4 L潤滑油包裝生產過程中無鋁箔封裝桶剔除裝置的設計及應用

繆冬梅,周德鵬

(中國石油大連潤滑油廠,遼寧大連 116031)

4 L潤滑油包裝生產過程中無鋁箔封裝桶剔除裝置的設計及應用

繆冬梅,周德鵬

(中國石油大連潤滑油廠,遼寧大連 116031)

通過對大連潤滑油廠 4 L潤滑油自動包裝生產線鋁箔封口檢測到漏封桶的處置方式的分析和研究,設計了無鋁箔封裝桶自動剔除裝置,該剔除裝置能自動有效地將無鋁箔封裝桶推到隔離區,留待后續處理,提高了生產的連續性和生產效率,保證了安全生產及包裝質量,具有極大地實用性。文章詳細介紹了無鋁箔剔除裝置的機械結構、控制電路的設計及控制參數的設定。

潤滑油;鋁箔;檢測;剔除;結構設計;控制原理

Abstract:How to dealw ith the non-alum inum foil encapsulated barrels on the 4-litre lubricating o il autom atic packaging p roduction line in PetroChina Dalian B lending Plant w as analyzed and researched.The autom atical removing device for the non-alum inum foilencapsulated barrels w as designed and fixed.The non-alum inum foilencapsulated barrels can be autom atically pushed to the isolated plot to w ait for subsequent treatm ent.It can improve the continuity of product ion and productivity,ensure safety and packaging quality,w ith great practicability.The m echanical structure,control circuit design and contro lparam eter settings of the device are described in this paper.

Key words:lubricating o il;alum inum foil;detection;removal;structural design;controlp rinciple

0 引言

電磁感應鋁箔封口已廣泛應用于醫藥、農藥、食品、化妝品、潤滑油等行業,此技術也是當代國際公認的先進性密封手段,中國石油潤滑油公司生產的昆侖天力等品牌的 4 L潤滑油包裝同樣采用此種手段密封。鋁箔封口機是利用電磁感應的原理,將桶口上的鋁箔片瞬間產生高熱,然后熔合在桶口上,使其達到封口的功能,其中所用的鋁箔片由桶蓋供應商事先用膠粘貼于桶蓋中,在封蓋工序置于桶口,但是在實際包裝生產過程中由于某些原因,某些桶蓋中的鋁箔片會在封蓋前脫落,造成封蓋時無鋁箔,無法達到封裝的效果,在運輸時造成油品灑漏。大連潤滑油廠原 4 L自動灌裝包裝生產線上并沒有自動剔除裝置,只是在進行鋁箔封口的同時進行鋁箔檢測,缺少鋁箔時聲音報警,提醒操作人員手工移除該包裝桶。但是由于我廠包裝生產線生產速度達3600桶/小時,在實際生產中人工移除不僅存在安全隱患還常常造成生產的中斷或者沒有及時移除無鋁箔的桶,致使無鋁箔的包裝桶進入包裝箱,從而給我公司帶來一系列不良影響,包括:①影響潤滑油包裝外觀質量;②影響潤滑油包裝生產的連續性和生產效率;③造成油品的浪費;④影響包裝油的發運、倉儲、銷售及昆侖品牌的聲譽。因此在這種高速、連續性自動化生產流水線上能否將檢測到的無鋁箔的桶及時剔除顯得尤為重要。為此,在電磁感應鋁箔封口機及裝箱機之間的傳送帶上設計并安裝了無鋁箔包裝桶的剔除裝置,從而有效解決了這個問題,保證了封口的嚴密性,提高了生產效率,具有極大的實用性和使用價值。

1 設計前與設計后工藝流程對比

1.1 設計前潤滑油包裝的工藝流程(見圖 1)

圖 1 設計前潤滑油包裝的工藝流程

經灌裝機灌裝、旋蓋后的 4 L成品油包裝桶進入鋁箔封口機的電磁感應區進行鋁箔封口,出來后經鋁箔檢測傳感器檢測蓋內有無鋁箔,當檢測到有鋁箔時,機器無報警,鋁箔封口后的成品進入到下一

工序進行裝箱。當鋁箔檢測傳感器檢測到無鋁箔時,機器報警,此時若操作人員無法立即拿出此桶,則無鋁箔的桶繼續進入裝箱區進行裝箱。

1.2 設計后潤滑油包裝的工藝流程(見圖 2)

