YB45包装机铝箔纸剔除机构的改进

YB45包装机铝箔纸剔除机构的改进

梁小龙

江苏中烟工业有限责任公司淮阴卷烟厂， 江苏 淮阴 223300

【摘要】YB45包装机的铝箔纸剔除机构采用电磁铁驱动传动连接杆带动四杆机构实现铝纸剔除。但因剔除装置电磁铁积灰、顶针磨损、定位销剪断等原因，造成铝箔纸歪斜、阻塞和铝纸剔除不畅等故障。本文通过对YB45包装机铝箔纸剔除机构进行改进，采用气缸驱动、设计具有缓冲功能的连杆与实施剔除的四杆机构连接。有效地解决YB45包装机原铝纸剔除装置的缺陷隐患，降低了铝箔纸剔除机构的故障率。

【关键词】：铝箔纸剔除 电磁铁 定位销 顶针 气缸驱动 传动连接杆

1．引言

YB45型硬盒包装机组是从意大利GD公司引进并消化吸收生产的，包装速度为310包/分，目前在国内烟草企业中广泛应用。YB45型硬盒包装机铝箔纸剔除机构采用的是电磁铁为驱动，由传动连接杆带动执行剔除的四杆机构，并配合复位弹簧实现剔除钢辊的往复剔除动作。由于原铝箔纸剔除机构自身结构上存在一些缺陷隐患，导致故障频繁，对生产组织和设备维护的带来一定影响，针对此机构，从动力源和连杆部分做一定改进，有利于降低该机构的故障，提高设备效率。

2 . 铝箔纸剔除机构存在的问题

2.1电磁铁与顶针尖端（铁芯）有橡皮密封圈，阻止烟尘进入电磁铁。由于顶针动作时不仅存在轴向运行还存在一定摆动，剔除机构运行频繁且速度较快，密封圈极易磨损失效，烟尘极易进入电磁铁内部无自动清洁功能，阻碍铁芯的运行轨迹，造成定位板位不到位、剔除辊对不能很好接触，出现铝纸剔除不畅、铝纸歪斜等故障。

2.2电磁铁积灰后需要经常清洁，清洁频率为2～3次/月，由于安装空间狭窄和角度问题，拆装不便，单次清洁时间20分钟以上。

2.3顶针尖端（铁芯）由于频繁撞击电磁铁端，当剔除量大时，其磨损较快，需要经常进行距离调试及更换，以便铝纸顺利剔除。

2.4电磁铁瞬间启动速度大，顶针靠3*12mm的定位销、弹簧实现定位缓冲功能，定位销活动行程由2mm扩大到5mm以上后时易剪断，单次维修恢复时间2小时左右。

综上所述，原铝箔纸剔除机构动力源和连杆自身不足，存在一些故障隐患，导致故障频繁；同时由于铝箔纸的堵塞，烟支包装通道同时受阻，可能导致一号轮组件、二号轮组件、一进二烟支推板、烟支接应推板等其它零部件被打烂，造成严重后果。影响了生产任务的顺利完成，对设备运行效率、产品质量、备件和原辅材料的消耗都带来较大影响，为了降低故障，不得不花费大量的精力更换相关易损件并对整个机构进行精心保养和调试，特别是电磁铁内部积灰，需要将电磁铁完全拆卸清洁，耗费大量的人力物力。

为了精确判定铝箔纸剔除机构对生产组织和设备维护的影响，从2012年3月到5月期间，对14台YB45包装机铝箔纸剔除机构故障情况，调试、更换等情况进行专项统计，得出平均每月每台的故障率和故障时间，其统计情况如下：

YB45包装机铝纸剔除机构月故障汇总表

3. 铝箔纸剔除机构的改进

3.1 改进思路

针对YB45包装机原铝纸剔除机构故障机理，对该机构提出以下三个方面的解决思路：

3.1.1电磁铁改

将原电磁铁改为双作用气缸，利用气缸的密封性能，克服原电磁铁极易进灰的缺点，同时，利用气缸自身的缓冲性能，使整个机构动作轻柔，延长使用寿命。

3.1.2优化传动连接杆结构设计

取消原传动连接杆由销轴、弹簧组成的缓冲结构，选用现成的自对中连接件进行改进，实现一定摆动连接和缓冲，同时，设计调节螺杆，实现剔除胶辊与剔除钢辊之间配合压力的方便调整，通过传动连接杆的优化设计，解决原传动连接杆销轴、销孔磨损及销轴剪断等问题。

