彭碩，劉建華

（湖北中煙工業(yè)有限責任公司紅安卷煙廠，湖北 紅安 438400）

YB95卷煙包裝機是YB65型包裝機組的中下游機，關鍵進行煙條的透明紙和拉線的包裝，拉線是作為一種外包裝盒拆裝專業(yè)工具和防偽手段，廣泛應用于煙草商品外包裝盒行業(yè)。包裝機原條包透明紙拉線輸送卷軸是通過螺紋固定在條透拉線旋轉(zhuǎn)軸上，在拉線卷軸安裝和拆卸的時候都要把鎖緊錐套擰緊和松開。在擰緊的時候要控制好錐套的鎖緊度，松了固定不住，緊了會在設備高速運行時甩壞拉線卷軸的塑料軸。該結構有以下幾點缺陷：（1）操作工人更換卷軸時間長，操作程序繁瑣。（2）尤其在拉線卷軸快用完時，容易對塑料的破壞性增大，易造成拉線輸送的不穩(wěn)定。經(jīng)常有松脫現(xiàn)象，產(chǎn)生質(zhì)量不合格的產(chǎn)品。（3）由于在拉線沒用完的時候塑料軸就損壞了，從而造成了卷軸的無法正常使用，導致原材料的極大浪費。綜上所述，生產(chǎn)企業(yè)迫切需要研究一種YB95包裝機拉線穩(wěn)定性裝置，實現(xiàn)對拉線卷筒的快速更換和鎖緊力的穩(wěn)定可控。

國內(nèi)卷煙企業(yè)已通過各種方式對YB95型包裝機拉線卷筒定位裝置進行優(yōu)化改進，用于縮短拉線卷筒的更換時間。有彈簧片或彈簧絲漲緊的方式、氣缸式漲緊方式、雙氣囊漲緊方式等，它們在不同程度上都有一些缺陷，使用效果不是很理想。彈簧片或彈簧絲漲緊結構簡單、成本低，但是使用壽命短，時間長彈簧片或彈簧絲應力失效，拉線卷軸漲不住，容易產(chǎn)生產(chǎn)品質(zhì)量缺陷。氣缸漲緊和雙氣囊漲緊方式結構復雜，由于拉線卷軸的內(nèi)孔較小，氣缸式漲緊零件多、結構緊湊，難以下手，不便于維修維護。研究擬設計一種氣囊式漲緊方式YB95包裝機拉線穩(wěn)定性裝置，以期實現(xiàn)對拉線卷筒的快速更換和鎖緊力的穩(wěn)定可控，提高設備的有效作業(yè)率。

1 現(xiàn)狀調(diào)查

為了解拉線卷筒更換過程中設備停機時長的具體情況，對各機臺7名操作工更換拉線卷筒所用時長進行統(tǒng)計，每人進行4次現(xiàn)場測驗，統(tǒng)計結果見表1。同時，為了解拉線更換過程中，YB95包裝機拉線穩(wěn)定性情況，對各機臺因拉線穩(wěn)定性引起的故障頻次進行為期5周的統(tǒng)計，統(tǒng)計結果見表2。

表1 改進前操作工更換拉線卷筒時長統(tǒng)計表

表2 改進前拉線使用故障頻次統(tǒng)計表

由表1、2可知：在未改進前，操作工更換拉線卷筒平均耗時120s；未改進前，拉線穩(wěn)定性故障平均1.2次/周。從而使得設備效率降低、材料消耗增加。

2 原因分析

2.1 原YB95包裝機拉線裝置工作原理

如圖1所示，原YB95包裝機拉線裝置由直流電機1、拉線軸4、內(nèi)部錐套5、鎖緊錐套7組成。拉線軸4左側錐套為固定錐套，右側設有活動鎖緊錐套7，拉線卷6穿套在拉線軸4上，通過鎖緊錐套7螺紋鎖緊，兩側擠壓實現(xiàn)鎖緊定位。再通過直流電機1帶動錐齒輪2、3帶動拉線軸4轉(zhuǎn)動，從而實現(xiàn)供給動作。

圖1 YB95包裝機拉線裝置

2.2 耗時分析

通過對YB95包裝機拉線裝置操作步驟進行分解分析，確認耗時中關鍵要素分別為：（1）人為手動停機；（2）切斷在用拉線；（3）松開鎖緊錐套；（4）取下卷芯更換新拉線卷；（5）鎖緊錐套；（6）拉線經(jīng)導輥展開與條透明紙回合；（7）開機啟動。