圖 2 設計后潤滑油包裝的工藝流程

經灌裝機灌裝、旋蓋后的 4 L成品桶進入鋁箔封口機的電磁感應區進行鋁箔封口,出來后經鋁箔檢測傳感器檢測蓋內有無鋁箔,當檢測到有鋁箔時,機器無報警,剔除氣缸不動作,鋁箔封口后的成品進入到下一工序進行裝箱。當鋁箔檢測傳感器檢測到無鋁箔時,機器報警,有桶檢測傳感器檢測到桶后,剔除氣缸動作,將桶推到剔除桶存儲區,此時若無操作人員,則無鋁箔的桶也不會繼續進入裝箱區進行裝箱。

2 設計原理

2.1 工作原理

包裝桶經過電磁感應鋁箔封口機后,當鋁箔檢測傳感器檢測到鋁箔時,剔除氣缸不動作,桶順利通過進入下一工序裝箱;當檢測到無鋁箔時,機器進行聲音報警,有桶檢測傳感器檢測到該桶,則激活剔除氣缸電磁閥,使剔除氣缸動作,將桶推至剔除桶存儲區,然后剔除氣缸復位。

2.2 機構設計

剔除裝置的主要機構組成及設計見圖 3。

圖3 剔除裝置的機構示意

整套裝置機械部分主要由剔除桶隔離槽、推桶板、導向桿、剔除氣缸、氣缸支架等組成。

剔除桶隔離槽安裝在傳送帶側面的護板上,將原傳送帶側面的護欄截斷,截斷尺寸與隔離槽的長度相同即可,隔離槽的大體尺寸長 ×寬為 320 mm× 310 mm,保證可以橫向容納 2個桶。隔離槽的底面與傳送鏈板平齊,保證推桶順利平穩。推桶板的高度于傳送帶護欄對齊,尺寸長 ×寬為 210 mm×45 mm。氣缸的行程等同于鏈板的寬度約 160 mm。氣缸及氣缸支架的安裝方式相同于隔離槽,安裝在隔離槽的相對側,同樣將此側面的護欄截斷,氣缸活塞桿的中心于護欄板的中心對齊即可。

2.3 電路設計

控制電路圖見圖 4。

圖4 控制電路

其中:DETECTOR:鋁箔檢測傳感器 (金屬檢測);

PHOTO:有桶檢測傳感器;

C1:中間繼電器;

C2:中間繼電器;

T1:時間繼電器;

T2:時間繼電器;

V1:推桶電磁閥。

控制說明:當DETECTOR(鋁箔檢測傳感器)檢測到桶無鋁箔時接通中間繼電器 C1,使 C1常開觸點閉合,當桶通過DETECTOR時由于 C1常開觸點的閉合使得 C1繼電器保持通電。當 PHOTO(有桶檢測傳感器)檢測到桶時,即桶將進入剔除區,使時間繼電器 T1閉合,T1常開觸點經延時閉合接通電磁閥V1,氣缸動作將桶剔除,同時時間繼電器 T2接通,T2常開觸點經延時閉合接通中間繼電器 C2,氣缸返回 C2常閉觸點經延時斷開,斷開 C1中間繼電器使剔除裝置復位進入下一循環。

2.4 元器件定位尺寸參數的確定

鋁箔檢測傳感器的中心與有桶檢測傳感器的起始端的距離控制在 110～120 mm之間,小于一個桶寬的長度(約200 mm),這樣有利于剔除的有效性與及時性,避免誤動作,如果過長剔除氣缸易將有鋁箔的桶剔除,如果過短則桶已經通過剔除裝置后,氣缸才動作也易將有鋁箔的桶剔除。有桶檢測傳感器應緊靠推桶板,如圖5。

當 PHOTO(有桶檢測傳感器)檢測到桶時,即桶將進入剔除區,使時間繼電器 T1閉合,T1常開觸點經延時閉合接通電磁閥 V1,氣缸動作將桶剔除, T1延時閉合時間約 1.5 s,根據一個桶走過的時間來確定,具體見下面的計算。當DETECTOR(鋁箔檢測傳感器)檢測到無鋁箔到桶走到推桶點,其路程為 S。

