周詩(shī)華，余 剛，張 軍，張 華

（畢節(jié)卷煙廠，貴州畢節(jié) 551700）

GD包裝機(jī)CH小盒透明紙制動(dòng)裝置的改進(jìn)

周詩(shī)華，余 剛，張 軍，張 華

（畢節(jié)卷煙廠，貴州畢節(jié) 551700）

分析GD包裝機(jī)CH小盒透明紙制動(dòng)裝置不穩(wěn)定的原因，改進(jìn)制動(dòng)裝置，取得良好效果。

CH小盒透明紙；制動(dòng)裝置；改進(jìn)

10.16621/j.cnki.issn1001-0599.2017.12.33

0 引言

GD包裝機(jī)是我國(guó)煙草行業(yè)卷煙包裝的主要設(shè)備之一，CH小盒透明紙展開制動(dòng)裝置作為GD包裝機(jī)的重要部件，主要功能是將透明紙松卷平穩(wěn)展開。在設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，為使透明紙松卷擺臂基本保持平穩(wěn)，通過調(diào)節(jié)拉簧的拉力以及調(diào)整偏心小軸，確保制動(dòng)擺桿與軸承靠輪之間的距離為3mm，保證透明紙?jiān)谄胶饫Φ淖饔孟抡归_輸送。透明紙?jiān)谡归_輸送過程中，需要制動(dòng)片制動(dòng)透明紙展開，避免透明紙松卷過度，但長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)行，使制動(dòng)片工作表面磨損不均，造成制動(dòng)阻力不穩(wěn)定，制動(dòng)效果大大降低，引起透明紙跑偏、斷裂、松卷過度，存在小盒露底等質(zhì)量隱患。

1 透明紙輸送展開工作原理

CH小盒透明紙?jiān)谝欢▔毫ψ饔孟掠梢粚?duì)輸送展開輥向下輸送，并通過過渡輪、擺動(dòng)架拉動(dòng)透明紙卷盤架上的透明紙卷旋轉(zhuǎn)展開，透明紙卷轉(zhuǎn)盤架通過制動(dòng)片擠壓和釋放紙卷盤架制動(dòng)鼓來完成紙卷的轉(zhuǎn)動(dòng)展開和停止，并保證透明紙順利展開輸送。CH小盒透明紙卷展開制動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 改進(jìn)前CH煙包透明紙卷展開制動(dòng)裝置裝配圖

設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，分別調(diào)節(jié)拉簧1和拉簧2的拉力，使透明紙松卷擺臂基本保持平穩(wěn)，保證透明紙?jiān)诶ζ椒€(wěn)的狀態(tài)下展開輸送。通過調(diào)整制動(dòng)架拉簧1的拉力來調(diào)節(jié)制動(dòng)片與紙卷盤架制動(dòng)鼓的壓力，達(dá)到摩擦阻力與展開速度相對(duì)平穩(wěn)的目的。此外，通過調(diào)節(jié)透明紙松卷擺臂上拉簧2的拉力，使之達(dá)到理想的透明紙松卷擺臂擺動(dòng)阻尼力，實(shí)現(xiàn)透明紙松卷擺臂動(dòng)態(tài)平衡擺動(dòng)。

2 制動(dòng)裝置存在的問題及原因分析

2.1 透明紙展開釋放過度

設(shè)備運(yùn)行過程中，透明紙展開釋放的控制，很大程度上是通過制動(dòng)片與紙卷盤架制動(dòng)鼓之間的相互作用來實(shí)現(xiàn)。但生產(chǎn)實(shí)際運(yùn)行時(shí)，制動(dòng)裝置制動(dòng)效果并不理想，常出現(xiàn)透明紙展開不平穩(wěn)，制動(dòng)片的制動(dòng)阻力難以確保紙卷盤架制動(dòng)鼓與透明紙展開輸送速度相符，造成透明紙展開釋放過度，發(fā)生透明紙斷裂、跑偏，松卷過度產(chǎn)生堵紙、小盒漏底等現(xiàn)象。主要原因是制動(dòng)片經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間的工作，在與紙卷盤架制動(dòng)鼓的相互作用下，產(chǎn)生一定的摩擦力，摩擦力與制動(dòng)片的摩擦因數(shù)有關(guān)，還與制動(dòng)片的擠壓程度（壓力大小）相關(guān)。

