卷煙封裝設(shè)備裝箱流程優(yōu)化

李筱潔 王耀輝 張祖豪 孫何旭 和田

摘 要：條煙包裝生產(chǎn)線裝箱裝置由支撐架、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、側(cè)擋板機(jī)構(gòu)、推動(dòng)機(jī)構(gòu)、升降機(jī)構(gòu)、取紙箱機(jī)構(gòu)和氣缸吸盤機(jī)構(gòu)共七部分組成。首先吸箱裝置橫置的兩個(gè)氣缸開始運(yùn)動(dòng)，使豎直的吸盤處于箱子的中間位置，然后豎直的氣缸開始運(yùn)動(dòng)，吸盤所在位置一直下降至接觸到瓦楞紙板的上面后，吸盤開始通空氣吸起紙箱上半部分，同時(shí)一側(cè)的折箱裝置開始運(yùn)動(dòng)，折疊板折疊至立起來(lái)，給紙箱側(cè)面提供擠壓作用力，并起到一定的阻擋作用。推動(dòng)條煙組的裝置通過(guò)皮帶連接，皮帶作為推動(dòng)裝置的動(dòng)力，皮帶選用同步帶輪。電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，同步帶帶動(dòng)推紙箱裝置，推頭把50條一組的條煙組從升降臺(tái)推到紙箱所在側(cè)的承受板上，在條煙組入箱之前首先接觸的是5塊可動(dòng)開箱輔助塊，碰到鐵片以后，鐵片往后翻撐開箱子的左右和上面。等條煙組被推倒箱內(nèi)正確的位置時(shí)，所有機(jī)構(gòu)恢復(fù)原位。取箱桿上的氣缸執(zhí)行運(yùn)動(dòng)，使紙箱與傳送帶接觸，隨傳送帶傳送至下一個(gè)環(huán)節(jié)。本課題對(duì)條煙組包裝生產(chǎn)線裝箱裝置的設(shè)計(jì)分析。

關(guān)鍵詞：條煙包裝;生產(chǎn)線;裝箱

一、課題選擇

目前車間分為手工裝箱和封箱機(jī)封箱兩種方式。封箱機(jī)對(duì)紙箱展開方式基本分為機(jī)械臂撐箱和利用吸盤吸取封箱兩支撐種。封箱機(jī)在推入條煙組的之前利用幾個(gè)氣缸控制撐箱鐵片對(duì)箱體進(jìn)行。封箱機(jī)裝箱過(guò)程經(jīng)常會(huì)發(fā)生擠條煙的情況和擠箱的情況。為減少空間移動(dòng)方向降低卡條煙、擠箱頻率以及節(jié)省成本，所以選擇封箱機(jī)裝箱裝置設(shè)計(jì)課題進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)和改進(jìn)。

二、原因分析

針對(duì)擠條煙和擠箱的情況，觀察41#、42#機(jī)臺(tái)對(duì)應(yīng)的封箱機(jī)條煙組運(yùn)動(dòng)情況發(fā)現(xiàn)，形成條煙組后，條煙組的空間運(yùn)動(dòng)方向較多，其中包含了XYZ軸坐標(biāo)均有移動(dòng)，且條煙組移動(dòng)由啟動(dòng)到終止的過(guò)程中，加速度較大，若移動(dòng)部件稍有松動(dòng)，便會(huì)導(dǎo)致條煙異位，難以推進(jìn)撐開的箱體中，進(jìn)而會(huì)導(dǎo)致箱體擠爛。

41#、42#機(jī)臺(tái)對(duì)應(yīng)封箱機(jī)的箱體撐開過(guò)程是在箱體異位過(guò)程中進(jìn)行撐箱的，撐箱轉(zhuǎn)移過(guò)程可能會(huì)導(dǎo)致箱體難以吸起，或者轉(zhuǎn)移過(guò)程中出現(xiàn)偏差，導(dǎo)致正常位置的條煙組難以進(jìn)入非正常位置的箱體，導(dǎo)致箱體和條煙組的擠壓。

三、制定設(shè)計(jì)方案

（一）總體方案擬定

條煙包裝生產(chǎn)線裝箱裝置主要是由支撐架、傳送機(jī)構(gòu)、側(cè)擋板機(jī)構(gòu)、推動(dòng)機(jī)構(gòu)、升降機(jī)構(gòu)、取紙箱機(jī)構(gòu)和氣缸吸盤機(jī)構(gòu)組成的。此裝置是持續(xù)循環(huán)往復(fù)運(yùn)行的，工作時(shí)間較長(zhǎng)。

三、封箱機(jī)裝箱裝置部分機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)

（一）推動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)

推動(dòng)機(jī)構(gòu)是直線運(yùn)動(dòng)，需要不斷循環(huán)往復(fù)的推動(dòng)條煙組進(jìn)入箱中。推動(dòng)機(jī)構(gòu)相對(duì)重量比較大，防止條煙組散亂以及推動(dòng)機(jī)構(gòu)慣性太大影響設(shè)備的使用壽命，推動(dòng)條煙組推動(dòng)機(jī)構(gòu)的速度不能太大。推動(dòng)機(jī)構(gòu)利用同步帶進(jìn)行運(yùn)動(dòng)，同步帶與推頭用螺栓連接，由于同步帶是柔性的，質(zhì)地較軟，可一塊薄的鐵片放在帶的上面，起到限制螺栓和防止同步帶變形的作用

