YB65包裝機(jī)膠缸自動脫離檢測器的裝置設(shè)計(jì)

陳榮寬，張 新

川渝中煙重慶煙草工業(yè)有限責(zé)任公司重慶卷煙廠，重慶 400064

YB65 硬條盒包裝機(jī)是卷煙包裝設(shè)備中的下游機(jī)，它將已經(jīng)包裹透明紙的小盒煙包裝入輸送并上膠的硬條盒紙內(nèi)，再經(jīng)由一系列的折疊和檢測，輸出到條外透明紙包裝機(jī)，以完成條裝卷煙的包裝成型。其中，條盒紙涂膠機(jī)構(gòu)主要由如圖1 所示的支撐導(dǎo)軌、膠缸、刮膠板、涂膠輪和上膠輪組成，在膠缸下部的設(shè)備底座上安裝有微動開關(guān)，而在膠缸的底部相應(yīng)位置裝有一根檢測螺桿。在膠缸后立面的中間位置有一個錐形凸臺結(jié)構(gòu)，通過安裝在機(jī)座上的壓簧手柄，可對膠缸進(jìn)行鎖閉。

該涂膠機(jī)構(gòu)到位檢測器的工作原理是，手動將膠缸推送到導(dǎo)軌的前端，使膠缸接觸到安裝在支撐導(dǎo)軌前端的限位螺釘，然后鎖閉膠缸手柄，通過鎖閉時(shí)膠缸產(chǎn)生的微量變形，帶動檢測螺桿以觸發(fā)微動開關(guān)來實(shí)現(xiàn)檢測。這種安裝及檢測方式也是YB65 原型機(jī)的主要結(jié)構(gòu)原理。

圖1 YB65 膠缸安裝工作示意圖

1 存在問題

在生產(chǎn)運(yùn)行過程中，時(shí)常會出現(xiàn)操作工在處理完設(shè)備故障后，忘記鎖閉YB65 包裝機(jī)膠缸鎖位手柄，或在處理設(shè)備故障時(shí)無意間碰觸到鎖位手柄使鎖位手柄松脫，或由于設(shè)備運(yùn)行振動導(dǎo)致該鎖位手柄松脫的情況。然而，受膠缸到位存在檢測工作原理及結(jié)構(gòu)的限制，檢測螺桿的調(diào)節(jié)難度較大，調(diào)節(jié)的效果往往不盡如人意。微動開關(guān)檢測頭5mm 的位移量無法滿足涂膠輪與上膠輪間0.05mm 的精度要求。因此，導(dǎo)致質(zhì)量隱患的產(chǎn)生。雖然后續(xù)質(zhì)檢能夠發(fā)現(xiàn)未涂乳膠的產(chǎn)品，但必將產(chǎn)生返工、物耗等問題，影響生產(chǎn)連續(xù)性。

由于膠缸被推到導(dǎo)軌前端位置后，處于相對靜止的狀態(tài)。此時(shí)鎖閉手柄與松脫手柄，膠缸均不會有大的位移情況發(fā)生。經(jīng)觀察，即使松脫手柄運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)備，在齒輪傳動產(chǎn)生的作用力條件下，膠缸也不會有大于1mm 的位移。但這對于僅有0.05mm間隙要求的涂膠量來講，仍然是無法允許的。

2 改進(jìn)思路

膠缸的改進(jìn)主要是依據(jù)壓簧手柄在脫開膠缸鎖閉狀態(tài)的瞬間，膠缸仍然在工作位置處于相對靜止的狀態(tài)的安裝特點(diǎn)。要消除此時(shí)的隱患，就需要讓膠缸在壓簧手柄脫開，即壓簧所提供的壓力消失的瞬間，膠缸能夠向外移動一段合適的距離。因此，考慮在膠缸前端位置增加一對具有儲能的推進(jìn)裝置，來提供壓簧壓力消失時(shí)膠缸從靜止轉(zhuǎn)為運(yùn)動的動力。最終目的是增大微動開關(guān)的傳動部分的有效行程，使傳動部分的簧片動作更加明顯，以盡量滿足接點(diǎn)部分開關(guān)電路的開閉。

