一種用于紙盤的氣動夾緊裝置

卓建武　洪璽　劉偉忠

摘 要：KDF2濾棒成型機組的紙盤架裝置采用螺母鎖緊定位，更換盤紙時操作不便、勞動強度較大且在較長時間使用后定位不準確，為此對紙盤架裝置進行了改進，在不改變原有機座的情況下，通過對原有零件進行改進，設計一種氣動夾緊裝置，它包含用于控制氣體進出的控制部件，用于形成密閉氣體回路的儲氣部件，以及用于紙盤松緊的夾緊部件，它的主要原理是利用密閉回路中恒定的氣壓來實現夾緊的，它主要用在KDF2濾棒成型機上，實現對紙盤的自動裝夾，提高KDF2的自動化程度，減輕操作者的勞動強度。

關鍵詞：KDF2濾棒成型機組；氣動夾緊裝置；密閉腔室；恒定壓力；皮碗

中圖分類號：TG75U 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2014）2-0001-02

KDF2濾棒成型機組是德國HAUNI公司20世紀70年代產品，國內于1987年引進了該項技術。該機組具有性能穩定、經久耐用等特點，目前仍是國內生產醋纖濾棒的主流設備。

由于當時引進技術水平的限制，該機組采用的是手動夾緊裝置，它需要通過不斷調節螺母的松緊來實現紙盤的裝夾，操作繁瑣、復雜，在使用上很不方便。而目前國際上先進的新開發的KDF4等成型機組普遍采用氣動控制連桿方式對紙盤進行固定，它采用了卷煙機的紙盤架，靠彈簧夾緊紙盤，當按下按鈕時可以松開紙盤，不僅方便用戶的使用，還大大提高了換紙盤的工作效率。由于該紙盤架無法安裝在KDF2上，所以開發一種適用于KDF2的紙盤氣動夾緊裝置對提高KDF2的自動化程度及延長其生命周期有重要意義。

1 現狀分析

圖1為目前KDF2濾棒成型機紙盤架結構圖，紙盤輪軸（10）安裝固定在回轉盤（1）上，紙盤座（2）繞紙盤輪軸（10）旋轉，襯套（8）和滾花螺母（9）用于紙盤的軸向定位，紙盤圈（4）固定在紙盤座（2）上，通過旋轉滾花螺母（9）來調整紙盤的軸向位置。當需要更換紙盤時，整個裝置隨回轉盤（1）一起旋轉180?，旋下螺母（7），取下紙盤圈（6）后，換上新紙盤（5）到紙盤圈（4）上，然后再裝上紙盤圈（6）并旋上螺母（7），利用紙盤圈（6）上的圓錐面鎖緊紙盤使之定位并固定。因此目前KDF2紙盤架存在以下缺點：第一，換盤不便，每次換盤時都要旋下、旋上螺母（7）和紙盤圈（6），并要不斷調整螺母（7）才能實現對紙盤的可靠夾緊；第二，紙盤定位不精確，由于紙盤圈經常在螺紋面上拆卸，容易發生磨損并與紙盤座之間形成間隙，同時紙盤圈圓錐面與紙盤為線接觸，在擰緊螺母時容易使紙盤偏心和傾斜；第三，對紙盤規格的適應性差，因紙盤圈（4）、（6）的外徑是固定的，若紙盤內徑有所偏差，對紙盤的夾緊將不可靠。

圖2為KDF4濾棒成型機紙盤架結構圖，它采用氣動控制式紙盤架結構，它的釋放鎖緊裝置氣缸（3）安裝在紙盤架裝置的固定盤（2）上，當機器發出更換盤紙指令后，氣缸（3）推動回轉盤上的紙盤架鎖緊裝置釋放紙盤，取下舊紙盤并裝上新紙盤后，按下鎖緊按鈕，氣缸（3）縮回，鎖緊裝置自動定位并固定紙盤。由于KDF2紙盤架，無固定盤結構，安裝紙盤架的機座前立面周圍安裝有負壓風機和潤滑系統等部件，所以即使機座重新加工也無法安裝固定盤，因此無法直接借用KDF4紙盤架的結構。

