陳佰虎 郭躍平

摘 要：為解決條煙輸送故障率高，維修時間長，出現(xiàn)故障后影響大的問題，通過對條煙輸送系統(tǒng)進行優(yōu)化，將原來的一個電機帶動7線動力頭改為單道單電機，將主動鏈輪改為組合式鏈輪，將主軸改為U形槽安裝。通過優(yōu)化，降低了條煙輸送線的故障率和故障維修時間，減少了條煙輸送對生產(chǎn)的影響。

關(guān)鍵詞：條煙輸送系統(tǒng);動力頭;單電機

中圖分類號：TH138.9文獻標識碼：A文章編號：1674-1064（2021）07-011-03

DOI：10.12310/j.issn.1674-1064.2021.07.006

條煙輸送系統(tǒng)主要用于連接條包機和裝封箱機，滿足條煙近距離或遠距離輸送的要求[1]。該系統(tǒng)實現(xiàn)了條煙自動輸送、集中裝封箱功能[2]，條煙自動輸送對節(jié)約人力、提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量都具有重要意義[3]。為此，設計了單電機單道條煙輸送系統(tǒng)，新系統(tǒng)故障率低，故障維修時間短，設備使用運行效率高。

1 問題分析

1.1 存在的問題

條煙輸送系統(tǒng)在輸送煙條的過程中，一方面由于條盒包裝質(zhì)量問題，如條盒走偏、透明紙沒包好或無透明紙小盒煙散落在輸送線上，都會造成正常運行的條盒速度放慢，使后面的條盒逐漸累積在動力頭接口處，造成堵塞[4];另一方面，由于過渡板變形，推煙桿在打開或關(guān)閉時未完全推到煙條及斷鏈帶等機械問題也會造成堵塞，當每條出現(xiàn)故障時，整條線都得停下來，需要等故障排除后其他線才能恢復運行。

1.2 原因分析

傳統(tǒng)條煙輸送動力頭為一個電機同時驅(qū)動多條輸送通道，只要某一道堵煙，堵煙檢測就會激發(fā)動力頭停機，需要處理堵塞的煙條后，動力頭才能運行。而輸送線一般都處理高空，在維修平臺處理一次堵煙需要2min～3min，非維修平臺處理一次堵煙需要5min～10min，在這個過程中未堵煙的道也被連帶停機。條煙輸送履帶由一小塊鏈板連接起來，每塊鏈板長38.46mm，一條200m長的履帶由5 400塊鏈板連接而成，每塊鏈板之間會存在微小的間隙。當設備停機時，履帶會往后縮，由于每道的間隙拉力不一樣，拉力小的道會被卡住，導致履帶被卡斷。主動鏈輪通過軸端裝入軸內(nèi)，更換主動鏈輪時需將電機及整根軸取下，并取下兩邊的鏈輪，最后才能取下中間的鏈輪，動力頭主動軸示意圖如圖1所示。

2 改進方法

2.1 改進思路

采用單電機單道輸送，每個電機控制一道輸送線，某道出故障時，只有相應的道停下，其他道繼續(xù)工作;某道需要維修時，也只需要停下需要維修的道即可，其他道不受影響。動力頭在機架上開U形槽，安裝時可以先把所有的軸承及鏈板都安裝好，之后再安裝到機架上。主動鏈輪采用雙邊壓緊分體兩半式結(jié)構(gòu)，尾輪采用不拆軸可直接拆裝式，動力頭輸送區(qū)采用兩側(cè)對稱安裝，動力頭排包區(qū)多條道采用成箭頭式布局，每條道均有充分的維修空間。

2.2 電機安裝方式改進

電機采用立式安裝，通過連接板將電機固定在側(cè)板上，限制電機轉(zhuǎn)動及移動的自由度。在機架上開U形槽，將UCFL206的軸承及座安裝到主動軸上，將主動鏈輪及電機安裝到主動軸上，安裝時可以先把所有的軸承及鏈板都安裝好，之后再安裝到機架上;拆卸時僅需將帶座軸承的螺絲拆除，即可拆卸下來，如圖2所示。

2.3 尾輪改進

尾輪采用壓板固定在輸送線上，結(jié)構(gòu)簡單、拆裝方便，只需將尾輪軸的壓板拆除，即可把尾輪部件拿出來，并且對尾輪軸的安裝和加工要求也很低，如圖3所示。

2.4 主動鏈輪改進

主動鏈輪采用組合式鏈輪[5]，兩個半環(huán)鏈輪組成一個閉環(huán)鏈輪，輪轂處通過螺絲連接起來，拆裝方便。拆卸時只需將螺絲松開，即可將鏈輪取下，而不用像以前那樣需要把電機拆下，并將整個軸拆下才能將鏈輪取出。組合式鏈輪拆裝方便，大大提高了維修效率，有效降低了維修人員的勞動強度。

