YF17型煙支儲(chǔ)存輸送裝置對(duì)接并聯(lián)包裝機(jī)改型設(shè)計(jì)

馮毅

摘? 要： 隨著高速卷煙機(jī)引進(jìn)使用，現(xiàn)存的低速包裝機(jī)速度無法與之匹配使用，而引進(jìn)高速包裝機(jī)，用戶成本高，直接對(duì)接低速包裝機(jī)，高速卷煙機(jī)需要降低速度，造成高速卷煙機(jī)產(chǎn)能浪費(fèi)。傳統(tǒng)YF17型煙支儲(chǔ)存輸送裝置是單對(duì)單連接卷煙機(jī)和包裝機(jī)，本研究改型設(shè)計(jì)YF17型煙支儲(chǔ)存輸送裝置，新增加一個(gè)出口，實(shí)現(xiàn)一臺(tái)高速卷煙機(jī)能對(duì)接兩臺(tái)低速包裝機(jī)，使兩臺(tái)包裝機(jī)并聯(lián)運(yùn)行，有效利用高速卷煙機(jī)產(chǎn)能。

關(guān)鍵詞：YF17? 改型設(shè)計(jì)? 并聯(lián)? 包裝機(jī)

中圖分類號(hào)：TP27? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1674-098X（2021）05（c）-0070-05

The modified design of YF17 parallel packaging machine for cigarette storage and conveying device

FENG Yi

（Chengdu Cigarette Factory of China Tobacco Sichuan Industrial Co.，Ltd.，Chengdu， Sichuan Province，610066）

Abstract： With the introduction and use of high-speed cigarette machines， the speed of the existing low-speed packaging machines can not match it. However， the introduction of high-speed packaging machines has high user costs， and the high-speed cigarette machines need to reduce the speed， resulting in a waste of production capacity of high-speed cigarette machines. The traditional yf17 cigarette storage and conveying device is a one-to-one connection between cigarette machine and packaging machine. In this study， yf17 cigarette storage and conveying device is modified and designed to add an outlet to realize the connection of one high-speed cigarette function with two low-speed packaging machines， so that the two packaging machines can operate in parallel and make effective use of the production capacity of high-speed cigarette machine.

Key Words： YF17; Modification design; Parallel; Packaging machine

低速卷包生產(chǎn)線其速度一般在6000～9000支/min，高速卷包機(jī)組其正常生產(chǎn)速度達(dá)到了16000支/min，峰值速度達(dá)到了20000支/min[1-2]，遠(yuǎn)高于低速包裝機(jī)速度。

YF17煙支儲(chǔ)存輸送裝置是安裝在卷煙機(jī)與包裝機(jī)中間的輔聯(lián)設(shè)備，其主要功能為將卷煙機(jī)生產(chǎn)出來的煙支輸送給包裝機(jī)，并根據(jù)卷煙機(jī)和包裝機(jī)的工作情況，對(duì)其所輸送的煙支流量進(jìn)行實(shí)時(shí)控制調(diào)節(jié)，使得卷接包機(jī)組協(xié)調(diào)一致，從而實(shí)現(xiàn)“自動(dòng)化連續(xù)生產(chǎn)”，提高工作效率和降低勞動(dòng)強(qiáng)度[3-6]。

1? 設(shè)計(jì)背景

隨著2011年世界第一組高速卷包機(jī)組M8-G.DH1000正式在廣東中煙工業(yè)有限責(zé)任公司廣州卷煙廠投入生產(chǎn)，標(biāo)志著全國的煙草設(shè)備行業(yè)進(jìn)入了一個(gè)新的階段。目前高速卷煙機(jī)大量進(jìn)入市場(chǎng)，例如：ZJ116、ZJ119、M5等高速卷煙機(jī)。但是各家煙廠目前存有大量的低速包裝機(jī)，如ZB25、ZB45、FK350等低速包裝機(jī)，低速包裝機(jī)和高速卷煙機(jī)一對(duì)一配對(duì)，則高速卷煙機(jī)產(chǎn)能浪費(fèi)嚴(yán)重[7-10]。

依據(jù)同種煙的不同外觀包裝，同時(shí)引進(jìn)兩條生產(chǎn)線，費(fèi)用較高，根據(jù)產(chǎn)量，高速卷包線產(chǎn)能浪費(fèi)嚴(yán)重;超高速包裝機(jī)體積較大，部分小型煙廠限制于廠房空間，整條線的超高速卷包線無法合理布置。卷煙生產(chǎn)線的卷煙機(jī)老舊淘汰，部分煙廠長遠(yuǎn)考慮，引進(jìn)高速卷煙機(jī)，而低速包裝機(jī)需要繼續(xù)使用。基于此類情況，通過對(duì)煙支儲(chǔ)存輸送裝置的改造，實(shí)現(xiàn)兩條卷煙生產(chǎn)線包裝機(jī)組的并聯(lián)，有效節(jié)約成本，合理分配高速卷煙機(jī)的產(chǎn)能。