該儲能推進(jìn)裝置的推力，在壓簧手柄鎖閉膠缸時(shí)，與壓簧手柄的壓力、導(dǎo)軌的支撐力一起形成一組平衡力系，膠缸處于平衡靜止?fàn)顟B(tài)。因此不會對膠缸的工作造成影響。

3 改進(jìn)方法

通過觀察和分析YB65 膠缸支撐導(dǎo)軌前端限位螺釘與膠缸之間的安裝關(guān)系及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，對導(dǎo)軌前端的限位裝置進(jìn)行了改進(jìn)，增加一對帶圓柱螺旋結(jié)構(gòu)的推力彈簧，將其與膠缸上相應(yīng)部位接觸。這樣在膠缸鎖位手柄松脫時(shí)，提供膠缸移動的動力，增大膠缸的位移量，以期滿足檢測螺桿與微動開關(guān)檢測頭完全脫離的要求。

具體結(jié)構(gòu)為：在膠缸支撐導(dǎo)軌前端改進(jìn)限位裝置，增設(shè)具有內(nèi)外螺紋的套筒結(jié)構(gòu)，并依次安裝預(yù)緊螺母、螺旋彈簧和壓蓋，通過預(yù)緊螺母可方便地調(diào)節(jié)螺旋彈簧的預(yù)壓力。

同時(shí)在膠缸合適位置，重新焊接定位塊并安裝頂桿。該頂桿具有四段不同的結(jié)構(gòu)，依次是圓錐、圓柱、六棱柱、螺紋結(jié)構(gòu)。利用頂桿具有多段截面的特點(diǎn)，使圓錐面穿過壓蓋進(jìn)入螺旋彈簧以實(shí)現(xiàn)定心，圓柱端面與壓蓋端面相抵以獲取推力，六棱柱端面與套筒端面相抵以實(shí)現(xiàn)定位，螺紋段實(shí)現(xiàn)頂桿的安裝和膠缸前進(jìn)位限位作用。

通過頂桿的多段結(jié)構(gòu)，使膠缸在到位后始終會承受一定的推力，該力遠(yuǎn)小于壓簧手柄所提供的壓力。采用上述結(jié)構(gòu)，當(dāng)鎖位手柄松脫時(shí)，螺旋彈簧通過壓蓋推動頂桿向后移動，從而使膠缸向后滑移一段距離，安裝在膠缸底部的檢測螺桿隨即自動脫離檢測器微動開關(guān)，實(shí)現(xiàn)了膠缸到位存在與否的檢測功能。（見圖2）

圖2 YB65 膠缸自動脫離檢測裝置結(jié)構(gòu)示意圖

4 安裝特點(diǎn)

膠缸自動脫離裝置的安裝，關(guān)鍵是其一保證膠缸在導(dǎo)軌上的滑動順暢、其二保證頂針與螺紋套管的中心線嚴(yán)格對正。

安裝完成后，將膠缸推送到前端工作位置時(shí)，明顯會感覺到彈簧對膠缸的推力。若此時(shí)將手動推力釋放，膠缸則能夠輕盈地在導(dǎo)軌處向后滑動約10～12mm 的距離，并使細(xì)長螺桿脫離微動開關(guān)，在顯示屏上顯示信息“無條盒膠缸”。

5 改進(jìn)效果

經(jīng)改裝膠缸自動脫離檢測裝置的YB65 包裝機(jī)，在近一年的實(shí)際生產(chǎn)運(yùn)行中，脫離裝置使用穩(wěn)定有效，在保證設(shè)備連續(xù)運(yùn)行的同時(shí)，既減少了因條盒紙上膠不到位產(chǎn)生的返工量，又降低了工人的操作強(qiáng)度、節(jié)約了人力物力，尤其是對產(chǎn)品質(zhì)量的保證奠定了基礎(chǔ)。

[1]機(jī)械設(shè)計(jì)手冊（新版）.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊編委會編著-3版，北京:工業(yè)機(jī)械出版社，2004，8.

[2]ZB45包裝機(jī)使用手冊.內(nèi)部資料，上海煙草機(jī)械有限責(zé)任公司.