小盒透明紙拉線卷快換裝置的研制

徐 雀

（廣西中煙工業(yè)有限責(zé)任公司，廣西南寧 530001）

GDX2包裝機(jī)組是從意大利GD公司引進(jìn)的較為先進(jìn)的卷煙包裝設(shè)備。本廠1998年購進(jìn)第一套設(shè)備，至今已擁有15組GDX2包裝設(shè)備。在使用過程中，發(fā)現(xiàn)一些由于設(shè)計缺陷造成的停機(jī)時間較長，設(shè)備效率得不到充分利用，影響生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量的現(xiàn)象。如拉線卷更換用時過長，而且拉線卷在生產(chǎn)過程中高低速轉(zhuǎn)換時容易松脫便是一例。通過對拉線卷固定裝置的深入研究和積極改進(jìn)，使設(shè)備性能更加卓越，生產(chǎn)效率進(jìn)一步提高。

1 拉線卷筒緊固原理與缺陷分析

1.1 拉線輸送工作原理

GDX2包裝機(jī)組的盒外透明紙包裝機(jī)和條盒外透明紙包裝機(jī)上設(shè)有拉線供給裝置。如圖1所示，拉線卷4由單獨(dú)的直流伺服電機(jī)6直接驅(qū)動，使拉線釋放的速度與透明紙輸送速度基本上保持一致，從而使拉線所受張力保持不變，從拉線卷釋放下來的拉線5也經(jīng)過一系列導(dǎo)向輪導(dǎo)向后，經(jīng)蠟缸7的上蠟輪8上蠟，在導(dǎo)向輥處粘在透明紙上，與透明紙一起往下輸送，在大輥輪3處，加熱器2將附在透明紙上的拉線進(jìn)行熱封粘結(jié)，使拉線與透明紙牢固地結(jié)合成一體，并在一對送紙輥的拉力作用下，與透明紙一起繼續(xù)往下輸送，并被U型刀1對拉線進(jìn)行“U”型拉舌切割。

圖1 拉線輸送部分

目前拉線一般采用自粘拉線，經(jīng)蠟缸的上蠟輪上蠟方法已淘汰，但拉線輸送原理不變。

1.2 拉線卷筒緊固原理

拉線卷套在的轉(zhuǎn)軸支架上，轉(zhuǎn)軸的一端有錐型凸臺定位，另外一端通過一個錐型螺母把拉線卷固定在軸桿上，錐型螺母的錐型面把拉線卷的內(nèi)孔定中心與端面定位。

1.3 缺陷分析

更換拉線卷時，順時針旋轉(zhuǎn)錐型螺母，將錐型螺母從軸桿上退下，再將拉線卷芯從軸桿上取下，然后換上新的拉線卷，再將錐型螺母安裝到軸桿上，并用力上緊。錐型螺母是M18-左旋，其螺距為2.5 mm，擰入螺紋長度32.5 mm，經(jīng)統(tǒng)計，松開或上緊錐型螺母的過程都需要轉(zhuǎn)動螺母約13圈左右，費(fèi)時又費(fèi)力。更換一個拉線卷需用時1～2min不等，且在生產(chǎn)中金拉線卷及軸桿是轉(zhuǎn)動的，轉(zhuǎn)動速度的反復(fù)快慢變化使得錐型螺母容易松開，導(dǎo)致拉線卷脫出，拉線偏移，影響產(chǎn)品質(zhì)量同時還影響設(shè)備有效作業(yè)效率。

