設計YB95 條煙透明包裝機U 形刀更換專用工具

楊立強，張寶龍，杜 斌

（山東中煙有限責任公司濟南卷煙廠，山東濟南 250100）

0 引言

濟南卷煙廠生產車間現有的ZB45 硬盒包裝機，是從意大利公司引進的，生產能力為每分鐘400 包，承擔著多種品牌的加工任務，是生產設備的重要組成部分。ZB45 包裝機由YB45 小盒包裝機、YB55 小透明包裝機、YB65 條盒包裝機和YB95 條透明包裝機組成，其中YB95 條透明包裝機上用于切割條透明紙拉線的U 形刀的鋒利程度對于產品質量極為重要[1-2]。

1 YB95 條煙透明包裝機U 形刀更換存在的問題

1.1 U 形刀的切割原理

U 形刀安裝于刀架上，壓簧安裝于U 形刀的刀把孔內。當U 形刀旋轉至圖1 所示位置時，由于對應輪的微量擠壓，使U形刀向傳動軸的軸心方向微量回縮，在U 形刀的刀刃和對應輪的擠壓作用下，在透明紙與拉帶的粘合處切割出一個U 形撕口。

1.2 問題分析

更換U 形刀的步驟為：①將兩顆M5 螺釘松開，此時需要手指壓住非工作面，克服壓簧的彈力，防止U 形刀在壓簧的作用下向上竄出，對維修人員造成傷害；②取下螺釘和定位塊；③輕輕抬起U 形刀，將其取下；④將新的U形刀放入卡槽內，同樣需要用手指壓住非工作面，克服壓簧的作用，裝上螺釘和定位塊；⑤將安裝好的U 形刀位置、方向進一步調整準確。

由于壓簧力量較大，更換工作需要兩個人協助操作，費時費力。整個更換過程中，需要按照操作規程謹慎操作，以防手指打滑，對維修人員造成傷害。

2 改進方案

在使用一段時間后，YB95 條煙透明包裝機U 形刀會出現拉頭切不斷、條透明紙輸送歪斜、條裝煙拉線錯口等現象，導致停機故障率及物料消耗增加。當采取增加切割壓力措施后也無法改善情況時，只能更換切刀。根據U 形刀切割部件的結構特點，利用杠桿原理設計U 形刀專用更換工具，縮減更換步驟，減少更換時長，提高了設備生產效率。

圖1 U 形刀的切割結構

2.1 專用工具的設計

根據測量，專用更換工具短桿受設備空間所限，應為80 mm，長桿的尺寸需經過計算得出。查閱資料，可知U 形刀彈簧的勁度系數為5600 N/m，自由變量為35 mm，根據杠桿公式和彈簧彈力公式計算得出動力和長桿長度（表1）。

表1 專用更換工具長桿尺寸的計算

從表1 可以看出，隨著長桿尺寸的增加，所需要提供的動力越小，即越省力，但是長桿尺寸的增加也會帶來使用中的不便利，綜合考慮省力、安全、便捷等因素，最終取長桿長度為300 mm。經驗證，可以輕松提供52.3 N 的壓力。根據以上計算分析，設計了U 形刀專用更換工具機械設計圖紙（圖2）。

圖2 U 形刀專用更換工具機械設計圖紙

2.2 專用工具的工作原理

拆卸U 形刀時，以壓紙輪的軸為支點，將掛鉤鉤住壓紙輪軸。長桿壓在U 形刀上，拆掉兩顆M5 螺栓。在長桿向下壓的作用力下，取下調節塊，慢慢抬起長桿，釋放壓簧向上的反彈力，然后取出U 形刀和壓簧。

安裝時采用同樣方法。

3 使用效果

利用新型的專用更換工具拆卸安裝U 形刀時有如下便利：①解決了以往多人操作費時費力的問題；②優化了拆解步驟，提高了操作的安全性；③滿足拆卸安裝的技術要求，大大縮短了更換時間；④提高了設備運行效率，保證了產品質量。