2.2 制動(dòng)片材料的磨損

磨損是指物體表面產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，在摩擦的相互作用下，摩擦面物質(zhì)的不斷損失或殘余變形的現(xiàn)象，是零部件失效的一種基本形式。影響磨損的因素主要包括材料性能、硬度、表面粗糙度、摩擦力、潤(rùn)滑等。制動(dòng)片材料為硬質(zhì)石棉，屬于摩擦材料，具有良好的耐磨損性，在紙盤架制動(dòng)鼓的作用下，將轉(zhuǎn)動(dòng)的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為熱能及其他形式的能量，從而使傳動(dòng)裝置制動(dòng)，摩擦力較大，但也是易磨損件。

3 改進(jìn)方案

在不改變?cè)兄苿?dòng)方式的基礎(chǔ)上解決制動(dòng)片局部磨損的問題，需要考慮的因素有3個(gè)：（1）使制動(dòng)片的圓弧與制動(dòng)鼓的圓弧形成完全貼合；（2）制動(dòng)片能受擺桿擺動(dòng)的作用力來實(shí)現(xiàn)摩擦力的變化；（3）實(shí)現(xiàn)自動(dòng)使制動(dòng)片與制動(dòng)鼓圓弧面最大面積的接觸。

改進(jìn)思路：增加構(gòu)件數(shù)，即制動(dòng)片和制動(dòng)架分成2個(gè)構(gòu)件（圖2），使制動(dòng)片既受擺桿擺動(dòng)作用力實(shí)現(xiàn)摩擦力的變化，又能使制動(dòng)片弧面與制動(dòng)鼓周面實(shí)現(xiàn)最大面積的接觸，制動(dòng)片與制動(dòng)鼓之間就由原來的高副變成了低副，同時(shí)增加該構(gòu)件繞支點(diǎn)的轉(zhuǎn)動(dòng)為一個(gè)低副。將制動(dòng)片與制動(dòng)架分離，兩者采用銷軸連接，使制動(dòng)片能夠繞銷軸回轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)制動(dòng)片弧面與制動(dòng)鼓周面最大面積的接觸，提高制動(dòng)效果。

圖2 改進(jìn)后制動(dòng)架機(jī)構(gòu)示意

4 方案的實(shí)施

4.1 制動(dòng)擺臂的改進(jìn)

圖3 原制動(dòng)片擺臂

圖4 改進(jìn)后的制動(dòng)片擺臂

原制動(dòng)片與拉簧擺桿一體，在生產(chǎn)過程中，制動(dòng)片會(huì)不斷的磨損，開始磨損階段對(duì)制動(dòng)阻力影響較小，當(dāng)制動(dòng)片磨損過度后，制動(dòng)擺臂與紙卷盤架制動(dòng)鼓的位置不能調(diào)整，更換制動(dòng)裝置耗時(shí)費(fèi)力。將使用過的廢舊制動(dòng)架（圖3）的制動(dòng)臂去掉，外端部加工成與內(nèi)孔同軸，Φ27mm，長(zhǎng) 19mm的圓柱面（圖 4）。該圓柱面用來安裝制動(dòng)臂。

4.2 設(shè)計(jì)活動(dòng)可調(diào)的制動(dòng)片擺臂

新設(shè)計(jì)的制動(dòng)片擺臂，材料選用鋁合金（ZL102），長(zhǎng)度與原固定制動(dòng)片擺臂一致（圖5），Φ27mm的孔與改進(jìn)后制動(dòng)架Φ27mm的圓柱面配合，其上開有2mm的鎖緊槽，便于用螺釘將其固定在制動(dòng)架上。中間Φ6mm通孔用來安裝支承制動(dòng)片的小軸，兩側(cè)的螺紋盲孔通過螺釘固定支承制動(dòng)片小軸的蓋板（圖6）。上面的2個(gè)盲孔用來安裝制動(dòng)片調(diào)節(jié)壓簧。