3.1.3增设开放性连接座

在原电磁铁和安装支座之间增设一个开放性连接座，将大量的烟末、烟尘自动漏出，避免大量堆积，同时利于随时保养，彻底清除。

3.2 改进实施

3.2.1气缸的选择

采用密封性能和缓冲性能良好的双作用气缸代替原电磁铁。

原电磁铁电磁力（吸力）F=38N 行程S=8mm

参照原电磁铁电磁力（吸力）、行程以及安装空间尺寸要求，并适应车间空压气参数范围，查阅相关资料，选用Festo公司的ADVU-32-10-A-P-A#156617的双作用紧凑型气缸。

将电磁铁改为气缸后，由于气缸的密封性能良好，能有效阻止烟末、粉尘进入，同时，由于气缸内部两端带有弹性缓冲板，在气缸活塞运动到位时，能有效缓减冲击，延长整个机构的使用寿命。

3.2.2 连接杆的结构设计

连杆的功能要求：气缸动作时连杆能有微量摆动；剔除钢辊与胶辊接触后连杆具有微量压缩功能。查阅资料得知，Festo公司的连接件中有一种自对中连接件可以满足连杆的微量摆动要求，以自对中连接件为基础进行改进设计和调节螺杆与万向关节轴承组成连接杆。

3.3 连接座的设计

连接座的设计主要考虑：利用原电磁铁安装面；防止烟末、粉尘堆积，便于清洁保养。故连接座设计为开放形式。

连接座材料为铝合金，根据原电磁铁安装孔和气缸的安装尺寸，设计连接座。连接座的上端与支座连接,用4颗5mm内六角螺钉连接；下端用于气缸的安装，用4颗5mm内六角螺钉连接。连接座设计成镂空结构便于连接杆和气缸活塞杆的安装调整，也利于大量的烟末、粉尘自动漏出，避免大量堆积，同时方便随时保养，彻底清除。由于连接座的安装有一定的倾角，不镂空的一面，可以阻挡烟支通道掉落的烟末、粉尘进入。

3.4 改进后剔除装置的控制

控制原理如图，

4.1 改进后剔除机构运行情况监控

在2019年6月12日首先在1#YB45硬盒包装机组进行铝纸剔除机构的技术改造，改进之后，在设备运行过程中，铝箔纸剔除功能执行可靠，传动平稳，能有效的剔除对应工位的铝纸，对前后工位的铝箔纸传输没有影响，同时为了确保响应迅速的功能，控制气源和剔除电磁阀安装位置做了双重保障。从谨慎起见，对改造部分进行了风险评估，结合长达3个月的在线运行观察，设备故障在预期的控制范围内，气缸的运行寿命符合制造标准，连接机构基本没有磨损，集中体现的设备故障有气管破裂、节流阀气压表因保养操作的因素破裂等，处理起来也非常迅速。

4.2 改进后剔除机构故障统计如下表：

改进后6台设备3个月故障统计

由表1、表2可以看出，改进后大大降低了故障频率及排故时间，其改进效果明显。

5. 结论

对包装机原机构进行改进设计，要解决的关键问题是：如何以一种更新、更可靠装置去实现原机构所提出来的运动要求。这是改进设计中最富有创造性、最直接影响方案的可靠性和经济性的重要环节。新技术、新工艺的应用可以使我们的技术改进更加方便，设备运行更加稳定。YB45包装机铝纸剔除机构的改进，成功消除了原铝纸剔除机构自身的各类故障隐患，做到了免拆除维护、保养，降低了保养、维修的劳动强度。

参考文献

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[2] 陈小虎.电子电工技术[M].北京:高等教育出版社.2002

[3] 闻邦椿，机械设计手册(第5版)(第4卷)[M]. 机械工业出版社.2010

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