S=200+110+60=370 mm

其中 200 mm約為一個桶寬,110 mm為鋁箔檢測傳感器的中心與有桶檢測傳感器的起始端的距離,60 mm為光電檢測的寬度。

此傳送帶的速度為 0.26 m/s。

T1延時閉合時間為 (0.2+0.11+0.06)/0.26 =1.42 s。

同時時間繼電器 T2接通,T2常開觸點經延時閉合接通中間繼電器 C2,氣缸返回,時間約 1 s,C2常閉觸點經延時 1 s斷開,斷開 C1中間繼電器使剔除裝置復位進入下一循環。

3 安裝調試

現場實物安裝見圖 6。

圖6 現場實物安裝

(1)將護欄開口,左右尺寸同隔離槽及推桶板的寬度。

(2)將隔離槽、推桶板、支架等機械部件安裝,緊固在傳送帶兩側。

(3)將電源線、控制線、氣動控制風線按前面所述的控制線路連接。

(4)檢查所有的緊固及接線是否牢固、正確。(5)確認所有物件都已接好則接通電源,打開風線。

(6)調整鋁箔檢測傳感器的位置,使得桶能夠通過,放置一個有鋁箔的桶觀察傳感器的燈是否是不亮的,再放置一個無鋁箔的桶觀察傳感器的燈是否是亮的,確認傳感器檢測正常時,進行下一項調試。

(7)調整有桶檢測傳感器的位置,放置一個油桶觀察傳感器的燈是否是不亮的,無桶時觀察傳感器的燈是否是亮的,確認傳感器檢測正常時,進行下一項調試。

(8)手動測試氣缸動作是否通暢無阻。

待以上 8步結束后,將傳送鏈條打開,放置一個有鋁箔的桶,觀察裝置是否不剔除該桶,再放置一個無鋁箔的桶,觀察裝置是否動作將桶剔除。

如果放置單個桶的運行正常,則此時可以連續放置兩個桶進行試運行,動作正常則連續放置若干個桶,待一切正常后剔除裝置可投入使用。若有問題則繼續調整傳感器位置,直到運行正常為止。

4 增設剔除裝置的效果及意義

4 L包裝生產線新增鋁箔剔除裝置后,生產效率顯著提高。未安裝鋁箔剔除裝置前,出現無鋁箔報警時,處理此故障需停機 3～5 min,若按每天 5 h連續包裝,平均發生缺鋁箔故障 3次/小時,則一天下來由于缺鋁箔故障造成的停機 45～75 min。按 2000桶/小時的生產速度,則一天少包裝 1500～2500桶 4 L潤滑油,一年少包裝油 1200 t。若安裝鋁箔剔除裝置處理此故障無需停機,可多包裝 1200 t油。此裝置已在大連潤滑油廠兩條 4 L灌裝線上使用,無鋁箔剔除率可達到 99%,在實際生產中發揮了極大的作用。此設計對實際生產的意義有以下幾方面:

①保證了4 L潤滑油包裝外觀質量。若無鋁箔桶出廠會造成油品泄漏,而影響油品裝箱外觀。杜絕了無鋁箔桶出廠現象。

②提高了生產的連續性和生產效率。在設計之前當有無鋁箔桶出現時,需停機處理,影響生產速度。設計之后無需停機處理,大大提高生產效率。

③減少浪費,提高經濟效益。設計前若無鋁箔的桶進入裝箱,碼垛后會造成油品泄漏,滲及其他箱體,造成紙箱等包裝物的浪費。設計后無鋁箔的桶被剔除無法進入下一道工序,保證油品不泄漏,避免了浪費。

④提高運行的可靠性,保證安全。人工從傳送帶上拿出無鋁箔桶,存在一定的安全隱患,而從隔離槽中拿出消除了這些安全隱患。

The Des ign and App lica tion of Autom a tica l Rem oving Device for Non-A lum inum Foil Encap sula ted Ba rre ls on4-Litre Lub rica ting O il Packag ing Produc tion Line

M IAO Dong-m ei,ZHOU De-peng
(PetroChina Dalian B lending Plant,Dalian 116031,China)

TH703.5

A

2010-06-01。

繆冬梅(1972-),女,工程師,1995年畢業于中國紡織大學機電一體化專業,學士,生產技術部副主任,從事包裝設備技術管理工作14年。

1002-3119(2010)06-0049-05