2 拉線卷快換的裝置設(shè)計與實(shí)施

2.1 方案設(shè)計

保持原設(shè)備上拉線電機(jī)輸出軸及拉線轉(zhuǎn)軸支架不變，去除原有的錐型螺母，在原設(shè)備的拉線轉(zhuǎn)軸上設(shè)計安裝一個拉線卷固定軸套，在拉線卷固定軸套上安裝3片片彈簧，利用片彈簧受壓變形時產(chǎn)生的彈性應(yīng)力作用將拉線卷張緊固定在拉線卷固定軸套上。這樣一來，拉線卷在生產(chǎn)過程中將同拉線轉(zhuǎn)軸同步轉(zhuǎn)動，不會脫落。更換拉線卷時，只需稍微用力克服彈簧的張緊力就可以將拉線卷從固定軸套上拔出，再將新卷推入到位即可，達(dá)到快速更換拉線卷的目的。設(shè)計的重點(diǎn)為拉線卷固定軸套及其固定方式，還有片彈簧的設(shè)計（包括結(jié)構(gòu)設(shè)計和設(shè)計計算）。所有的設(shè)計必須滿足固定軸套安裝方便，固定可靠的需求，而且拉線卷在片彈簧的彈力作用下，不打滑，定位準(zhǔn)確，不偏心，同時保證彈簧壽命長，經(jīng)久耐用。鑒于拉線卷芯的大小以及拉線轉(zhuǎn)軸不變，拉線快換裝置的設(shè)計空間也就隨之確定。

快換裝置安裝拉線卷時的示意如圖2所示。

圖2 拉線快換裝置示意圖

2.2 拉線卷固定軸套設(shè)計

根據(jù)拉線卷芯的內(nèi)空直徑為30 mm，拉線卷轉(zhuǎn)軸直徑為18 mm，利用拉線卷轉(zhuǎn)軸與拉線卷芯之間的空間設(shè)計拉線卷固定軸套。

固定軸套為空心結(jié)構(gòu)，直接套在原拉線轉(zhuǎn)軸上，用緊定螺釘進(jìn)行固定。固定軸套選用45#鋼作為材料，其一端保留原有的尺寸設(shè)計，采用錐型定位方法，更換拉線卷的一端直徑26 mm的空心套，壁厚設(shè)計為4 mm，并在圓周面上平均分布3個深度為1.5 mm、寬度為8 mm的槽，用來安裝彈簧片。

2.3 彈簧片設(shè)計

考慮到內(nèi)部卡位裝置對于安裝位置的要求比較高，而且使用時，載荷和變形均不大的特點(diǎn)，要求彈簧鋼度較小的場合，決定采用片彈簧，材料選用硅錳鋼60Si2Mn，厚1 mm。參照拉線卷固定軸套的設(shè)計尺寸，已知拉線卷芯內(nèi)徑為30 mm，如圖3所示。而一個拉線卷不到1kg，在此作用壓力下，拉線卷可以被可靠地固定在轉(zhuǎn)軸套上。圖4為片彈簧的結(jié)構(gòu)設(shè)計。

圖3 片彈簧機(jī)構(gòu)設(shè)計圖

圖4 片彈簧受力分析圖

3 使用效果

零配件加工完成后進(jìn)行組裝，上機(jī)進(jìn)行安裝調(diào)試，經(jīng)現(xiàn)場測試，完成整個安裝調(diào)試過程用時不到30min。經(jīng)過兩個多月的試運(yùn)行，取得了很好的效果，拉線卷更換的時間由原來的122s縮短為18s，明顯提高了工作效率，同時降低了操作工的勞動強(qiáng)度，也沒有出現(xiàn)拉線卷松脫的情況，保證了產(chǎn)品質(zhì)量，達(dá)到改造此項目的最初目的。之后經(jīng)廣西中煙工業(yè)公司設(shè)備技改部同意，本廠18組GD機(jī)的金拉線固定機(jī)構(gòu)全部改造為拉線快換裝置，改造后效果顯著。

4 結(jié)束語

拉線快換裝置的研制和應(yīng)用，整體上減少了因更換原材料而人為停止設(shè)備運(yùn)行的時間，從而提高了設(shè)備的有效作業(yè)率，保證了產(chǎn)品質(zhì)量，提高了經(jīng)濟(jì)效益，同時降低了操作工的勞動強(qiáng)度。