YB45型包装机铝箔纸剔除装置的改进

YB45型包装机铝箔纸剔除装置的改进

杨 超

河南中烟工业责任有限公司许昌卷烟厂 河南省许昌市 461000

【摘要】YB45型包装机组的铝箔纸剔除机构，是由电磁铁驱动四连杆机构将铝箔纸剔除的装置。该机构能在高速状态下对盒模空位的铝箔纸剔除。但是该装置的橡胶防尘膜在三班生产高温高粉尘的恶劣环境下，出现防尘膜易破损、电磁线圈频繁烧毁的问题。针对这一现象实地进行勘察研究，发现问题出在烟末从破损隔膜进入电磁铁内腔而引起的频繁故障。在改变不了运行环境的前提下改为重新设计易损的驱动单元，由气缸驱动铝箔纸剔除机构。该装置具有密封性好、便于安装维修、免维护等优点。

关键词：YB45包装机 铝箔纸剔除 电磁铁 气缸 可靠

引言

YB45型包装机组其以维修方便、质量稳定、运行可靠等优点在卷烟企业得到广泛应用。YB45主机部分有较为完善的电气检测系统和机械剔除系统，能在高速运行中对不合格烟包和辅料进行检测和剔除，但在生产过程中发现电磁驱动铝箔纸剔除机构经常发生铝箔纸包装歪斜、加速辊部位铝箔纸堵塞，铝箔纸剔除所在的位置位于一号包装轮的下部，外侧又有第一推进器齿轮箱体，左侧是铝箔纸托架，右侧是烟支输送链，维修空间十分狭小不易着手，拆修和安装耗费时间比较长，对设备的运行造成不利影响。

1.电磁铁驱动剔除装置存在的问题

YB45烟支料库的烟支进入烟支下落通道，经空头检测器再由烟支第一推进器将烟支分别推入盒模后，缺支检测器对烟组进行质量检测，当两个检测器检测到有空头或缺支的烟组后，检测器发出剔除信号将不合格烟组剔除。

为保证设备高速连续运行，在剔除时铝箔纸仍连续供给，空位检测发出信号驱动电磁驱动器动作。电磁驱动装置是由壳体、电磁线圈、铁磁阀芯、橡胶防尘隔膜、钢制隔板组成。钢制隔板四角有安装孔中间有通孔，供与防尘隔膜连接的弹性连杆通过，电磁驱动装置壳体、钢制隔板与防尘隔膜一起安装在机架上，四角用螺栓固定起到防尘作用。电磁线圈得电产生磁场推力即可推动铁磁阀芯动作。

当电磁铁得电电磁线圈推动铁磁阀芯向上运动，驱动弹性推杆和连杆，并带动托架后退打开下部剔除通道，通过摆件带动轴承向前移动，使轴承与对应辊接触，轴承随对应辊转动将铝箔纸加速向下输送，从而将空位铝箔纸剔除掉以避免发生铝箔纸堵塞造成停机。剔除指令完成后，电磁铁失电，在支架上复位弹簧的作用下托架前移，剔除轴承回到初始位置，托架复位与垂直导轨交叉封闭剔除通道，托架托住并定位下一张铝箔纸。

包装机实际运行时剔除器剔除铝箔纸常会发生故障，主要问题突出体现在一是剔除器电磁铁经常烧毁。二是铝箔纸烟包包装不良和铝箔纸在吸风室下部发生输送堵塞。经过拆解电磁驱动器分析得出结果：铝箔纸剔除器使用的驱动电磁铁其行程为5mm，电源为24V50Hz交流电，安装于一号轮下方。一号轮传送烟组时会有一些烟末和粉尘掉落。剔除器弹性连杆与电磁铁之间的橡胶隔膜会因环境温度高老化和频繁运动产生破损，烟土通过橡胶隔膜破损口进入电磁铁内部，造成电磁铁内部积存大量烟土，是电磁线圈烧毁、铝箔纸包装不良和输送堵塞的主要原因。

铝箔纸剔除器电磁驱动器的安装位置位于一号轮下方，烟支第二推进器联轴器的上方，而且外侧又有第二推进器的齿轮箱体，因此维修空间十分狭小，又因为电磁驱动器的固定螺栓与驱动器壳体不可分离，又造成了更换清理安装时的难度，因此大大的延长了维修清理所需的时间。

