ZB45包裝機快換式煙支模盒的研制

林建彬

一、簡介

為了提高/ZB45包裝機組煙支輸送模盒的更換效率，通過模盒的工作原理分析了影響煙支輸送模盒更換效率的原因——由于模盒的結構和更換過程中操作復雜所造成。為此，經過分析得出一體式模盒的弊端，本項目將一體式模盒改造為一種可抽拉分體式模盒，且新設計了裝配工裝，從而簡化更換過程，提高模盒的更換效率。通過對改造前后更換模盒的效果進行對比，一套模盒的更換時間由原來的7小時左右縮短到40分鐘左右，大幅度提高了工作效率。

二、問題現狀

ZB45包裝機組煙支模盒采用一體式模盒，每條模盒輸送帶上均布有40個煙支模盒，模盒的使用周期在10-12個月。達到使用周期的模盒內腔磨損后將導致煙支殘斷、煙支質量檢測器誤檢誤剔的情況頻繁發生。更換整套模盒，涉及到多個零件的拆分，需拆卸導軌、擋板、質量檢測器、護罩等多個零件，且只能一個人在輸送帶下方操作，需要拆卸80個防松螺母后才能將40件煙支模盒取下，再進行反向安裝，安裝后還需要對40個模盒位置進行逐一校對，一到兩名維修工連續工作，用時在7小時左右，維修工作量大且用時過長，嚴重影響設備效率。

三、問題分析

3.1煙支模盒的結構及定位分析

對模盒的結構和定位關系進行分析如下（如圖1所示）。現有的煙支模盒為整體式的結構，而模盒2其底部的螺柱通過扣板和螺母4固定在模盒輸送帶上，而模盒前后有前擋板和后擋板卡入模盒的前后導軌內，對模盒進行限位和導向，除了上述各個零件對模盒的定位，最后模盒輸送帶還要進行張緊。在模盒輸送帶上的所有模盒中，除了模盒輸送帶左側的缺口位置可以在不拆卸前擋板和后擋板的情況下進行更換模盒，而其余位置均要拆卸前后擋板。由于前后擋板所處位置比較特殊，要成功拆卸前后擋板，首先要拆卸與該擋板相關的若干個部件。

1驅動輪 2煙支模盒 3模盒蓋板 4防松螺母

3.2煙支輸送模盒的更換步驟分析

更換模盒時，需要拆卸右機身的下煙部件，將輸送皮帶的張緊裝置松開，之后才能逐個拆下輸送帶上的模盒進行更換。主要分為準備時間，包括松開張緊裝置，拆卸導軌、擋板、質量檢測器、護罩等準備工作，前期的準備工作需要1個小時左右；更換模盒時間，每個模盒的平均更換時間為5分鐘左右；對模盒校正時間，指的是逐個盤車，逐個對模盒進行校正，耗費時間2小時以上；最后是安裝恢復時間，包括安裝擋板、護罩、下煙部件等恢復到原始狀態等，大概需要1個小時以上。如果能省去準備時間、對模盒校正時間、安裝恢復時間，就能節省大量的時間，大幅度提高更換煙支模盒的效率。

四、改進措施

4.1 改進方案

1底板 2鋼條 3模盒體 4左蓋片 5右蓋片

優化模盒拆裝的方法，必須從根本上入手，由于拆卸模盒時涉及機器的諸多部件，尤其是機器的基礎部件，因此只能從模盒的結構加以改進。把煙支模盒由傳統整體式結構改造為分體式結構，即分解為模盒腔體與模盒基座，并且模盒腔體嵌入到模盒基座，形成可抽拉的分體式連接結構，模盒基座直接固定在模盒輸送帶上，若煙支模盒由于摩擦受損需要重新更換時，只需將模盒腔體從模盒基座上抽拉出來，即可更換，方便快捷，維護成本小，同時提高了生產效率。

經過分析，模盒的底面厚度較厚，將其設計成分體式不影響模盒的功能和強度，分體式模盒要滿足安裝方便和快速定位的要求。設計方案及模型如圖3所示，可抽拉分體式模盒包括左蓋板4、右蓋板5、模盒體3、底板1、鋼片2。模盒體3與底板1采用燕尾槽抽拉相連接，底板1上開橫凹槽安放鋼片，模盒體3上開有與底板1上對應的橫凹槽。底板1上所開橫凹槽內有孔，用于固定鋼片2，鋼片2兩端超出底板110-15mm。由于原模盒底面厚度較厚，將模盒底面中間切出一組燕尾槽導軌，將模盒分為模盒體3及底板1上下兩部分，燕尾槽導軌用于安裝導向，可以使模盒體3通過燕尾槽導軌方便的安裝到底板1上；在模盒體3和底板1中間結合處切出一條同時貫穿模盒體3和底板1的橫槽，鋼片2用螺釘固定在底板1的橫槽內，此橫槽用于快速定位模盒體3。底板1上的橫槽采用了弧形設計，中間高起兩邊低。鋼片2自然狀態為水平狀態，安裝模盒體3時，鋼片2被壓入弧形槽內，以便模盒體3能順利推入底板1，當模盒體3推到位，模盒體3與底板1的橫槽對齊時，彈片2恢復為自然狀態，同時將模盒體3和底板1定位且固定好。

4.2 改進方案實施

按照改進方案，依次對零件進行建模，出CAD圖紙，如圖4所示。

1底板 2鋼條 3模盒體 4左蓋片 5右蓋片

由于模盒輸送帶上模盒之間的間距較小，手工拆裝模盒不方便，為了快速拆裝分體式模盒，本項目設計了新的工裝，設計圖如圖5所示，板的左右兩側各有兩個小缺口用來卡住彈片后向下壓。因此，操作人員無需太高的操作技術，就能快速完成模盒的拆卸，極大簡化了模盒拆卸的步驟，提高了更換模盒的效率。

五、效果驗證

在卷包車間一區A-B6#、A-B7#包裝機上使用了改造后的模盒，對A-B6#、A-B7#包裝機的煙支模盒更換時間進行跟蹤調查，與改造前的情況進行對比，具體見圖6。

從圖16的數據分析，改造后單套煙支模盒更換時間僅為0.7小時，也就是40分鐘左右，與改造前的7小時相比，效率大幅度提高，同時還有效的降低了維修人員的工作強度。