YB45型硬盒包裝機(jī)煙包換向裝置檢測(cè)軸設(shè)計(jì)

趙 丹，簡(jiǎn)金領(lǐng)

（河南中煙工業(yè)有限責(zé)任公司漯河卷煙廠，河南漯河 462000）

0 引言

YB45 型硬盒包裝機(jī)是目前國(guó)內(nèi)生產(chǎn)卷煙的主流設(shè)備，具有結(jié)構(gòu)緊湊，性能穩(wěn)定，包裝速度快，系統(tǒng)檢測(cè)完善和自動(dòng)化程度高等特點(diǎn)。該機(jī)煙包換向裝置有以下2 個(gè)作用。

（1）生產(chǎn)過(guò)程中為滿足不同品牌工藝要求，通過(guò)改變其在煙包輸送通道內(nèi)外側(cè)位置，實(shí)現(xiàn)煙包的換向。

（2）在煙包輸送過(guò)程中，有不合格煙包通過(guò)時(shí)，煙包換向裝置檢測(cè)軸上的轉(zhuǎn)向輪克服彈簧拉力發(fā)生位移，使軸上檢測(cè)擋塊遠(yuǎn)離接近開(kāi)關(guān)，通過(guò)電氣系統(tǒng)控制設(shè)備停車，達(dá)到保護(hù)設(shè)備的目的。

換牌時(shí)，因煙包換向裝置檢測(cè)組件在煙包輸送通道內(nèi)外的安裝位置不同，檢測(cè)組件盒體的安裝方向發(fā)生改變，需要對(duì)檢測(cè)組件進(jìn)行拆卸重組。同時(shí)重組時(shí)盒體內(nèi)檢測(cè)軸上的檢測(cè)擋板安裝易出錯(cuò)，浪費(fèi)設(shè)備換牌時(shí)間，特別是在多機(jī)臺(tái)頻繁換牌的情況下更顯得突出。根據(jù)以上情況，本文對(duì)YB45 型硬盒包裝機(jī)煙包換向裝置檢測(cè)軸的改進(jìn)情況進(jìn)行論述。

1 煙包換向裝置工作原理

YB45 型硬盒包裝機(jī)整個(gè)煙包輸送帶由前段長(zhǎng)輸送帶和后段短輸送帶共兩段組成。后段短輸送帶的線速度大于前段長(zhǎng)輸送帶，這樣煙包經(jīng)過(guò)短輸送帶時(shí)煙包距離被拉大，便于煙包在90°換向時(shí)，前后相互不會(huì)碰到。短輸送帶的中部裝有檢測(cè)組件，分離后的煙包經(jīng)檢測(cè)組件上的轉(zhuǎn)向輪，實(shí)現(xiàn)90°轉(zhuǎn)向，使橫向輸送過(guò)來(lái)的煙包變?yōu)榭v向輸送。同時(shí)在短輸送帶的帶動(dòng)下，快速送向主機(jī)與輔機(jī)連接的輸煙跑道上。當(dāng)煙包換向發(fā)生堵塞時(shí)，轉(zhuǎn)向輪帶動(dòng)檢測(cè)軸克服拉簧拉力發(fā)生徑向位移，軸上檢測(cè)擋塊遠(yuǎn)離接近開(kāi)關(guān)距離大于2 mm。

電控柜電路板N12 第29 號(hào)LED 指示燈滅，設(shè)備停機(jī)并顯示“X2 出口皮帶翻轉(zhuǎn)阻塞”，起到保護(hù)設(shè)備的目的。

改變煙包換向裝置檢測(cè)組件在短輸送帶內(nèi)外側(cè)的安裝位置，使煙包輸出方向不同。當(dāng)檢測(cè)組件在短輸送帶的外側(cè)安裝時(shí)，檢測(cè)軸的安裝方向由蓋板側(cè)進(jìn)入裝配。煙包在短輸送帶、滾輪和攔板的綜合作用下，轉(zhuǎn)向90°以翻蓋端向前的方向輸出。當(dāng)檢測(cè)組件在短輸送帶的內(nèi)側(cè)安裝時(shí)，檢測(cè)組件盒體的安裝方向發(fā)生改變，檢測(cè)軸的安裝方向由底座側(cè)進(jìn)入裝配，煙包在短輸送帶、滾輪和攔板的綜合作用下，轉(zhuǎn)向90°以翻蓋端向后的方向輸出。

2 存在問(wèn)題

（1）調(diào)整煙包換向裝置檢測(cè)組件盒體方向，增加調(diào)整時(shí)間。煙包換向裝置檢測(cè)組件由轉(zhuǎn)向輪、連桿、檢測(cè)軸、蓋板，底座、拉桿、檢測(cè)擋塊和接近開(kāi)關(guān)組成。檢測(cè)軸安裝在檢測(cè)組件盒體內(nèi)，軸上裝有轉(zhuǎn)向輪連桿、檢測(cè)擋塊和拉桿，盒體底座內(nèi)裝有接近開(kāi)關(guān)，拉簧一端與銷相連，一端通過(guò)檢測(cè)軸上的拉桿為檢測(cè)軸提供拉力。換牌時(shí)檢測(cè)組件拆裝流程：拆下轉(zhuǎn)向輪連桿→拆下拉桿→拆下蓋板→拆卸底座→拆下檢測(cè)擋塊→取出檢測(cè)軸→調(diào)整檢測(cè)軸的方向→重組安裝。以上調(diào)整需用時(shí)11 min 以上，多臺(tái)設(shè)備換牌頻繁時(shí)更顯得費(fèi)時(shí)費(fèi)力。

