一種煙箱批量自動加蓋取蓋裝置

徐偉東 陳立

摘? 要：在煙草生產(chǎn)線中，為實現(xiàn)物流輸送自動化，成品煙絲被存放在煙箱中。喂絲系統(tǒng)為保證正常供絲，每條喂絲輸送線會有四個不帶蓋煙箱。在實際生產(chǎn)中，一天生產(chǎn)結(jié)束或者卷包機(jī)臺出現(xiàn)故障，煙絲會長時間滯留在輸送線上，需要進(jìn)行加蓋處理。而現(xiàn)有卷煙企業(yè)普遍采用的是人工方式解決這一問題。人工缺點是需要大量人力，存在安全隱患且不符合自動化工廠的設(shè)定目標(biāo)。本裝置所要解決的是提供一種結(jié)構(gòu)簡單、操作簡易、定位準(zhǔn)確、自動化程度高的喂絲輸送線煙箱批量自動加蓋取蓋裝置。

關(guān)鍵詞：喂絲輸送線;加蓋取蓋;不銹鋼框架;自動化

主要問題：

自杭州卷煙廠卷包車間實行大2班生產(chǎn)模式以來，制絲車間在中班收尾后，需對喂絲站的“在線煙箱”加裝防護(hù)罩，以保證煙箱內(nèi)成品煙絲的品質(zhì)。然而制絲喂絲站共有32臺喂絲機(jī)，每臺喂絲機(jī)輸送線上一般存放4只煙箱，共有128個左右的煙箱箱蓋需人工加裝，需時30分鐘左右。因此，煙箱加蓋取蓋勞動強(qiáng)度大，作業(yè)效率低和存在安全隱患的問題。

對策措施：

設(shè)計本裝置所要解決的是提供一種結(jié)構(gòu)簡單、操作簡易、定位準(zhǔn)確、自動化程度高的喂絲輸送線煙箱批量自動加蓋取蓋裝置。

煙箱批量加蓋取蓋裝置由不銹鋼框架、輥筒、無紡布、電機(jī)、軸座支架、彈簧、支撐桿、軸承、彈簧、底板以及控制面板等組成。不銹鋼框架為一個長方形空心框架，框架的一端與無紡布的一端固定連接，框架的另外一端通過底板與輸送線的下方活性固定。無紡布的另外一端固定在輥筒上，剩余的無紡布整齊得卷置在輥筒上。輥筒兩端通過兩個軸座支架固定在小車系統(tǒng)框架上。電機(jī)由其中一個用于固定輥筒的軸座支架與另一個軸座支架固定在小車系統(tǒng)框架上。本裝置采用的電機(jī)具有自鎖裝置，電機(jī)收緊后不會松開?？刂泼姘嬗缮想婇_關(guān)，隔離開關(guān)以及四組升、降、停按鈕組成。當(dāng)啟動“降按鈕”時，電機(jī)帶動輥筒做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，進(jìn)一步帶動不銹鋼框架做直線運(yùn)動。當(dāng)不銹鋼框架剛開始做直線運(yùn)動時，利用安裝在不銹鋼框架兩側(cè)的彈簧保證它做勻速運(yùn)動;當(dāng)不銹鋼框架與輸送線角度超過90度時，利用框架本身自重保證它勻速向下。當(dāng)啟動“升按鈕”時，原理與前者相反。當(dāng)遇到特殊情況時，啟動“停按鈕”。在不銹鋼框架進(jìn)行升降運(yùn)動時，本裝置采用了雙重限位保護(hù)：一是電機(jī)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動轉(zhuǎn)化為直線運(yùn)動后由螺母控制電機(jī)啟停;二是安裝在輸送線上的行程開關(guān)防止不銹鋼框架升起時過載。另外，支撐桿的主要作用是確保降下的不銹鋼框架能夠不發(fā)生左右偏移準(zhǔn)備到達(dá)預(yù)期位置，從而保證由不銹鋼框架以及輥筒連接的無紡布將輸送線上煙箱完全覆蓋。

實施步驟：

實施一：選擇框架與卷簾布材料。

1、選擇框架材料，整個框架既要輕巧又要堅固，由于鋼管長度有4米，發(fā)現(xiàn)不銹鋼框架壁厚不夠，中間就會產(chǎn)生應(yīng)力彎曲現(xiàn)象。經(jīng)論證：選擇壁厚2.5-3mm左右的， 直徑25mm外徑的不銹鋼管。

2、選擇煙箱簾布材料，根據(jù)煙箱煙絲的特性，選擇密封性好，耐磨且強(qiáng)度高的材料。

實施二：現(xiàn)場測繪，設(shè)計零部件，同時對軸承支撐座與軸承進(jìn)行選型。

1、對框架底部轉(zhuǎn)動支撐軸進(jìn)行設(shè)計。

2、對卷簾電機(jī)傳動軸進(jìn)行設(shè)計。

3、軸承支撐座與軸承選型，根據(jù)設(shè)計要求選擇軸承與軸承座

實施三：卷簾驅(qū)動電機(jī)選型。

1、 選擇帶行程控制的卷簾驅(qū)動電機(jī)，可以控制卷簾伸縮長度滿足我們4煙箱的同時蓋住的需求。

2、 對框架、卷簾驅(qū)動軸與框架橫梁軸、卷簾重量進(jìn)行測算，選擇卷簾電機(jī)的載荷必須大于100公斤承載量，才滿足布簾和框架轉(zhuǎn)動所需的動力。

