申沛

摘 要：在GDX2包裝設備生產過程中，由于品牌合作、聯(lián)營加工，需要經常更換生產牌號。不同生產牌號的小盒煙包在輸送通道內輸送方向不同（煙包內煙支煙絲端朝前和濾嘴端朝前兩種）。當加工工藝標準要求濾嘴端朝前時，從煙包輸送通道高架輸送下來的煙包撞擊到CH入口擋煙板上，造成盒內煙支下陷質量缺陷的產生，屬于典型的A類缺陷（根據質量工藝標準，將質量缺陷按照從大到小的順序依次分為：A類、B類、C類），這在生產中是絕對不允許出現(xiàn)的。通過對CH入口擋板的改進來解決盒內煙支下陷，減少煙支下陷質量缺陷的產生。

關鍵詞：煙支下陷 二級緩沖 品牌合作 工藝流程

中圖分類號：TK413 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2015）09（a）-0069-03

目前，GDX2包裝機組是國內煙草企業(yè)卷煙生產的主流包裝設備，在生產過程中，經常需要更換生產牌號。不同生產牌號的小盒煙包在輸送通道內輸送方向不同（煙包內煙支煙絲端朝前和濾嘴端朝前兩種）。當加工工藝標準要求濾嘴端朝前機器高速運轉時，從高架輸送帶輸送下來的煙包撞擊到CH入口擋煙板上，造成煙支下陷問題，為保障產品質量，只好降速生產，嚴重影響了生產效率。

1 以加工云煙（紫）為例，對生產帶來的一系列影響

1.1 加工云煙（紫）對生產效率的影響

為了預防加工云煙（紫）時產生的盒內煙支下陷的質量缺陷，采取降低車速到330包/分～350包/分以下的方法控制煙支下陷方面質量缺陷，而降低車速使生產周期延長，生產效率降低，能耗增加。無法按照計劃完成月度生產任務。

1.2 煙支下陷給質量帶來的影響

以加工云煙（紫）為例：在車速為360包/分時，質檢員記錄中的煙支下陷缺陷作了統(tǒng)計為4～6支/盒，占總質量缺陷比例為20%～30%，質量控制難度大，只好降速運行。

1.3 煙支下陷的質量缺陷產生原因

由于各廠的工藝流程及煙包輸送方式不同，會對煙支下陷產生不同影響。首先，煙包輸送到CH入口時為煙絲端朝前，而紅云紅河集團的生產的煙包到達CH入口時為濾嘴端朝前；其次安陽卷煙廠生產的煙包從高架自由滑落式撞到擋煙板后進入CH機組，而紅云紅河集團CH入口為柔性調頭，即吸盤式傳送。

2 煙支下陷的特性分析

在云煙（紫）的中試過程中，發(fā)現(xiàn)河南中煙安陽卷煙廠生產云煙（紫）的工藝流程（見圖1）。

而紅云紅河集團生產云煙（紫）的工藝流程是（見圖2）。

由于紅云紅河集團的質量工藝標準要求煙包翻轉方向不能改變，所以只能從煙包的輸送方式進行著手解決問題，即解決煙包速度高的問題。

3 改進及設計思路

設計思路：設想將CH入口處的固定擋煙板改成活動板，可以使得煙包在對擋煙板沖擊的瞬間，擋煙板通過彈簧的作用，將煙包的沖擊力“中和”掉，使得煙包內的煙支不受外力作用而發(fā)生變化，順利的進入小透明機器內。

4 方案設計及實施方式

4.1 選材

選用材料應考慮的一般原則是：（1）使用性能原則；（2）工藝性能原則；（3）經濟性原則。使用性能原則：它是保證零件完成規(guī)定功能的必要條件，在大多數情況下，這是選材首先要考慮的問題；選材的工藝性原則：在選材中，同使用性能相比，材料的工藝性能常處于次要地位；但在某些特殊情況下，工藝性能也可成為選材考慮的主要依據；經濟性原則：材料的經濟性是選材的重要原則之一，一般包括材料的價格、零件的總成本與國家的資源等。（該文只對使用性進行考慮）將CH入口擋板改造為具有緩沖裝置的擋板，煙包在進入CH時，會不停的撞擊擋板，緩沖裝置的緩沖作用是依靠四個彈簧來實現(xiàn)的，選材時必須考慮到彈簧材料的良好韌性，經過多次實驗選配彈簧，擋板孔內需要安裝兩個型號為LM8的直線軸承，并且軸與孔需要采用間隙配合。

