秦葉濤，陳勁松，黃首霖，蔡洪江，袁 勇

（貴州中煙工業(yè)有限責(zé)任公司畢節(jié)卷煙廠，貴州畢節(jié) 551700）

0 引言

隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展、時代觀念的改變，對工業(yè)設(shè)備的自動化需求越來越大。YP18 封箱機(jī)是一種用于條煙封箱的設(shè)備。在使用過程中，發(fā)現(xiàn)YP18 封箱機(jī)的個別零部件極易損壞，導(dǎo)致設(shè)備故障，引起生產(chǎn)流程阻滯、卷包及封箱工段現(xiàn)場生產(chǎn)秩序紊亂，使質(zhì)量風(fēng)險大增，增加現(xiàn)場管理負(fù)擔(dān)。為提高YP18 封箱機(jī)自動設(shè)備的穩(wěn)定性，減少故障率，本文對YP18 型裝封箱機(jī)煙箱輸送皮帶控制開關(guān)進(jìn)行分析研究，并給出切實可行的改進(jìn)方案。

1 卷煙裝封箱機(jī)工藝原理簡介

YP18 卷煙裝封箱機(jī)工藝步驟圖1 所示，條盒由輸入裝置接收并輸送到排列裝置（步驟1），排列成5 條一組后，進(jìn)行自動攔截。如果往下工序條煙堆垛還未堆滿，堆垛裝置即開始工作（步驟2）。堆垛裝置能夠?qū)⒍讯庀陆狄粋€條煙的高度，輸送過來的5條條盒煙組被推送至條煙堆垛上面。當(dāng)堆垛的層數(shù)達(dá)到預(yù)定5層時，堆垛完成，檢測開關(guān)發(fā)出信號，推進(jìn)裝置推手將一垛條盒推入煙箱（步驟5）。

圖1 YP18 卷煙裝封箱機(jī)工藝步驟

條盒進(jìn)行堆垛的同時，條煙煙箱庫輸送皮帶將煙箱輸送至待吸取工位，煙箱成形裝置中機(jī)械手通過其末端的吸盤將煙箱輸送裝置中直接吸走，旋轉(zhuǎn)并按壓煙箱至條煙入箱工位（步驟3）。在此工位，煙箱下部被下方負(fù)壓空氣吸盤吸住。煙箱底面被吸住固定后，機(jī)械手吸住煙箱上面，以煙箱側(cè)面寬為半徑作旋轉(zhuǎn)運動，將煙箱打開成形（步驟4）。煙箱成形后，擴(kuò)口裝置前進(jìn)，進(jìn)入煙箱起撐箱和導(dǎo)向作用。煙箱能容兩垛條盒，當(dāng)?shù)诙鈼l盒被推入煙箱，箱滿信號檢測開關(guān)發(fā)出信號，關(guān)閉負(fù)壓，吸盤釋放。兩個后側(cè)折邊機(jī)構(gòu)向前推動后側(cè)折板向內(nèi)折進(jìn)90°，然后煙箱后推手推動裝滿條盒的煙箱沿著煙箱軌道經(jīng)過固定折邊機(jī)構(gòu)、噴膠系統(tǒng)進(jìn)入夾緊工位，噴膠系統(tǒng)將膠噴到側(cè)蓋上，然后夾緊裝置由氣缸驅(qū)動將煙箱上、下蓋壓在側(cè)蓋上（步驟6）。在下一個工作循環(huán)煙箱前推手的推動下，經(jīng)過膠帶自動粘貼裝置，進(jìn)入下游機(jī)（步驟7）。

2 煙箱輸送皮帶啟?？刂崎_關(guān)原理

2.1 開關(guān)關(guān)閉狀態(tài)

煙箱輸送帶啟停控制開關(guān)關(guān)閉狀態(tài)如圖2 所示。當(dāng)下一工序沒有要料時，紙盤已經(jīng)被輸送帶送至最左側(cè)準(zhǔn)備下料位置，還沒有被從左側(cè)過來的吸盤吸走，煙箱在彈性維持支架的作用下處于斜立狀態(tài)。此時開關(guān)擋桿右側(cè)受到煙箱施加的向右的靜壓力，與開關(guān)右下方的金屬弧形塊的重力在轉(zhuǎn)動軸處形成轉(zhuǎn)動力矩平衡，整個開關(guān)處于平衡狀態(tài)。此時弧形金屬塊與接近開關(guān)（即金屬檢測器）距離接近，經(jīng)過電路邏輯運算及轉(zhuǎn)換，系統(tǒng)自動切斷輸送帶驅(qū)動電機(jī)的電源，煙箱輸送帶停止輸送。

圖2 煙箱輸送帶啟?？刂崎_關(guān)（關(guān)閉狀態(tài)）

2.2 開關(guān)導(dǎo)通狀態(tài)