（2）頻繁拆卸調(diào)整檢測(cè)組件，盒體絲孔易滑絲。檢測(cè)組件盒體所用材料為鋁，盒體硬度比較低，耐磨性較差，盒體絲孔易滑絲。

3 改進(jìn)思路

通過(guò)分析該機(jī)構(gòu)原理，以及研究結(jié)構(gòu)，本著適用性、可靠性、經(jīng)濟(jì)性和針對(duì)性的原則，設(shè)計(jì)煙包換向裝置檢測(cè)軸。設(shè)計(jì)思路如下。

煙包換向裝置檢測(cè)軸有3 個(gè)作用：①固定轉(zhuǎn)向輪連桿，使煙包換向；②固定檢測(cè)組件內(nèi)的檢測(cè)擋塊；③固定拉桿，由拉簧通過(guò)拉桿為檢測(cè)軸提供拉力。由檢測(cè)擋塊的工作原理可知，檢測(cè)組件在煙包輸送短帶內(nèi)外側(cè)不同位置安裝時(shí)，發(fā)生堵塞時(shí)擋塊的動(dòng)作方向是一致的，即檢測(cè)組件盒體的換向不影響檢測(cè)擋塊的工作位置和動(dòng)作方向。

由以上分析可知，檢測(cè)組件盒體的換向主要影響轉(zhuǎn)向輪連桿和拉簧拉桿的安裝位置，檢測(cè)軸的方向不發(fā)生改變，軸肩的長(zhǎng)度決定著轉(zhuǎn)向輪連桿的軸向安裝位置。因此，重新設(shè)計(jì)檢測(cè)軸，使檢測(cè)軸的兩端到達(dá)檢測(cè)盒體的盒蓋表面和底座表面距離分別相等。設(shè)計(jì)定位擋圈，固定軸在檢測(cè)盒體的上下位置，換牌時(shí)不需對(duì)檢測(cè)組件盒體拆卸重組，只需調(diào)整檢測(cè)組件在煙包短輸送帶內(nèi)外側(cè)位置，以及調(diào)整檢測(cè)軸上的轉(zhuǎn)向輪連桿與拉桿的位置即可。節(jié)省了因調(diào)整煙包換向裝置檢測(cè)組件盒體方向，對(duì)檢測(cè)組件拆裝重組所浪費(fèi)的時(shí)間。

4 方案設(shè)計(jì)

4.1 檢測(cè)軸的設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)新的檢測(cè)軸，使其兩端到達(dá)裝置檢測(cè)組件盒蓋表面和底座表面距離相等。測(cè)繪原檢測(cè)軸和檢測(cè)組件盒體，實(shí)測(cè)檢測(cè)軸長(zhǎng)度L=90 mm，軸的直徑Φ=8 mm，軸肩長(zhǎng)度L1=15 mm，軸頭到軸肩的長(zhǎng)度L2=15 mm，軸肩直徑Φ1=12 mm，檢測(cè)組件盒體厚度δ=40 mm，則新檢測(cè)軸長(zhǎng)度L＇=L+［（L1+L2）-（L-L1-L2-δ）］=100 mm。

新軸的直徑、軸肩直徑和軸肩長(zhǎng)度與原軸一致，裝配后使軸的兩端到達(dá)檢測(cè)組件盒蓋表面和底座表面距離相等，為30 mm，如圖1 所示。

圖1 新檢測(cè)軸結(jié)構(gòu)

4.2 定位擋圈的設(shè)計(jì)

為保證檢測(cè)軸的軸向安裝位置，定位擋圈到裝置底座表面的距離與軸肩長(zhǎng)度相等，為15 mm。由于底座軸套高出表面5 mm，因此定位套長(zhǎng)應(yīng)為10 mm，設(shè)計(jì)其外徑為16 mm、內(nèi)徑為8.2 mm，定位擋圈中間用M4×4 螺絲固定軸向位置，如圖2 所示。

4.3 材料的選擇

（1）軸的主要材料有35 號(hào)、45 號(hào)、50 號(hào)等優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼，因具有較高的綜合力學(xué)性能，應(yīng)用較多，其中以45 號(hào)鋼用得最為廣泛。由于煙包換向裝置檢測(cè)軸受力較小，故選用45 號(hào)碳素結(jié)構(gòu)鋼。

（2）定位擋圈在設(shè)計(jì)中起定位作用，選用45 號(hào)鋼。

圖2 定位擋圈結(jié)構(gòu)

4.4 檢測(cè)組件裝配圖

改進(jìn)后煙包換向裝置檢測(cè)組件裝配圖如圖3 所示。

5 設(shè)計(jì)效果驗(yàn)證

重新設(shè)計(jì)煙包換向裝置檢測(cè)軸后，整個(gè)裝置在設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)工作可靠，節(jié)約了換牌時(shí)檢測(cè)組件盒體拆卸重組的時(shí)間。直接調(diào)整組件在煙包輸送通道內(nèi)外安裝位置即可，此部位調(diào)整用時(shí)由改造前的11 min 降低到改造后的3 min 以內(nèi)。

6 結(jié)束語(yǔ)

圖3 檢測(cè)組件裝配

重新設(shè)計(jì)煙包換向裝置檢測(cè)軸后，減少了YB45 型硬盒包裝機(jī)煙包換向裝置調(diào)整過(guò)程中的檢測(cè)組件盒體拆裝重組步驟，減少了設(shè)備調(diào)整時(shí)間，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，不改變?cè)瓩C(jī)設(shè)計(jì)原理，設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定。

YB45 型硬盒包裝機(jī)為煙草工業(yè)企業(yè)的主要機(jī)型，本次改進(jìn)在行業(yè)內(nèi)具有較好的適用性，對(duì)提高設(shè)備生產(chǎn)效率起到推動(dòng)作用。