對制絲線紙箱開包系統的改進

朱東華 吳保平 杜峰

摘 要:延安卷煙廠紙箱開包系統自運行以來,故障頻繁,不能實現連續作業,經分析其主要原因是設計方面存在諸多缺陷。對此,通過長期的觀察研究,最終提出了合理的解決方案,并進行了合理的改進,使其工作性能得到了提升,從而滿足了生產需求,降低了設備故障率和操作人員勞動強度。改進后的紙箱開包系統工作效率與產品質量均有明顯提高,煙坯脫箱成功率由原來的65.3%提高到現在的96.3%,煙葉回透率從原來的98.2%提高到了99.3%,并從根本上解決了員工長期加班加點的問題。

關鍵詞:紙箱開包系統夾抱機煙坯干芯煙回透率

中圖分類號:TP3 文獻標識碼:A 文章編號:1674-098X(2012)06(b)-0057-02

1 紙箱開包系統存在的主要問題

(1)紙箱開包系統故障頻繁,紙箱脫箱率低,延長了作業時間和生產進度。(2)夾散后的煙坯嚴重變形,進入周轉箱就會傾倒,導致后續切片工序無法按標準分切,煙坯回透率降低,出現“干心”煙,煙葉造碎增加。(3)夾臂控制氣缸及夾臂下壓時,發生故障多,導致該系統在紙箱開包過程中,不能自動實現連續作業。(4)夾抱過程中煙箱被夾破或變形,使紙箱不能自動折疊,需人工輔助脫箱。(5)檢測開關、電器控制元件均無保護裝置,經常損壞,導致電器故障率增加。(6)煙箱夾散后物料散落在設備周圍和地面上,嚴重影響了現場的生產環境。

2故障原因分析

2.1 紙箱開包系統故障率高,不能實現自動脫箱

(1)叉抱車上料時,因滾道輸送機上原擋輪設計偏低,擋輪不能發揮定位作用,煙箱容易發生偏移。當煙箱進入滾道輸送機時,一部分煙箱不能按預定軌道進入夾抱范圍。人工輔助脫箱時就增加了員工的勞動強度和作業時間。

(2)煙箱的外形尺寸不一致(有4種規格),一般情況下,氣缸兼顧大、小煙箱,夾包機的夾臂行程不易控制,且對夾臂的沖擊力較大,易造成氣缸及相關零件的損壞。

(3)夾臂上的防滑橡膠摩擦塊設計和安裝位置不合理。主要是煙箱中部都有凸顯現象,夾臂中間的橡膠摩擦塊就會中部先受力,造成夾臂受力不勻,規格小的煙箱就會夾不起來或中途脫落,而規格大的煙箱又容易被夾散破損或嚴重變形(如圖1)。

如上圖1所示,煙箱太小時,夾臂與煙箱所產生的摩擦力總和:2F=2μN＜G會造成煙箱夾不起或夾起后易脫落,造成煙箱夾斜或夾散,不能實現煙坯與紙箱分離的目的。較大規格的煙箱,夾臂對其施加的壓力N就大于正常值,直接作用于煙坯,產生的摩擦力2F=2μN＞G,會造成箱煙被夾變形或連同煙坯一并夾起,煙坯易夾散。

圖2原防滑塊左、右共六個,分別布置在夾臂的下部的前、中、后三個部位,在夾臂夾抱過程中,煙箱中間微凸部分先受力,夾臂中間的防滑塊的壓力與兩側的壓力不等,受力不均,不易夾起煙箱。

通過對3批延安(金)、3批延安(硬)的脫箱率進行統計,煙坯脫箱成功率只達到65.3%,滿足不了工藝要求。如表1所示:

2.2 煙坯回透率降低,煙葉造碎增加

被夾散煙坯進入周轉箱后,絕大多數都傾倒在周轉箱一側,切片機無法正常分切,致使煙坯在分切后產生超標的厚煙坯增多,經真空回潮后出現大量“干芯”煙,而且煙坯夾散后落地煙葉過多,造碎增加。