煙箱輸送帶啟停控制開關(guān)關(guān)閉狀態(tài)如圖3 所示。此時煙箱正處于被下一工序要料吸盤吸走的狀態(tài)，煙箱與密切擋桿接觸，向左運動的煙箱帶動擋桿克服金屬弧形塊的重力逆時針旋轉(zhuǎn)。擋桿及弧形塊逆時針轉(zhuǎn)動至圖3 所示狀態(tài)，弧形塊超出金屬檢測器的檢測范圍，經(jīng)系統(tǒng)邏輯判斷后使輸送帶電機(jī)電源導(dǎo)通，輸送帶電機(jī)運轉(zhuǎn)，帶動輸送帶運送煙箱。接著煙箱往左完全離開之后，弧形塊在極限位置被銷軸撞擊后順時針轉(zhuǎn)回，使得開關(guān)轉(zhuǎn)動恢復(fù)到圖2 狀態(tài)。

圖3 煙箱輸送帶啟?？刂崎_關(guān)（導(dǎo)通狀態(tài)）

3 存在的問題

問題1：由于開關(guān)需要頻繁轉(zhuǎn)動，加上開關(guān)本身及弧形配重塊重量較大，造成開關(guān)旋轉(zhuǎn)軸的銅質(zhì)軸套負(fù)荷較重，容易損壞，造成工序停擺。為了不影響產(chǎn)量，只能人工封箱，加重工段的工人勞動強(qiáng)度，并可能影響產(chǎn)品質(zhì)量。

問題2：由于擺桿的行程返回需要依靠限位銷軸外圈彈性橡膠將其擊回，受長期高頻沖擊和氣候因素影響，橡膠外圈緩沖效果不理想，使限位銷軸非常容易松動、斷裂，進(jìn)而引起擋桿撞擊銷軸返回的動作時間加長，使開關(guān)在更長時間處于閉合，煙箱前進(jìn)量超出設(shè)計位置，導(dǎo)致煙箱受機(jī)架擠壓變形。

4 改進(jìn)方法

針對以上問題，對YP18 裝封箱機(jī)工藝流程的相關(guān)位置進(jìn)行了優(yōu)化改進(jìn)。針對問題1，將封箱機(jī)原來開關(guān)的銅質(zhì)軸瓦形式改為滾珠軸承方式，并對開關(guān)結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)。針對問題2，將原限位銷釘?shù)姆磸検┝υO(shè)計改為彈簧設(shè)計，可以起到降低限位銷釘所受的沖擊力。同時將橡膠彈性圈替換成高強(qiáng)EPE 珍珠棉圈，增大彈性。改進(jìn)后的開關(guān)結(jié)構(gòu)形式如圖4、圖5 所示。

圖4 改進(jìn)后的輸送皮帶控制開關(guān)（關(guān)閉狀態(tài)）

圖5 改進(jìn)后的輸送皮帶控制開關(guān)（導(dǎo)通狀態(tài)）

圖4 所示的工作狀態(tài)和改進(jìn)前工作狀態(tài)（圖2）相同。當(dāng)下一工序沒有要料時，紙盤已經(jīng)被輸送帶送至最左側(cè)準(zhǔn)備下料位置，還沒有被從下工序要料吸盤吸走，彈簧處于微張緊狀態(tài)。金屬檢測器檢測到金屬弧形塊，經(jīng)過系統(tǒng)處理信號將輸送帶電機(jī)電源切斷，輸送帶停止輸送。

圖5 所示的工作狀態(tài)和改進(jìn)前工作狀態(tài)（圖3）相同。當(dāng)煙箱被下一工序要料吸盤吸住往左運動時，帶動焊接在軸承上的擋桿，同時焊接在軸承外圈另一側(cè)的金屬弧形塊也隨著軸承外圈的轉(zhuǎn)動而離開金屬檢測器。經(jīng)過系統(tǒng)處理信號將輸送帶電機(jī)電源接通，輸送帶輸送。煙箱從擋板滑過后，擋桿被固定在支架上的彈簧固定端向右拉，軸承外圈、弧形塊以及擋桿（焊接在一起）順時針旋轉(zhuǎn)回圖4 所示的工作狀態(tài)，輸送帶停止。

5 結(jié)束語

改進(jìn)后的YP18 封箱機(jī)煙箱皮帶輸送控制開關(guān)，軸承的承載能力比原來軸與軸瓦的結(jié)構(gòu)形式承載能力更強(qiáng)、摩擦力更小、轉(zhuǎn)動更靈活。彈簧的柔性緩沖避免了擋桿沖擊限位銷軸時絕大部分的沖擊力，能夠極大降低故障頻率，有效降低控制開關(guān)故障率，保障設(shè)備有效作業(yè)，減少人力、物力、成本及時間成本。