圖5 活動(dòng)可調(diào)的制動(dòng)片擺臂

圖6 蓋板

4.3 制動(dòng)片的設(shè)計(jì)

新設(shè)計(jì)的制動(dòng)片由制動(dòng)材料與載體粘合而成，制動(dòng)材料選用耐磨性較好的粉末冶金，載體為黃銅（ZCuZn38）。銅基粉末冶金材料組織結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，具有較穩(wěn)定的摩擦性能和一定的機(jī)械性能，比原使用的石棉制動(dòng)片耐磨性好。制動(dòng)面有效弧長(zhǎng)為60mm，寬 17mm，通過 Φ6mm孔用小軸與擺臂連接（圖7）。

圖7 新設(shè)計(jì)的制動(dòng)片

4.4 改進(jìn)后制動(dòng)裝置的結(jié)構(gòu)與工作原理

改進(jìn)后的制動(dòng)裝置（圖8），擺臂用鎖緊螺釘固定在制動(dòng)架上，擺臂的角度可以根據(jù)制動(dòng)片的磨損情況任意調(diào)整到理想位置，制動(dòng)片通過銷軸與擺臂連接，制動(dòng)片可在擺臂上繞銷軸作適當(dāng)?shù)臄[動(dòng)，制動(dòng)片與擺臂之間安裝2條壓簧。制動(dòng)裝置在工作狀態(tài)下，制動(dòng)片與制動(dòng)鼓的相對(duì)位置不斷發(fā)生變化（圖9），制動(dòng)片在壓簧的作用下始終保持制動(dòng)面與制動(dòng)鼓之間均勻接觸，使制動(dòng)力保持均勻，制動(dòng)片均勻磨損，降低了制動(dòng)架的擺動(dòng)幅度。

5 改進(jìn)效果

將改進(jìn)后的制動(dòng)架與改進(jìn)前的新制動(dòng)架同時(shí)安裝到一臺(tái)機(jī)器的2個(gè)透明紙卷盤架上使用，經(jīng)過6個(gè)月的觀察，在相同時(shí)間內(nèi)，改進(jìn)后的制動(dòng)片磨損量比改進(jìn)前的制動(dòng)片磨損量大幅減少（表1），耐磨性有了很大提高。

圖8 改進(jìn)后制動(dòng)裝置

圖9 改進(jìn)后制動(dòng)裝置工作示意

表1 改進(jìn)前后制動(dòng)片磨損量對(duì)比

通過6個(gè)月對(duì)同一臺(tái)機(jī)器改進(jìn)前后透明紙展開制動(dòng)裝置的使用情況的觀察跟蹤，得到透明紙紙跑偏、堵紙的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)（圖10）。

圖10 透明紙紙跑偏、堵紙跟蹤統(tǒng)計(jì)

應(yīng)用效果表明，通過對(duì)CH小盒透明紙展開制動(dòng)裝置的改進(jìn)，保證了透明紙輸送過程的平穩(wěn)性，避免因透明紙輸送不穩(wěn)而產(chǎn)生的制動(dòng)阻力不穩(wěn)定，基本消除了透明紙斷裂、跑偏、松卷過度產(chǎn)生堵紙、小盒漏底等現(xiàn)象。達(dá)到控制透明紙卷平穩(wěn)展開的目的。減少了因透明紙堵塞引起的停機(jī)等問題，提高了設(shè)備的有效作業(yè)率。

［1］成大先.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)［M］.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2004.

［2］姚二民，儲(chǔ)國(guó)海.卷煙機(jī)械［M］.北京：中國(guó)輕工業(yè)出版社，2005.

［3］黃德良.ZB25型包裝機(jī)組［M］.北京：中國(guó)科學(xué)技術(shù)出版社，2001.

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〔編輯 李 波〕