周詩華，余 剛，張 軍，張 華

（畢節(jié)卷煙廠，貴州畢節(jié) 551700）

GD包裝機CH小盒透明紙制動裝置的改進

周詩華，余 剛，張 軍，張 華

（畢節(jié)卷煙廠，貴州畢節(jié) 551700）

分析GD包裝機CH小盒透明紙制動裝置不穩(wěn)定的原因，改進制動裝置，取得良好效果。

CH小盒透明紙；制動裝置；改進

10.16621/j.cnki.issn1001-0599.2017.12.33

0 引言

GD包裝機是我國煙草行業(yè)卷煙包裝的主要設備之一，CH小盒透明紙展開制動裝置作為GD包裝機的重要部件，主要功能是將透明紙松卷平穩(wěn)展開。在設備運轉過程中，為使透明紙松卷擺臂基本保持平穩(wěn)，通過調節(jié)拉簧的拉力以及調整偏心小軸，確保制動擺桿與軸承靠輪之間的距離為3mm，保證透明紙在平衡拉力的作用下展開輸送。透明紙在展開輸送過程中，需要制動片制動透明紙展開，避免透明紙松卷過度，但長時間的運行，使制動片工作表面磨損不均，造成制動阻力不穩(wěn)定，制動效果大大降低，引起透明紙跑偏、斷裂、松卷過度，存在小盒露底等質量隱患。

1 透明紙輸送展開工作原理

CH小盒透明紙在一定壓力作用下由一對輸送展開輥向下輸送，并通過過渡輪、擺動架拉動透明紙卷盤架上的透明紙卷旋轉展開，透明紙卷轉盤架通過制動片擠壓和釋放紙卷盤架制動鼓來完成紙卷的轉動展開和停止，并保證透明紙順利展開輸送。CH小盒透明紙卷展開制動裝置結構如圖1所示。

圖1 改進前CH煙包透明紙卷展開制動裝置裝配圖

設備運轉過程中，分別調節(jié)拉簧1和拉簧2的拉力，使透明紙松卷擺臂基本保持平穩(wěn)，保證透明紙在拉力平穩(wěn)的狀態(tài)下展開輸送。通過調整制動架拉簧1的拉力來調節(jié)制動片與紙卷盤架制動鼓的壓力，達到摩擦阻力與展開速度相對平穩(wěn)的目的。此外，通過調節(jié)透明紙松卷擺臂上拉簧2的拉力，使之達到理想的透明紙松卷擺臂擺動阻尼力，實現(xiàn)透明紙松卷擺臂動態(tài)平衡擺動。

2 制動裝置存在的問題及原因分析

2.1 透明紙展開釋放過度

設備運行過程中，透明紙展開釋放的控制，很大程度上是通過制動片與紙卷盤架制動鼓之間的相互作用來實現(xiàn)。但生產(chǎn)實際運行時，制動裝置制動效果并不理想，常出現(xiàn)透明紙展開不平穩(wěn)，制動片的制動阻力難以確保紙卷盤架制動鼓與透明紙展開輸送速度相符，造成透明紙展開釋放過度，發(fā)生透明紙斷裂、跑偏，松卷過度產(chǎn)生堵紙、小盒漏底等現(xiàn)象。主要原因是制動片經(jīng)過長時間的工作，在與紙卷盤架制動鼓的相互作用下，產(chǎn)生一定的摩擦力，摩擦力與制動片的摩擦因數(shù)有關，還與制動片的擠壓程度（壓力大小）相關。

2.2 制動片材料的磨損

磨損是指物體表面產(chǎn)生相對運動時，在摩擦的相互作用下，摩擦面物質的不斷損失或殘余變形的現(xiàn)象，是零部件失效的一種基本形式。影響磨損的因素主要包括材料性能、硬度、表面粗糙度、摩擦力、潤滑等。制動片材料為硬質石棉，屬于摩擦材料，具有良好的耐磨損性，在紙盤架制動鼓的作用下，將轉動的動能轉化為熱能及其他形式的能量，從而使傳動裝置制動，摩擦力較大，但也是易磨損件。

3 改進方案

在不改變原有制動方式的基礎上解決制動片局部磨損的問題，需要考慮的因素有3個：（1）使制動片的圓弧與制動鼓的圓弧形成完全貼合；（2）制動片能受擺桿擺動的作用力來實現(xiàn)摩擦力的變化；（3）實現(xiàn)自動使制動片與制動鼓圓弧面最大面積的接觸。