在推頭前方加上一塊光滑的鐵板，這樣與條煙組的側(cè)面高度契合，同時(shí)起到一個(gè)對(duì)齊的作用。

（二）皮帶張緊裝置

皮帶是柔性帶，工作一段時(shí)間后，可能會(huì)出現(xiàn)皮帶變松等情況，這樣會(huì)影響推頭的前進(jìn)速度和前進(jìn)精度。若不進(jìn)行張進(jìn)，會(huì)極大的影響工作效率，設(shè)置有可能發(fā)生設(shè)備損壞的情況，所以在皮帶中張緊裝置必不可少。本張緊裝置設(shè)計(jì)中主要利用螺栓進(jìn)行張緊，通過(guò)螺栓頭頂?shù)捷S的兩端，進(jìn)行徑向阻擋，相比41#、42#對(duì)應(yīng)封箱機(jī)手動(dòng)轉(zhuǎn)圈來(lái)說(shuō)，經(jīng)濟(jì)實(shí)用。圓周定位主要通過(guò)同步帶輪的支撐板中的長(zhǎng)形槽口，把軸的兩端界面設(shè)計(jì)成長(zhǎng)方形形狀進(jìn)行固定。

（三）取紙箱機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)

紙箱放在裝箱裝置的附近。取紙箱的位置運(yùn)用吸盤吸取紙箱，由于紙箱是瓦楞紙板材料的，所以吸盤吸取的位置并不是一個(gè)完全密閉的空間，它允許有少量的空氣泄露，但是相對(duì)吸盤的空氣流量，這并不影響對(duì)紙箱的吸取力。當(dāng)取紙箱機(jī)構(gòu)吸取到紙箱之后恢復(fù)原位，然后取紙箱機(jī)構(gòu)上的氣缸作用，使紙箱的下表面不能觸及傳送帶。取紙箱所在軸處運(yùn)用滾花設(shè)計(jì)，增大軸與取箱桿的摩擦力，防止產(chǎn)生相對(duì)滑動(dòng)。取箱桿與軸直接連接，用螺栓上緊另一端，使之夾緊軸。

（四）展紙箱設(shè)計(jì)

取紙箱機(jī)構(gòu)取下來(lái)的紙箱平鋪在皮帶之上一段距離處，側(cè)面的兩個(gè)氣缸開始運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)至紙箱的正上方的某一位置處，大約處于紙箱的中間部分的時(shí)候，垂直面的氣缸開始運(yùn)動(dòng)，向下運(yùn)動(dòng)至兩個(gè)吸盤接觸到瓦楞紙板上面，吸盤里面開始通入空氣，吸盤吸住紙箱的上半面，開始向上運(yùn)動(dòng)，直至展開完全紙箱，同時(shí)側(cè)面的氣缸開始運(yùn)動(dòng)，側(cè)面擋板立起，底面的擋板也橫起來(lái)，為紙箱提供的側(cè)面擠壓力量和防護(hù)功能。底面的擋板折進(jìn)去之后把紙箱的底面蓋子也折進(jìn)去，為下一個(gè)步驟封箱做好前提準(zhǔn)備。

（五）氣缸與軸的連接件設(shè)計(jì)

氣缸活塞桿頭上選擇。利用氣缸作為軸的動(dòng)力，軸與活塞頭需要有一個(gè)連接，設(shè)計(jì)一個(gè)卡子與軸進(jìn)行嚙合?？ㄗ涌椎闹睆缴晕⒋笥?軸的直徑，末端用螺栓連接，通過(guò)鉸制孔拉緊兩個(gè)平行板的距離，使卡子孔的直徑減小，直至卡子與軸過(guò)盈配合。當(dāng)卡子帶動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，滾花出的取紙箱桿同時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)。由于取紙箱桿重量相對(duì)較大，所以增加滾花增大摩擦力。

（六）前端撐箱部分設(shè)計(jì)

前方撐箱部分主要運(yùn)用一根長(zhǎng)板，貫穿兩大部分，當(dāng)條煙組升上來(lái)的時(shí)候就能夠起到保護(hù)作用。只進(jìn)入口處，安裝5塊折板，當(dāng)條煙組入箱之前，先于5快撐箱板接觸，避免與箱子發(fā)生干涉。

下面對(duì)箱蓋的支撐部分用一根軸連接了兩塊撐箱板，需承受一部分條煙組的重力，下方撐箱部分用氣缸進(jìn)行控制。

四、使用性分析

推動(dòng)部分需要連接在滑塊上，由于推動(dòng)部分在同步帶下面，只能通過(guò)中介，先將一塊鐵板與滑塊固定，然后與傳動(dòng)帶固定在一起。鐵板上面直接開出螺孔，減少螺母的使用，直接將螺栓安裝到鐵板上。推動(dòng)部分的運(yùn)動(dòng)距離比較長(zhǎng)，而且推動(dòng)部分的前端距離后端較長(zhǎng)，為了方便運(yùn)輸和安裝并減少每個(gè)零部件的重量，采用把整體斷開用螺栓連接的方式，從而提升工作效率。