2? 方案設(shè)計(jì)

YF17型煙支儲(chǔ)存輸送裝置是用于將卷接機(jī)組生產(chǎn)的卷煙整齊、平穩(wěn)、完好無損地輸送到包裝機(jī)組上，并根據(jù)卷煙機(jī)與包裝機(jī)的工作情況，對(duì)其所輸送的煙支流量進(jìn)行實(shí)時(shí)控制和調(diào)節(jié)，使卷包機(jī)組協(xié)調(diào)一致。YF17型煙支儲(chǔ)存輸送裝置基礎(chǔ)配置如圖1主要包含提升機(jī)、高架輸送器、下降裝置、下落段、存儲(chǔ)器。常規(guī)YF17型煙支儲(chǔ)存輸送裝置只能實(shí)現(xiàn)一對(duì)一的連接卷煙機(jī)和包裝機(jī)。

高速卷煙機(jī)配對(duì)低速包裝機(jī)，為了避免卷煙機(jī)產(chǎn)能的浪費(fèi)，可采用1臺(tái)高速卷煙機(jī)配對(duì)2臺(tái)低速包裝機(jī)，要實(shí)現(xiàn)一臺(tái)卷煙機(jī)對(duì)接二臺(tái)包裝機(jī)，則YF17型煙支儲(chǔ)存輸送裝置需要增加一個(gè)輸出口連接包裝機(jī)，同時(shí)共用一個(gè)存儲(chǔ)器。根據(jù)這一思路，需要對(duì)常規(guī)的YF17型煙支儲(chǔ)存輸送裝置進(jìn)行改造，在下降裝置上新增一個(gè)輸出口，同時(shí)增加一個(gè)輸送通道和一個(gè)落料裝置，將煙支輸送至第二臺(tái)包裝機(jī)。根據(jù)改型設(shè)計(jì)思路，如圖2為改型YF17煙支儲(chǔ)存輸送裝置改造后，實(shí)現(xiàn)一臺(tái)卷煙機(jī)對(duì)接二臺(tái)包裝機(jī)。包裝機(jī)1和包裝機(jī)2可同時(shí)生產(chǎn)，也可以單獨(dú)生產(chǎn)，可進(jìn)行不同外形包裝的生產(chǎn)。

2.1 下降裝置改型

如圖3所示，在新的方案中，需在原有下降裝置的基礎(chǔ)上進(jìn)行改造，在下降裝置左側(cè)增加一個(gè)出口與包裝機(jī)2相連接。

新增出口后，為了方便觀察煙支情況，需要新設(shè)計(jì)制作下降裝置的左前門組件，將原下降裝置的左前門組件更換。新設(shè)計(jì)制作安裝箱體前門的左側(cè)板零件;新設(shè)計(jì)制作下降裝置新增出口的從動(dòng)輪組件以及相應(yīng)的過渡板、罩殼等零件;新設(shè)計(jì)料倉背板，料倉左側(cè)板等零件。

2.2 新設(shè)計(jì)低位輸送器

如圖4所示，根據(jù)改型設(shè)計(jì)方案中，需全新設(shè)計(jì)一套低位輸送器，新增加的低位輸送器結(jié)構(gòu)同高位輸送器，采用不銹鋼架體，鋁型材作為導(dǎo)軌，采用鏈板輸送。考慮到煙支朝向，需要將低位輸送器設(shè)計(jì)為“S”形，根據(jù)輸送鏈板的側(cè)彎半徑，低位輸送通道半徑采用750mm。新增加的低位輸送器需要單獨(dú)驅(qū)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)安裝于新增的落料裝置內(nèi)。采用“S”形低位輸送器和“L”形低位輸送器無法懸空，需要設(shè)計(jì)相關(guān)的支撐，支撐位置暫定于彎道位置。

輸送裝置設(shè)計(jì)要求：

煙支層高H=80mm，輸送煙支數(shù)量N=7000支/min，又知煙支直徑d=8mm，由上述條件計(jì)算單位層高H通過的煙支數(shù)量為：

+1=11.4（支）

取整數(shù)值為n=11支。

所以鏈板輸送速度為：

=5.09m/min

電機(jī)線速度v電機(jī)=v鏈板=5.09m/min，dp為主動(dòng)鏈輪的分度圓直徑，dp=90.156mm;所以電機(jī)轉(zhuǎn)速n電機(jī)的值[11-12]為：

=18r/mim

2.3 新設(shè)計(jì)落料裝置

如圖5所示，在新的方案中，需全新設(shè)計(jì)制作一套落料裝置，安裝于包裝機(jī)2入口處，用于將低位輸送器輸送過來的煙支平穩(wěn)地送入包裝機(jī)料倉內(nèi)。