改進思路：增加構件數(shù)，即制動片和制動架分成2個構件（圖2），使制動片既受擺桿擺動作用力實現(xiàn)摩擦力的變化，又能使制動片弧面與制動鼓周面實現(xiàn)最大面積的接觸，制動片與制動鼓之間就由原來的高副變成了低副，同時增加該構件繞支點的轉動為一個低副。將制動片與制動架分離，兩者采用銷軸連接，使制動片能夠繞銷軸回轉，實現(xiàn)制動片弧面與制動鼓周面最大面積的接觸，提高制動效果。

圖2 改進后制動架機構示意

4 方案的實施

4.1 制動擺臂的改進

圖3 原制動片擺臂

圖4 改進后的制動片擺臂

原制動片與拉簧擺桿一體，在生產(chǎn)過程中，制動片會不斷的磨損，開始磨損階段對制動阻力影響較小，當制動片磨損過度后，制動擺臂與紙卷盤架制動鼓的位置不能調整，更換制動裝置耗時費力。將使用過的廢舊制動架（圖3）的制動臂去掉，外端部加工成與內孔同軸，Φ27mm，長 19mm的圓柱面（圖 4）。該圓柱面用來安裝制動臂。

4.2 設計活動可調的制動片擺臂

新設計的制動片擺臂，材料選用鋁合金（ZL102），長度與原固定制動片擺臂一致（圖5），Φ27mm的孔與改進后制動架Φ27mm的圓柱面配合，其上開有2mm的鎖緊槽，便于用螺釘將其固定在制動架上。中間Φ6mm通孔用來安裝支承制動片的小軸，兩側的螺紋盲孔通過螺釘固定支承制動片小軸的蓋板（圖6）。上面的2個盲孔用來安裝制動片調節(jié)壓簧。

圖5 活動可調的制動片擺臂

圖6 蓋板

4.3 制動片的設計

新設計的制動片由制動材料與載體粘合而成，制動材料選用耐磨性較好的粉末冶金，載體為黃銅（ZCuZn38）。銅基粉末冶金材料組織結構穩(wěn)定，具有較穩(wěn)定的摩擦性能和一定的機械性能，比原使用的石棉制動片耐磨性好。制動面有效弧長為60mm，寬 17mm，通過 Φ6mm孔用小軸與擺臂連接（圖7）。

圖7 新設計的制動片

4.4 改進后制動裝置的結構與工作原理

改進后的制動裝置（圖8），擺臂用鎖緊螺釘固定在制動架上，擺臂的角度可以根據(jù)制動片的磨損情況任意調整到理想位置，制動片通過銷軸與擺臂連接，制動片可在擺臂上繞銷軸作適當?shù)臄[動，制動片與擺臂之間安裝2條壓簧。制動裝置在工作狀態(tài)下，制動片與制動鼓的相對位置不斷發(fā)生變化（圖9），制動片在壓簧的作用下始終保持制動面與制動鼓之間均勻接觸，使制動力保持均勻，制動片均勻磨損，降低了制動架的擺動幅度。

5 改進效果

將改進后的制動架與改進前的新制動架同時安裝到一臺機器的2個透明紙卷盤架上使用，經(jīng)過6個月的觀察，在相同時間內，改進后的制動片磨損量比改進前的制動片磨損量大幅減少（表1），耐磨性有了很大提高。

圖8 改進后制動裝置

圖9 改進后制動裝置工作示意

表1 改進前后制動片磨損量對比

通過6個月對同一臺機器改進前后透明紙展開制動裝置的使用情況的觀察跟蹤，得到透明紙紙跑偏、堵紙的統(tǒng)計數(shù)據(jù)（圖10）。

圖10 透明紙紙跑偏、堵紙跟蹤統(tǒng)計

應用效果表明，通過對CH小盒透明紙展開制動裝置的改進，保證了透明紙輸送過程的平穩(wěn)性，避免因透明紙輸送不穩(wěn)而產(chǎn)生的制動阻力不穩(wěn)定，基本消除了透明紙斷裂、跑偏、松卷過度產(chǎn)生堵紙、小盒漏底等現(xiàn)象。達到控制透明紙卷平穩(wěn)展開的目的。減少了因透明紙堵塞引起的停機等問題，提高了設備的有效作業(yè)率。

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〔編輯 李 波〕