YB55A小包透明紙包裝機展開制動裝置的改進

摘要：YB55A小包透明紙卷盤的剎車裝置采用局部面剎，在實際生產過程中機器在忽快忽慢的運轉過程中拉力不均勻時，引起導紙輥支架擺動幅度過大和剎車裝置摩擦片易磨損等因素造成制動不穩定， 經常引起透明紙跑偏，發生質量問題。通過分析研究，對小包透明紙卷盤制動裝置進行改進，把原摩擦片剎車裝置，改為制動帶式剎車裝置，使透明紙平穩展開，從而較好地解決了透明紙跑偏問題所產生的質量缺陷，并降低了維修成本。

關鍵詞：YB55A；小包透明紙；跑偏；展開制動裝置；改進

中圖分類號：TS434文獻標識碼：A文章編號：1006-8937（2011）16-0011-02

G.DX2包裝機及國產化的ZB45包裝機組是目前國內卷煙包裝設備的主流機型，其中承擔小包透明紙包裝機的輔機是YB55A，小包透明紙采用BOPP薄膜。在設備運行中，隨著透明紙卷盤直徑的不斷縮小，機器在忽快忽慢的運轉過程中拉力不均勻，造成導紙輥支架擺動幅度過大，剎車制動片與制動輪盤的接觸面很小，且易磨損造成制動不穩定， 經常發生透明紙跑偏，跑偏嚴重時易造成透明紙搭口漏煙等質量缺陷。為此，有必要對剎車裝置進行改進。

1存在問題及分析

YB55A小包透明紙包裝機在運行中，經常存在透明紙跑偏，嚴重時造成透明紙兩端搭口漏煙、散包等質量問題，通過對整個小包透明紙輸送、切割及包裝成型過程的跟蹤和分析，存在的主要原因是透明紙卷盤在運轉過程中出現忽快忽慢，引起導紙輥支架擺動幅度過大，造成這個原因的主要因素有：一是透明紙輔料質量問題，如翹邊、松緊度、透明紙大小變化的影響；二是透明紙紙盤的剎車裝置暴露在外，引起積灰、粘油等，容易在剎車盤外圈沾上，使剎車盤與剎車片摩擦過大引起抱死或者剎車片打滑剎不住；三是剎車裝置材料采用硬質石棉材料，容易磨損，時間長容易引起老化，影響剎車的穩定性；四是剎車裝置采用一塊剎車片，理論上接觸是局部面剎，但在實際中由于安裝調整不到位容易引起局部點剎，加快摩擦片與剎車盤的磨損。總之，設備在運行過程中易引起透明紙跑偏現象，嚴重影響產品包裝質量。

2透明紙卷展開制動控制原理

如圖1所示，透明紙是通過安裝在支架4上的導紙輥3穿引，在透明紙輸送過程中，由于透明紙的拉力作用引起支架4擺動，彈簧6拉住支架4，與透明紙拉力起到杠桿平衡作用。透明紙拉動時，支架上的軸承5壓動控制桿12來控制剎車支架擺動，透明紙拉力越大，剎車片離開剎車盤間隙越大，摩擦系數也越小，從而透明紙的拉出變得輕快。反之當透明紙拉力減小時，由于彈簧拉力作用，摩擦片與剎車盤間隙減少，摩擦系數增大，這樣透明紙的拉出始終自動調整在適當的拉力狀態，使透明紙在輸送過程中下紙順暢。