4.2 方案設計

把CH入口固定擋板卸下來，根據該擋板尺寸加工一塊具有緩沖作用的擋板，緩沖裝置由一級緩沖板、二級緩沖板，彈簧、螺釘軸組合而成，如圖3、圖4、圖5所示。

一級緩沖板5通過兩根螺釘固定在緩沖塊上，緩沖塊兩端利用彈簧和螺釘銜接在一起，成為一級緩沖裝置；二級緩沖板8通過兩個螺釘，緊固在CH入口處的機體上，螺釘和彈簧銜接在一塊，成為二級緩沖裝置。在煙包撞擊到一級緩沖板后，在彈簧作用力下，一級緩沖板向后移動直至與二級緩沖板持平，此時二級緩沖板接觸煙包，進行二級緩沖，原理同一級緩沖裝置，整個裝置由一級、二級緩沖裝置共同完成緩沖作用。

4.3 實施方式

如圖3、圖4、圖5所示的GDX2包裝機小盒煙包緩沖裝置包括一級緩沖板5、二級緩沖板8、彈簧3、彈簧4以及滑塊2，一級緩沖板5在螺釘6的作用下，通過滑塊2向后移動，在移動過程中，對彈簧3產生擠壓，彈簧對擋塊4產生擠壓，擋塊4支撐彈簧的擠壓，直至一級緩沖板5到達二級緩沖板的水平面7；在一級緩沖板全部“進入”二級緩沖板時，緩沖裝置進行二級緩沖，二級緩沖板8在煙包的作用下，向后移動，在移動過程中，對彈簧9產生擠壓，彈簧對擋塊10產生擠壓，擋塊10支撐彈簧的擠壓，完成緩沖任務，銅套11起到定位作用。

此項改造只需按照一級緩沖板、二級緩沖的順序進行安裝，對安裝沒有特殊要求，在安裝過程中，要注意用擋塊連帶彈簧慢慢緊固，不要讓滑落的彈簧傷到手臂；拆卸緩沖裝置時，要按照二級緩沖、一級緩沖順序進行，在拆卸過程中，要注意彈簧的拆卸，慢慢將擋塊拿出，小心彈簧劃傷手臂，完成拆卸后，要按照順序擺在干凈、整潔的工具箱內，使用時，按照要求進行裝配。

5 主要研究及工作內容

根據設計方案，進行了機械結構設計，主要內容包括（1）一級緩沖板設計；（2）二級緩沖板設計；（3）彈簧、軸承、緩沖板及螺釘軸選材設計；（4）防護罩設計.

5.1 一級緩沖板設計

通過設想需要設計一塊成“工”字型擋板，一端能夠穿過二級板中間位置，并超出一段距離，使煙包先沖擊到一級緩沖板后，再靠近二級緩沖板，最終削弱煙包從高架橋上下來的沖擊力（見圖6）。

5.2 二級緩沖板設計

二級緩沖板需要與原車裝配的CH入口固定擋板長、寬、高要一致，孔的位置與大小也都要一致。需要更改的是在板的中間位置加工一個容下一級緩沖推頭的方孔（見圖7）。

5.3 彈簧、軸承的選配及螺釘軸、套設計

將CH入口擋板造為具有緩沖裝置的擋板，煙包在進入CH時，會不停的撞擊擋板，緩沖擋板緩沖作用依靠四個彈簧來實現(xiàn)的，選材時必須考慮到彈簧材料的良好韌性，經過多次實驗選配。

螺釘軸（見圖8）是保證一級緩沖和二級緩沖在工作時的約束和自由滑動以及定位作用，因此經過認真考慮決定兩根支撐軸選用45#鋼，在擋板孔內和一級緩沖安裝孔內各安裝兩個型號為LM8的直線軸承，并且保證軸與孔為間隙配合。

套的作用是二級緩沖向后運動定位，其空套在彈簧外（圖9）。

5.4 提升板設計

為防止煙包在CH入口處提升過程中提升板（圖號12AAEC8）與一級緩沖發(fā)生干涉，故對提升板進行改進（見圖10）。

5.5 防護罩設計

二級緩沖裝置加工完成后，為了防止機械對人造成的傷害，需要按照零部件尺寸大小設計一個專用的二級緩沖防護罩，預防安全隱患的產生（見圖11）。

6 主要性能

（1）二級緩沖裝置的研制，有效地解決煙支下陷缺陷的產生，大大提高了產品的質量。

（2）經過改造后，機器的穩(wěn)定性得到了很大的提高，機器發(fā)生擠煙的次數變少，延長了設備運行時間，運轉速度提高到385包/分，提高了設備有效作業(yè)率。