2.3 夾抱機控制氣缸和夾抱臂故障率高

當破損后的煙箱進到夾抱臂下部時,前端煙坯已經被光電管檢測到,而后端煙坯還未進入夾抱范圍,因此夾臂下壓時,直接作用在煙坯上,導致夾臂損壞、氣缸“卡死”或電機過載跳閘等故障,而設備空間小,維修時間長。

2.4 煙箱脫落導致夾抱機下面的寸動皮帶上光電檢測開關經常損壞

煙箱夾抱機定位光電開關位置的設計存在缺陷,主要是因光電開關安裝位置不合理,抗干擾能力差,電器故障頻繁。因各光電檢測開關、限位開關均無保護裝置,發生故障時,夾抱機、寸動皮帶等無法正常運行。

2.5 生產現場環境差

由于夾抱機故障頻繁,被夾散的煙葉就會撒落在設備和地面上,煙塵較大,影響作業環境。

3解決方案及措施

3.1 解決煙箱不能進入滾道輸送機有限夾抱范圍的問題

在滾道輸送機兩側擋輪去除,設計制作了限位擋板(如圖3),主要是控制煙箱在輸送運行過程中不發生左右偏移,調整煙箱逐步進入預定的夾抱區域,保證每個煙箱都能按標準軌道輸送到夾抱臂范圍。

3.2 解決氣源壓力大的問題

在氣路控制系統中加裝了一個截止球閥和一個壓力調節閥,其作用是將供氣壓力穩定在0.35-0.4MPa之間,能緩沖壓縮空氣進入氣缸的壓力,對氣缸起到了保護作用。

3.3 調整摩擦塊接觸位置

會使相對運動而產生的摩擦力F在中上部位置受力不均,經過多次測試,將中間橡膠塊拆除掉,然后將前、后二端摩擦塊加大,摩擦面積不變(即3S原=2S新),摩擦塊厚度加厚到7.5mm效果最佳(如圖4)。

將原來3組的防滑裝置去掉中間一組,并對其安裝位置分別向外調整50mm。由于橡膠摩擦塊容易破損,在選用摩擦材質時,經過多次試驗,最后確定用牛筋,為增強表面摩擦力,定做成“v字型”,這樣就徹底解決了小箱夾不起或夾斜的問題。

3.4 對煙坯翻轉機的煙坯到位檢測光電開關重新進行了設計

主要是在夾抱臂下面的移動皮帶兩側設計制作了擋板(見圖5),兩側擋板分別加寬230mm,側幫高200mm,并以新加移動皮帶的側幫作為原廣電管支架,在光電管外側制做了防護裝置。

4 效果分析

(1)分別對3批延安(精)和延安(硬)兩個牌號進行檢測,煙坯平均脫箱率由原來的65.3%提高到現在的96.3%。改造后煙箱脫箱率統計如(表2)。

從脫箱率來看,由表1改造前65.3上升到改造后和表2的96.3%,提升的效果非常明顯。

(2)改造后,對真空回潮煙葉回透率、單箱干心煙以及故障率進行了統計(見表3):

統計顯示煙葉的回透率平均值由原來的98.2%提高到99.3%,達到了廠標要求;干心煙由原來2.39kg/箱降低到改造后的0.62kg/箱;設備故障率由改造前1.88h/千箱,下降到改造后故障率為0.72h/千箱。

(3)設備故障率的減少,煙箱脫箱率明顯提高,產生的碎煙沫就會減少,煙葉單耗也相應地降低;同時員工的勞動強度就能減弱,還提高煙箱回收利用率。通過制作擋板,皮帶側幫,光電管保護裝置等一系列措施,改善了現場工作環境。

5結語

重點解決了人員上班時間長、設備故障率高等諸多問題,使整個紙箱開包系統能夠實現了連續作業,收到了良好的效果,脫箱率得以保證,設備故率大幅降低,真空回潮的回透率達到了(99%)工藝要求,“干芯”煙減少了,不僅降低了煙葉造碎率,提高了產品質量,而且每批次煙在真空回透的作業時間縮短了,降低員工勞動強度,改善了現場工作環境。

參考文獻

[1] 韓向東主編.機械工程力學.〔M〕北京:機械工業出版社,2002

[2] 董玉平主編.機械原理(第六版).北京:機械工業出版社,1999