的驱动功能，同时还应具有推力大、防尘密封好的特点。为此设计了一套气动驱动装置，选用气缸作为驱动器，气缸具有体积小、推力大、密封好等优点，气动驱动装置主要由气缸、电磁阀、支撑座等组成。

三、 改进办法

由于电磁铁存在着密封不严、输出推力不稳定的缺陷，因此要解决剔除故障必须重新设计驱动装置，其不仅应具备电磁铁的驱动功能，同时还应具有推力大、防尘密封好的特点。为此设计了一套气动驱动装置，选用气缸作为驱动器，气缸具有体积小、推力大、密封好等优点，气动驱动装置主要由气缸、电磁阀、支撑座等组成。

1. 选择合适的气缸：

选择合适的气缸，气缸的行程和原电磁铁的行程一样，满足使用的要求。气缸推力大，其克服机构弹簧等阻力的时间短，响应速度快。

2. 改进电气控制：

使用气缸作为离合机构的驱动器，需要增加电磁阀控制气缸的动作，在电磁阀失电的状态下气缸活塞收回，在电磁阀得电的情况下，活塞快速移动，驱动离合机构执行动作。原机组电控系统输出 24V 交流电直接控制电磁铁（如图一），而电磁阀要求输入 24V 直流电（如图二），为实现原电磁铁控制输出系统对电磁阀的控制，需要增加一个固态继电器将原输出的交流 24V 转换为直流 24V，直流 24V 接通电磁阀就可以实现对气缸的控制，而其他的任何剔除信号和指令保持不变。

图1 包装机ZB45原机电磁铁原理图            图2 改造后用电磁阀驱动气缸 

3. 气动驱动装置的安装：

由于气缸不能直接安装在原电磁铁的位置，因此增加支撑座将气缸通过螺钉安装在支撑座上，并在气缸的活塞杆端部再安装调节杆，用来调整机构。而支撑座的安装孔与电磁铁安装孔位置保持一致，使气缸与支撑座组成一个组合件。将组合件直接通过螺钉就可以直接安装到原电磁铁位置。

四、 改进方案

利用用电磁阀带动气缸进行剔除，将原机的电磁铁的信号线直接接到电磁阀上，然后电磁阀得电后带动气缸加执行机构进行剔除，电磁阀剔除有以下的优点：

1、电磁阀线圈小， 电流小，发热量小 ， 耗能低；

2、电磁阀线圈驱动小阀芯，通过改变高压气路的方法驱动气缸动作，其线圈并不直接驱动执行机构动作，从而达到四两拨千斤的效果， 动作干脆利落；

3、气缸动作力气的大小可以通过节流阀进行调节 ；

4、电磁阀线圈驱动的小阀芯动作行程小， 要求的力气小 ，不存在电磁铁直接驱动执行机构时存在的力气与距离之间的矛盾；

5、电磁阀因不直接作用于执行机构， 故不存在执行机构受阻时线圈电流大的缺点 ， 且因电流小、能耗低，故线圈不易损坏，电磁阀寿命远大于电磁铁；

6、电磁阀驱动气缸的结构防尘能力强， 不基本不受烟尘影响；

7、驱动机构完全进行了改变，不存在积尘影响驱动行程的问题。

五、 改后效果

1、气动驱动装置具有良好的密封和较强的推力，保证了离合器的稳定运行；

2、气动驱动装置长时间使用推力稳定，密封良好，未发生故障，性能可靠；

3、气动驱动装置稳定性好，设备故障率低，提高了设备的有效作用率；

4、改造后的故障频次比改造前可减少 80%以上；

5、降低备件的消耗；

六、 结束语

本文改造了一种ZB45包装机剔除装置，提高包装机的维护及运行效率，降低设备的故障庇，提高了生产过程中产品质量，提升卷烟包装产品的质量水平。

参考文献：

[1]喻树洪;蒋盈丰;黄启明;何建军;ZB45包装机组铝箔纸剔除电磁铁的改进[J];烟草科技;2009年11期.

[2]ZB45包装机组/《ZB45包装机组》编写组.北京:北京出版社,2012.12

[3]王海娇.GDX2型包装机组设备维护与保养[J].设备管理与维修，2018，（07）

[4]黄春海.ZB45包装机组[M].北京：北京出版集团公司北京出版社，2012.

作者简介：姜劲光，1987,男，广西贵港市，大学本科，助理工程师，主要从事烟机设备电气维修方面研究。

通信作者：曾胜洋,1994,男，广西容县，大学本科，主要从事烟机设备电气维修方面研究。