新設(shè)計(jì)的落料裝置帶有料倉，料位檢測(cè)。根據(jù)包裝機(jī)工況，反饋至YF17煙支儲(chǔ)存輸送裝置，以達(dá)到包裝機(jī)2的平衡。煙支經(jīng)低位輸送器進(jìn)入落料裝置，落料裝置需要將煙支在其料倉內(nèi)推高，為了保證煙支質(zhì)量，需要保證皮帶與輸送鏈板應(yīng)保證同步運(yùn)行，且在通道內(nèi)需保證皮帶運(yùn)行方向一致。

由經(jīng)驗(yàn)確定鏈板驅(qū)動(dòng)鏈輪取齒數(shù)Z1=11，材料使用45鋼，整體調(diào)質(zhì)，齒面高頻淬火處理便可滿足實(shí)際運(yùn)行要求。鏈板節(jié)距為P=25.4，則輸送鏈板鏈輪的分度圓直徑為：

=90.156mm

又由設(shè)計(jì)皮帶輪直徑取為d皮帶=50mm。

所以皮帶與輸送鏈板處動(dòng)力傳動(dòng)鏈輪的傳動(dòng)比應(yīng)為：

取小鏈輪齒數(shù)為z2=15，張緊鏈輪齒數(shù)z4和過輪齒數(shù)z5.無匹配要求，取z4=z5=19，則大鏈輪齒數(shù)為z3=iz2=1.8×15=27。

由設(shè)計(jì)要求知輸送煙支數(shù)量為N=7000支/min，由上計(jì)算知鏈板實(shí)際輸送速度為v鏈板=5.09m/min，所以皮帶輪轉(zhuǎn)速為：

=32.4r/mim

由上計(jì)算知電機(jī)實(shí)際轉(zhuǎn)速為：

n電機(jī)=18r/mim

由設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)選取鏈條為06B，則節(jié)距P1=9.525mm，則電機(jī)輸出鏈輪齒數(shù)選擇27，入口上皮帶輪系鏈輪齒數(shù)選擇15;過渡和張緊的鏈輪齒數(shù)選擇19。

2.4 控制系統(tǒng)改造

整套YF17煙支儲(chǔ)存輸送裝置控制系統(tǒng)需增加一個(gè)低位輸送器和一個(gè)落料裝置，將煙支輸送到包裝機(jī)2內(nèi)，在下降裝置處實(shí)現(xiàn)供料口切換?？刂粕?，包裝機(jī)1和包裝機(jī)2可同時(shí)運(yùn)行，也可通過選擇開關(guān)實(shí)現(xiàn)包裝機(jī)的切換，一旦切換包裝機(jī)，則相關(guān)的控制和速度跟蹤也將自動(dòng)切換，其主要改造內(nèi)容如下。

（1）增加對(duì)接的包裝機(jī)需要增加相應(yīng)器件，對(duì)于新增加的包裝機(jī)供料輸送帶，增加一套相應(yīng)伺服控制器和伺服減速電機(jī)。同包裝機(jī)2對(duì)接，需要增加落料裝置料位檢測(cè)，包裝機(jī)信號(hào)對(duì)接等元器件，增加新的操作控制盒及其元件。

（2）采用倫茨8400TopLine系列伺服控制器，控制低位輸送器驅(qū)動(dòng)電機(jī)。伺服控制方式改為模擬量控制，同時(shí)增加PLC模擬量輸出模塊。

（3）控制邏輯。

包裝機(jī)允許：包裝機(jī)1的允許信號(hào)只要存儲(chǔ)器處于有料且自動(dòng)啟動(dòng)狀態(tài)即給出，包裝機(jī)2允許信號(hào)還需要包裝機(jī)2選擇開關(guān)處于允許狀態(tài)。

存儲(chǔ)器供料速度：存儲(chǔ)器供料速度為兩套包裝機(jī)速度的疊加，這樣就保證控制上滿足只開其中1臺(tái)或2臺(tái)都開的情況。

手動(dòng)控制：低位輸送器手動(dòng)速度值通過觸摸屏設(shè)定，手動(dòng)操作通過存儲(chǔ)器操作盒按鈕實(shí)現(xiàn)，地位誒輸送器只要第二臺(tái)包裝機(jī)選擇允許并且處于低位輸送處于非高料位就可啟動(dòng)。

3? 結(jié)語

本文詳細(xì)敘述了YF17型煙支儲(chǔ)存輸送裝置并聯(lián)包裝機(jī)改型設(shè)計(jì)思路，著重?cái)⑹隽苏w改型設(shè)計(jì)的主要思路。本文所設(shè)計(jì)的YF17型煙支儲(chǔ)存輸送裝置并聯(lián)包裝裝機(jī)已應(yīng)用在成都卷煙廠的卷包生產(chǎn)車間，為類似改型或定制化設(shè)計(jì)提供參考。實(shí)際設(shè)計(jì)需要大量的實(shí)驗(yàn)和理論驗(yàn)證，例如S形的輸送通道，輸送鏈板的拉力測(cè)算，下降裝置料倉流量計(jì)算等。

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