（3）節(jié)約了生產時間，降低了能耗，保證了產品的質量又提高了設備有效作業(yè)率。

7 主要創(chuàng)新點及特征

二級緩沖裝置與吸盤式輸送相比，結構簡單，設計巧妙、構思新穎、成本低廉，操作簡便，便于維護，整個裝置由機臺擋車工獨自操作，緩沖裝置能夠實現(xiàn)煙包降速、保質量的功能，可有效避免由于煙包速度過快產生煙絲下陷、觸頭煙等質量問題，而且在安裝、使用上均不存在危險性，大大提高產品質量，降低原材料消耗。

該裝置有以下主要特征。

（1）該裝置由一級緩沖板通過兩根螺釘固定在緩沖塊上，緩沖塊兩端利用彈簧和螺釘銜接在一起，成為一級緩沖裝置。

（2）二級緩沖板通過兩個螺釘，緊固在CH入口處的機體上，螺釘和彈簧銜接在一塊，成為二級緩沖裝置。

（3）在煙包撞擊到一級緩沖板后，在彈簧作用力下，一級緩沖板向后移動直至與二級緩沖板持平，此時二級緩沖板接觸煙包，進行二級緩沖，原理同一級緩沖裝置，整個裝置由一級、二級緩沖裝置共同完成緩沖作用。

（4）只需按照一級緩沖板、二級緩沖的順序進行安裝，對安裝沒有特殊要求，在安裝過程中，要注意用擋塊連帶彈簧慢慢緊固，不要讓滑落的彈簧傷到手臂；拆卸緩沖裝置時，要按照二級緩沖、一級緩沖順序進行，在拆卸過程中，要注意彈簧的拆卸，慢慢將擋塊拿出，小心彈簧劃傷手臂，完成拆卸后，要按照順序擺在干凈、整潔的工具箱內，使用時，按照要求進行裝配。

8 經濟效益分析

8.1 直接經濟效益分析

（1）經過改造后，機器的穩(wěn)定性得到了很大的提高，機器發(fā)生擠煙的次數極少，這樣延長了設備運行時間，提高了設備有效作業(yè)率，消除了設備的安全隱患，改善了過去由于擠煙、傷件造成的滿地是煙包的局面，達到車間要求生產區(qū)整潔、干凈的目的；（2）煙支下陷得到了明顯改善，大大提高了產品的質量；（3）機器長時間運轉，減少了停機次數以及報廢煙的出現(xiàn)，從而減輕了機器操作工的勞動強度，同時也節(jié)約了原輔材料，間接地降低了生產成本。既保證了產品的質量又提高了設備有效作業(yè)率。裝置使用前，機器速度在350包/min以上時，煙包在輸送帶摩擦力及煙道內煙包推送力的作用下進入輸送調頭機構，煙包下面直接與擋板產生撞擊，因而造成煙支下陷，機器速度在350包/min以下時，質量有明顯好轉。投入使用后，機器速度在370包/min時，未發(fā)現(xiàn)一盒煙支下陷；機器速度在385包/min時，偶爾會出現(xiàn)一支?？梢钥闯霎斳囁倬S持在385包/min時，設備有效作業(yè)率提高了35包/min，按照一臺車三班三運轉來算，一個班8h，480min，每班多生產480×35=16800包，三個班多生產16800×3=50400包，約合100.8件，約合20.16箱。

8.2 社會效益分析

此項改造有效解決了加工工藝標準要求濾嘴端朝前時，從高架輸送帶輸送下來的煙包撞擊到擋煙板上，造成煙支下陷問題，降低了質量缺陷發(fā)生，提高了設備有效作業(yè)率。在企業(yè)節(jié)能降耗、安全生產方面、設備管理方面、文明生產方面成果顯著，經濟效益和社會效益良好，具有較高的應用價值。

參考文獻

[1] 黃德良.ZB45型包裝機組[M].北京：中國科學技術出版社出版，2001.

[2] 上海煙草機械有限責任公司.ZB45型硬盒包裝機使用說明書[S].2006.

[3] 上海煙草機械有限責任公司.ZB45型硬盒硬條包裝機組培訓教材[M].2006.

[4] 機械設計手冊[M].化學工業(yè)出版社，2002.