2 改進方法

針對以上問題，本文提出一種氣動夾緊裝置，它能夠通過按鈕控制實現對紙盤的夾緊與松開，并且能與KDF2濾棒成型機對接與匹配，成為該設備的一部分。它的主要原理是利用密閉回路中恒定的氣壓來實現夾緊的。它包括用于控制氣體進出的控制部件，用于形成密閉氣體回路的儲氣部件，以及用于紙盤松緊的夾緊部件。

2.1 氣路控制

圖3為紙盤氣動夾緊裝置的氣動原理圖，圖4為紙盤氣動夾緊裝置結構圖，由減壓閥和手動閥共同組成裝置的控制部件，其中兩位三通手動閥通過角鐵（51）安裝在回轉盤（2）上，通過手動控制兩位三通手動閥的開關，來控制整個裝置氣流的通斷，實現夾緊裝置對紙盤的夾緊與松開。減壓閥安裝在回轉盤（2）上，用于控制整個氣路的氣壓，使夾緊裝置能適用于不同尺寸的紙盤內徑的裝夾，增加裝置對原輔材料的適應性。

2.2 夾緊裝置機械設計

在圖4中，基準盤（4）主要是用來校對紙盤的軸向位置（通過其上的調整螺釘），傳感器通過角鐵（51）安裝在回轉盤（2）上，當紙盤快用完時，傳感器沒有被紙盤遮住，向控制系統發出紙盤紙用完信號，由系統控制帶動紙盤輪軸（1）的電動機停止轉動。

通過對原有零件紙盤輪軸（1）和回轉盤（2）進行改進，在它們與新零件隔圈（13）、軸承座（12）上鉆有通氣孔，使它們與皮碗（9）一起形成一個密閉的腔室，組成夾緊裝置的儲氣部件。當裝置正常工作時，氣體會沿設計的氣路（圖4箭頭方向）流動進入密閉的腔室中，其中皮碗（9）是彈性零件。皮碗（9）在氣壓的作用下會向外鼓出，推動滑動塊（8）、夾緊塊（7）向外運動，實現了夾緊塊對紙盤的夾緊。當夾緊裝置要松開時，按下夾緊按鈕，手動閥換向，回路中的氣體通過手動閥上的消音器向外排出，皮碗（9）恢復原狀，滑動塊（8）、夾緊塊（7）亦在彈簧的作用下縮回，使夾緊塊（7）脫離與紙盤的接觸，這時可順利取下紙盤。這樣本氣動夾緊裝置就實現了對紙盤的自動松緊。

3 效果分析

本氣動夾緊裝置不改變KDF2機座結構，只是通過對回轉盤和軸的結構進行改進，結合其它零件的設計來實現夾緊的，其紙盤架與紙盤由原來的線接觸改為面接觸，夾緊更可靠。另外換盤時不需拆卸紙盤架的零件，換盤迅速，紙盤的定位也更加準確，避免了紙盤的偏心和傾斜，也降低了操作者的勞動強度。其次它輸入的氣壓可調，增加了它對原輔材料紙盤的適應性。通過更換不同尺寸的夾緊塊（7），此裝置也可快速適用于其它不同規格的圓盤類零件的自動裝夾。

參考文獻：

[1] 韓紅彬.KDF2濾棒成型機組紙盤架裝置的改進[J].煙草科技，2011，（12）.

[2] 《YJ17-YJ27 卷接機組》編寫組. YJ17-YJ27卷接機組[M].北京：科學技術出版社，2001.

[3] 成大先.機械設計手冊[M].北京：高等教育出版社，2006.

[4] Neil Sclater Nicholas P.Chironis機械設計實用機構與裝置圖冊[M].北京：機械工業出版社，2007.endprint