3、 最終選定JINSSN，帶行程控制、剎車、手動等功能，能負(fù)荷600公斤的卷簾機(jī)以保證使用。

實施四：電氣配件選型。

1、 正反轉(zhuǎn)控制開關(guān)選擇。

2、 本地開關(guān)選擇。

3、 急停開關(guān)選擇。

4、 行程開關(guān)選擇。

實施五：機(jī)械與電氣安裝。

所有零部件制作采購?fù)瓿珊螅诂F(xiàn)場進(jìn)行安裝實驗，電氣程序改進(jìn)，機(jī)電調(diào)試運(yùn)行。

總體結(jié)構(gòu)圖：

工作原理如下：

當(dāng)現(xiàn)場操作人員需要對喂絲輸送線上的煙箱進(jìn)行批量加蓋時，打開控制面板如圖7所示的上電開關(guān)1201以及隔離開關(guān)1202后，按下降按鈕1205。電機(jī)8啟動，電機(jī)8帶動輥筒5做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，卷置在輥筒5上的無紡布6隨著輥筒5的轉(zhuǎn)動逐漸攤開，安裝在不銹鋼框架2上的彈簧4由原有拉伸狀態(tài)慢慢收緊帶動不銹鋼框架做勻速運(yùn)動。當(dāng)不銹鋼框架2與輸送線成90度后，彈簧4完全處于原始狀態(tài)，不銹鋼框架2利用自身重量做勻速直線運(yùn)動直至與支撐桿9接觸。支撐桿9主要作用是保證不銹鋼框架2不發(fā)生左右偏移準(zhǔn)備到達(dá)預(yù)期位置。輥筒5繼續(xù)轉(zhuǎn)動，無紡布6不斷攤開直至螺母控制電機(jī)8停止。此時，喂絲輸送線1除翻箱位以外的煙箱3已被無紡布6完全覆蓋，翻箱位煙箱只需進(jìn)行自動回庫。操作結(jié)束后，關(guān)閉隔離開關(guān)1202以及上電開關(guān)1201。

當(dāng)現(xiàn)場操作人員需要對喂絲輸送線上的煙箱進(jìn)行批量取蓋時，打開控制面板如圖7所示的上電開關(guān)1201以及隔離開關(guān)1202后，按下升按鈕1203。電機(jī)8啟動，電機(jī)8帶動輥筒5做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，覆蓋在煙箱3上的無紡布6慢慢被卷起。當(dāng)無紡布6被輥筒5以及不銹鋼框架2拉緊后，不銹鋼框架在輥筒的旋轉(zhuǎn)力以及自身重力的作用下，不銹鋼框架2開始做勻速直線運(yùn)動。當(dāng)不銹鋼框架2與輸送線成90度后，彈簧慢慢開始被拉伸，不銹鋼框架2在輥筒旋轉(zhuǎn)力、自身重力以及彈力三者作用下勻速運(yùn)動直至螺母控制電機(jī)8停止。不銹鋼框架2回到圖1位置。為了避免不銹鋼框架2收起過度，輸送線1上安裝了一個行程開關(guān)。當(dāng)不銹鋼框架2與行程開關(guān)11接觸時電機(jī)8停止轉(zhuǎn)動，起到雙重限位保護(hù)的作用。操作結(jié)束后，關(guān)閉隔離開關(guān)1202以及上電開關(guān)1201。

當(dāng)現(xiàn)場操作人員在加蓋、取蓋操作過程中需要暫停操作，按下停按鈕1204，電機(jī)8停止轉(zhuǎn)動，不銹鋼框架2也停止運(yùn)動。

實施效果：

本裝置的有益效果是：根據(jù)喂絲輸送線上的批量煙箱存放時間超過4小時只能人工進(jìn)行加蓋取蓋操作，這種操作方式存在許多不足之處，本設(shè)計的目的是制作一種自動化程度高的煙箱批量自動加蓋取蓋裝置。該煙箱批量自動加蓋取蓋裝置能夠自動有效完成對煙箱加蓋、取蓋工作，符合工廠自動化要求，節(jié)約人工，縮短加蓋、取蓋時間，同時避免人工操作過程中存在的安全隱患。

總結(jié)：

1.、通過“一種煙箱批量自動加蓋取蓋裝置”的實施，進(jìn)一步加大了機(jī)械與電氣的相互協(xié)作。

2.、鍛煉了小組成員的團(tuán)隊合作意識和科技創(chuàng)新意識。

3、提高了設(shè)備穩(wěn)定性，提高了生產(chǎn)效率，降低了人力物力，解除安全隱患。

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