統(tǒng)計7個機臺按標準操作步驟耗時，統(tǒng)計結果見表3。

表3 標準操作步驟耗時統(tǒng)計表

由表3可知，YB95包裝機拉線裝置，在更換拉線過程中，耗時最長步驟為（3）和（5），即松開與鎖緊錐套過程，占整體耗時84.04%。操作工在進行兩項操作步驟時，需正向、反向且連續(xù)快速轉(zhuǎn)動鎖緊錐套28周，嚴重降低拉線更換效率，從而影響設備效率。

2.3 穩(wěn)定性分析

GD包裝機原條包透明紙拉線輸送卷軸是通過螺紋固定在條透拉線旋轉(zhuǎn)軸上，在拉線卷軸安裝和拆卸的時候都要把一個鎖緊錐套擰緊和松開。在擰緊的時候要控制好錐套的鎖緊度，松了固定不住，緊了還容易在設備高速運行時甩壞拉線卷軸的塑料軸。

由上述分析可知，YB95包裝機原拉線裝置，通過鎖緊錐套進行固定拉線卷，不僅是操作上不便利，更容易通過松緊力度不一，而造成YB95包裝機拉線裝置的穩(wěn)定性降低?；谝陨戏治?，原機拉線裝置因其設計拉線定位裝置不合理，使得操作過程中耗時長且力度無法精準控制。

3 改進方法

3.1 改進思路

鎖緊方式和固定方式的合理設計是實現(xiàn)拉線快速更換工作的關鍵。試驗采用氣囊式的方式來進行拉線卷筒快換裝置的設計，氣囊式鎖緊方式同時具備定位、鎖緊功能，具有結構簡單可靠、安裝快速、鎖緊力大、定位精度高等優(yōu)點。

3.2 設計方案

氣囊式緊式拉線卷筒定位裝置結構如圖2所示，主要由氣囊、漲塊、底座、剎車輪、堵頭等組成，張緊裝置整體設計為圓柱形。氣動頂升漲緊閘塊用來支撐卷軸，而頂升漲緊閘塊靠氣囊的作用力控制張緊和松弛。

圖2 氣囊式緊式拉線卷筒定位裝置

常態(tài)時3個漲緊閘塊處于壓縮彈簧作用下的釋放位置，此時將拉線卷推入銅套式輥軸至定位擋盤，通過控制開關使氣囊至漲緊狀態(tài)，則漲緊裝置的漲緊塊通過氣囊將頂升漲緊閘塊彈起，拉線卷鎖定于輥軸。

3.3 卷筒安裝軸的設計

設計卷筒安裝軸主體長度235mm，材料采用45#鋼，卷筒安裝軸直徑設計為10mm，卷筒安裝軸設計圖如圖3所示。

圖3 卷筒軸設計圖

設計卷筒氣囊主體長度93mm，材料采用黑色橡膠，卷筒氣囊直徑設計為19mm，氣囊設計圖如圖4所示。在材料選擇上，黑色橡膠選擇聚烯烴熱塑性彈性體，其性能較好、密度較小、韌性較高、低溫抗沖擊性能較強、易于加工，且重復使用率高。

圖4 氣囊設計圖

卷筒內(nèi)芯內(nèi)徑尺寸30mm，安裝軸套上氣囊及漲塊后，徑向跳動控制在1mm以內(nèi)。

4 效果驗證

完成氣囊式漲緊方式拉線快換裝置的加工組裝對改進很有成效，對7臺套機組操作工再次進行更換拉線卷筒停機時長統(tǒng)計，每人進行4次測驗，統(tǒng)計結果見表4。同時，為了解拉線更換過程中，YB95包裝機拉線穩(wěn)定性情況，對各機臺因拉線穩(wěn)定性引起故障頻次進行為期5周的跟進。

表4 改進后操作工更換拉線卷筒時長統(tǒng)計表

由表4可知，YB95包裝機拉線裝置改進為氣囊式漲緊方式后，更換拉線由改進前平均耗時120s降至32s，同時跟進5周的運行穩(wěn)定性情況，均未出現(xiàn)因拉線更換運轉(zhuǎn)出現(xiàn)故障停機。上述結果表明，該裝置大幅度降低操作工更換拉線時間，且其裝置穩(wěn)定性優(yōu)秀，有效保障了設備運行效率。

5 結語

采用條透拉線卷軸氣動漲緊方式后，實現(xiàn)了拉線卷軸快速更換、快速漲緊，且定位準確。在原有安裝空間中安裝拉線卷軸氣動漲緊裝置，改進后設備運行穩(wěn)定、操作簡單、固定可靠。在整個拉線輸送過程中，從大卷到最小卷一直都能夠穩(wěn)定的輸送拉線，拉線定位準確牢固，輸送平穩(wěn)，保證了產(chǎn)品質(zhì)量，減少原先安裝和更換紙卷時的勞動強度，避免運行時紙筒的相對位移，簡化安裝拉線卷軸的操作程序，縮短安裝和更換拉線卷軸的時間。