2.5 動力頭輸送區(qū)改進

動力頭是將減速電機與主動輪部件直接連接，電機安裝在輸送線兩側(cè)的U型板上，輸送區(qū)電機采用兩側(cè)對稱安裝，內(nèi)側(cè)的軸從外側(cè)的輸送線中間穿過。結(jié)構(gòu)簡單，布局合理美觀;減速電機與主動輪部件直接連接，基本不需要維護;每條道均有充分的維修空間，維修方便，可降低維修勞動強度。

2.6 動力頭排包區(qū)改進

排包區(qū)動力頭多條道采用成箭頭式布局，每條道均有充分的維修空間，維修方便，可降低維修勞動強度。

2.7 電器部分改造

動力頭變頻器通過PROFIBUS現(xiàn)場總線輸送至主控電柜的西門子可編程序控制器[6]，并在上位工控機中設計了專門的WINCC監(jiān)控界面[7-9]。電器控制原理圖如圖4所示。

條煙輸送系統(tǒng)關(guān)聯(lián)設備全部集中控制，所有設備直接和控制主站連接;其中，任何設備需要控制控制和連鎖上下游設備，均通過主站中轉(zhuǎn);每個分道單線動力頭電機均配備一個變頻器，完成柔性啟動、停止以及調(diào)速;從包裝機出口至封箱機入口串聯(lián)的單線通道形成一組控制組，裝封箱機的關(guān)聯(lián)信號同樣與主站連接;裝封箱機處可以手動、自動控制輸送線的啟動和停止，輸送線的運行速度，以及實時監(jiān)控輸送線的運行狀態(tài)。

3 應用效果

3.1 設備優(yōu)化后的特點

可以實現(xiàn)每條輸送線單獨啟停、獨立控制;

每條輸送線啟停均以非常柔和的方式進行，保證輸送線的穩(wěn)定可靠;

控制方式簡單，方便后期對條煙輸送系統(tǒng)的升級改造;

設備以模塊化設計，方便拆裝維修;

主動鏈輪將采用組合式鏈輪的聯(lián)結(jié)方式，同時使用高分子材料制作而成，方便主動鏈輪的拆卸及安裝，又不影響其力學性能;

帶變頻調(diào)速器控制，可以根據(jù)生產(chǎn)線需求調(diào)整到適合的速度;

動力頭由減速電機與主動輪部件直接連接，不需要復雜的傳動結(jié)構(gòu);結(jié)構(gòu)簡單，布局合理美觀;

減速電機與主動輪部件直接連接，基本不需要去維護;

動力頭多條道采用成箭頭式布局，每條道均有充分的維修空間，維修方便，降低了維修勞動強度。

3.2 優(yōu)化設備主要參數(shù)

本次優(yōu)化后設備的主要參數(shù)情況，具體如表1所示。

3.3 優(yōu)化前后使用情況統(tǒng)計

優(yōu)化前后使用維修情況對比表如表2所示。

4 結(jié)語

條煙輸送線系統(tǒng)經(jīng)過改造后，條煙輸送系統(tǒng)自動化控制程度得到明顯提升，有效降低了設備故障率，縮短了故障維修時間，提高了設備效率和設備穩(wěn)定性。

參考文獻

[1] 王文輝.條煙輸送系統(tǒng)的設計[J].機電信息，2005，5（14）：17-18.

[2] 姜懷業(yè).雙通道超高速條煙提升機的設計與應用[J].煙草科技，2012（4）：25-27.

[3] 金桂根.煙草自動化物流工藝設計[J].煙草科技，2004（10）：42-44.

[4] 王淑英，黃玉彥，喬茜華，等.卷煙條盒輸送線堵塞報警裝置設計及應用[J].鄭州輕工業(yè)學院學報：自然科學版，2014（4）：43-45.

[5] 孫智宙.一種用于刮板輸送機的組合式鏈輪[P].中國：CN201520127571.1，2015-11-18.

[6] 周明.現(xiàn)場總線控制[M].北京：中國電力出版社，2002.

[7] 唐啟義，馮光明.DPS數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)[M].北京：科學出版社，2006.

[8] 朱愛紅，余冬梅，張聚禮.基于B/S軟件體系結(jié)構(gòu)的研究[J].計算機工程與設計，2005，33（5）：1164-1165.

[9] 鐘時.WinCC及其選件產(chǎn)品在離散行業(yè)MES項目中的定位與應用[C].2008西門子自動化專家會議論文集.北京：機械工業(yè)出版社，2008：16-30.