2. 改进剔除器驱动器的设计思路

^{针对这些无法改变的客观条件所导致的问题需对原设计进行优化改进。}众多问题的重点都集中在电磁驱动器上，原电磁驱动器的设计上应该没有太大的问题。重点在于导致问题发生的条件不可改变或改变起来效果不见得好，例如三班高负荷运转、烟丝上掉落的大量烟末、设备高速运转时高温的环境、零备件的质量等。针对问题点橡胶防尘隔膜做过换装实验，原隔膜为1毫米软橡胶薄膜，换装1.5毫米橡胶薄膜按原件裁制安装，试运行后发现剔除动作有延迟，分析其原因，发现随着薄膜厚度的增加，与隔膜固定连接弹性连杆运动速度下降，造成剔除不顺利的现象。实验证明薄膜的厚度和材质对剔除动作有很大影响。另一思路在剔除器部位加装防尘护罩，可是经过实地勘察和测量，一号包装轮的运动轨迹和剔除器的连杆、支架有交叠，又加上安装空间不允许，此方法放弃。

再有一个改进思路就是舍弃原设计的电磁驱动器改换其它驱动形式，其它驱动方式设计上又比较复杂，不容易实现也没有经济性。具有驱动能力又要结构简单成本而且低廉，同时具备这些特点的唯有选用气缸作为驱动装置最为适宜。气缸驱动系统由于系统构成简单易于获得稳定速度，元器件价格低廉且维护容易等特点在工业自动化领域得到广泛应用，与电磁阀相比气缸更擅长作往复直线运动。能够同时具备以上特点的只有采用气动驱动装置，选用同等行程的气缸作为铝箔纸剔除器的驱动器最为合适，气缸具有体积小、免维护、防尘密封性好等优点。

2．1 驱动器动力源与气缸的选型

气源的选择应以对原设备运行无影响为最好，选用铝箔纸架涨紧装置的气路为气源对原设备影响最小。气缸是气动标准件，经查询资料确定FESTO生产的AEVC-32-5-1-P型单作用气缸，行程为5毫米活塞直径32毫米活塞杆直径12毫米，弹簧复位。YB45型包装机工作压力0.4-0.6Bar，根据气缸理论输出力表查得0.6MPa时推力可达481.8牛，因1Bar=0.1MPa所以0.6MPa时的推力约为48牛大于原设计推力，所以该型号气缸满足原电磁铁的使用要求。

2．2 增设电气控制单元

使用气缸需增设高速电磁阀控制气缸的动作，选用了MAC 35A-ACA-DDAA-1BA型二位三通电磁阀，当设备正常工作时，电磁阀处于失电状态下气源被切断，当检测器发出铝箔纸剔除信号时，电磁阀得电后换向，气源接通气缸，气缸活塞快速移动，驱动铝箔纸剔除机构执行剔除动作。当剔除器完成一个剔除循环后，电磁阀换向断气，气缸活塞依靠自身的复位弹簧复位，完成整个剔除循环。

2．3 气动驱动装置的设计与安装

由于改用气缸替换电磁驱动器驱动剔除装置，汽缸主体不能直接安装在原电磁驱动器的安装位置，因此须重新设计气缸底座，在设计底座时考虑到原设计的更换安装不便利性，将气缸缸体直接安装在新设计的底座上，并将整流器和气缸固定连接，共同安装在新设计的防护罩里，再将底座与设备安装在一起。这样的设计使得驱动器主体即小巧防尘又便于安装。改用气缸作为剔除器的驱动单元，原剔除驱动器上连接的弹性连杆也需要重新设计，因为弹性连杆与四连杆机构连接，运动轨迹是在弧线上完成的，所以弹性连杆与气缸不能固定连接，需通过柔性连接设计以适应新的连接需要。

3. 改进后效果

新设计的气动铝箔纸剔除装置首先在一台设备上安装试用，经过12个月的试运行剔除动作准确无误，关键是此套装置的免维护性能十分优异，12个月的试运行期间无故障率达到99%以上。在试运行后将实验机拆下检查机件磨损情况，各部件转动灵活、完好无明显磨损，气缸缸体活塞杆气密良好，符合设计要求。

4.结束语

铝箔纸剔除器气动驱动装置具有良好的密封性，更便于安装和调整。该装置应用到YB45包装机铝箔纸剔除机构中，经过长时间的运行，其密封仍良好，运行稳定，未发生故障，性能十分可靠。改进后延长了铝箔纸剔除机构的维修周期，提高了设备有效作业率，减少了铝箔纸歪斜、破损等质量缺陷，提高了产品质量。该装置使用效果十分明显，具有很高的推广价值。

[参考文献]

[1] 上海烟草机械厂，ZB45使用说明书

[2] FESTO公司．FESTO气动产品样本(07版)．2007．

[3] MAC公司．气动元件产品样本．2003．

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