3改進方案

①帶式制動剎車裝置方案的論證。針對原裝置產生的問題，提出研制帶式制動剎車的設想。帶式制動剎車與現有剎車片相比，改變在實際生產當中出現的點剎到面剎的突破，改變局部因摩擦力不夠到面接觸摩擦，剎車性能更加穩定，摩擦力穩定，應用到設備不會因為擺桿幅度過大而引起產品質量問題。圖2為帶式制動剎車裝置的原理圖。透明紙拉力引起支架擺臂4擺動，彈簧6拉住支架，與透明紙拉力起到杠桿平衡作用，透明紙拉動時，支架開始擺動，帶動皮帶13放松剎車盤2，剎車盤隨皮帶張緊力變小，皮帶與剎車盤之間的摩擦系數逐步減小，從而實現了拉動透明紙時，透明紙拉力帶動整個盤紙轉動；透明紙拉力減少，皮帶與剎車盤的摩擦系數增大，從而起到制動作用。通過改變剎車方式，理論是可行的，同時在不破壞原有結構的情況下，考慮成本，維護等因素進行方案的設計。方案設計主要考慮皮帶與輪的包角，皮帶的松緊，寬度，表面摩擦系數等。

②設計參數的確定。在透明紙紙盤不轉的情況下，拉力等于皮帶和輪的摩擦力，包角大、接觸面大、摩擦力大、拉力大。見圖2，皮帶一頭安裝在原來剎車支架上，另一頭安裝在透明紙導輪支架上。皮帶對剎車盤成一定的包角范圍。根據平帶傳動的承載能力，包角就不能太小，一般要求包角α≥150°，這里，考慮設備已有的結構性，包角設定為α=175°，符合平帶與剎車盤的摩擦系數要求。

③根據表面摩擦系數選用材料。皮帶利用廢舊片基帶裁剪而成，帶有一定的軟性，能很好的貼住剎車盤表面，摩擦系數大，滿足要求。

④皮帶的張緊力確定。從力學的角度分析：F=fN（F為加在剎車盤上的摩擦力；f為摩擦因素，由介質決定；N為加在剎車盤上的正壓力），可以看出增加驅動滾動的摩擦有兩種，一是改變摩擦因素；二是增加正壓力。在這兩種增大摩擦的方法中，對于改變摩擦因素的是片基帶，可忽略不計。因此，增加正壓力（拉緊）的實現，可以調節拉緊彈簧的拉力獲得足夠皮帶與剎車盤的摩擦制動性。皮帶的松緊主要考慮彈簧的拉力，在透明紙有足夠合適的張緊力時，使紙盤處于靜止的臨界狀態預緊皮帶，測得彈簧拉力為39.2 N，張緊力可用彈簧拉力調節。在實際應用中，皮帶在預緊條件下，帶與剎車盤能很好的起到制動的作用。

⑤皮帶的寬度和長度的確定。皮帶的寬度設計時應略小于剎車盤寬度。考慮到小盒輸送片基帶的剪裁利用率，制動帶寬度選擇為該片基帶的一半，即寬25 mm長750 mm，具體尺寸如圖3所示。

4方案的實施

帶式制動剎車裝置的安裝：選擇煙包輸出通道更換下來的片基帶（寬度為50 mm）來制作制動帶，其優點為耐磨性好。根據實際情況，如圖3所示，確定制動帶10一端固定在擺臂（4）的固定軸座上，當擺臂4擺動時能夠帶動制動帶10作拉伸動作。拆除原制動裝置，將制動帶10繞過剎車盤2后另一端固定在原制動裝置的剎車架9上。這種設計方式其制動靜態包角約為175°，實現大包角，增加了摩擦面積，經測量，要求制動帶總長為750 mm。將加工好的剎車帶首先在一組包裝機上進行試用。為了便于制動帶的安裝固定，將原制動裝置安裝軸拆下，按圖4的要求進行加工。

5應用效果

新設計的剎車帶裝置2010年3月在設備上改進后，經3個月的試運行，透明紙擺動臂始終保持很小的擺動幅度，且不受透明紙卷大小、不同心等的影響，平穩可靠，消除了透明紙卷盤架在瞬間失去摩擦阻尼力約束現象和快速抱死現象，克服了擺臂擺動過大造成的透明紙跑偏、斷紙等質量問題，達到了平穩控制紙卷展開的目的。該制動帶材料耐磨性好，使用壽命長，每年為企業節約備件費用約2萬元。

參考文獻：

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