YB65型包裝機鋼印鎖緊裝置的改良研究

李俊良

摘 要：鋼印是煙包的重要組成部分，是追溯煙包質(zhì)量問題的重要依據(jù)。YB65型包裝機機械結(jié)構(gòu)中的隱患容易使鋼印脫落，造成質(zhì)量事故。文章主要通過對原鋼印鎖緊裝置的結(jié)構(gòu)進行分析，從而進行改良研究，達到鎖緊以及防松的目的，保證產(chǎn)品質(zhì)量，并為類似設(shè)備改造提供一種思路。

關(guān)鍵詞：鋼印鎖緊裝置；彈簧；改良

中圖分類號：TH16 文獻標(biāo)志碼：A 文章編號：2095-2945（2017）21-0061-02

1 概述

YB65型包裝機是將來自上游機器的煙包按順序用硬盒紙包成條狀煙盒的機器。在運行過程中有一道工序是打鋼印，鋼印是組成卷煙產(chǎn)品的重要部分，對于消費者而言，這是防偽標(biāo)志；對于公司而言，這是生產(chǎn)代碼；對于車間管理者而言，這是查驗質(zhì)量問題源頭的依據(jù)。保證鋼印的清晰、完好、整齊是非常重要的，不僅可以讓煙包更具規(guī)范性，更可以讓管理者方便把控質(zhì)量過程，防止質(zhì)量事故的擴大。但是現(xiàn)有機器結(jié)構(gòu)存在著一定的隱患，鋼印有不能鎖緊導(dǎo)致脫落的風(fēng)險，因此，改良鋼印鎖緊裝置是十分有必要的。

2 YB65型包裝機鋼印鎖緊裝置原理簡介

YB65型包裝機鋼印裝載器是依靠兩個小彈簧提供壓力，開關(guān)和壓塊依靠齒形結(jié)構(gòu)實現(xiàn)鋼印的鎖緊。當(dāng)開關(guān)打向左邊，此時與壓塊嚙合，鋼印可自由取出，當(dāng)開關(guān)打向右邊，與壓塊不嚙合，并將壓塊往前頂出，使壓塊卡在鋼印的槽中，此時利用彈簧的力使其保持現(xiàn)狀，達到卡緊鋼印的目的。壓塊和開關(guān)長期受力橫向摩擦，容易有部分磨出間隙，造成虛位，而兩個小彈簧在兩邊給予力，容易因受力不均造成不均疲勞磨損，導(dǎo)致兩端有輕微不平，容易造成開關(guān)走位，最終導(dǎo)致部分鋼印脫落，引起質(zhì)量問題。而且由于沒有自動復(fù)位功能，操作人員在更換鋼印過程中，如果忘記把開關(guān)撥回，則會出現(xiàn)鋼印鎖緊，造成質(zhì)量事故。因此，對于鋼印鎖緊機構(gòu)，最需要實現(xiàn)的功能是鎖緊以及防松。

3 鋼印鎖緊裝置的改良設(shè)計思路

針對鋼印缺失的問題，查閱機械、電氣以及新型科技領(lǐng)域相關(guān)資料，并結(jié)合經(jīng)濟成本、復(fù)雜程度、時間成本等方面考慮，利用機械傳動，配合機械動作，在材料傳輸過程中完成工序動作較適合現(xiàn)狀。從改善機械結(jié)構(gòu)的角度來說，成本較低，總的設(shè)計制造時間容易把握，完成時間較短。

針對舊式鋼印鎖緊裝置的結(jié)構(gòu)特點，對其總體結(jié)構(gòu)進行分解，可知應(yīng)從三個方面進行改良，分別為：鎖緊機構(gòu)、防松機構(gòu)、主體機構(gòu)。

3.1 主體機構(gòu)設(shè)計

為方便安裝，減少工程量，應(yīng)保持原有的輔助膠輪不變，為保持協(xié)調(diào)度，因此主體的輪型機構(gòu)采用與輔助膠輪同心的圓體，半徑也為一樣，即半徑250mm，厚度30mm。在原有機構(gòu)的情況下，配合鎖緊與防松機構(gòu)，設(shè)計出主體，盡量使結(jié)構(gòu)變化降低在最小，使更改后隱患保持最低。

3.2 鎖緊機構(gòu)設(shè)計

設(shè)計杠桿，利用杠桿力將壓塊壓緊，外力不卸則一直壓緊，達到鎖緊作用。為了得到壓塊鎖緊鋼印的最優(yōu)力矩，用鋼印進行試驗，從5N開始以5N為一刻度逐漸加力，測量鋼印此時的在5mm范圍的移動量，得到表1數(shù)據(jù)。從表1得到，當(dāng)壓塊剛開始受力不再移動時，此時壓力足夠，再給予恰當(dāng)?shù)挠嗔浚瑢簤K的鎖緊力定為45N。根據(jù)現(xiàn)場原有鋼印安裝位置，盡量不影響其他部件，因此選用把手帶動壓塊的形式，利用銷作為傳動，設(shè)計杠桿，在現(xiàn)場測量后得出，壓塊的進退距離為10mm。取消原有的分塊式機構(gòu)，改為一體式，使機械結(jié)構(gòu)因長時間運動造成的磨損量將為最低，配合圓形主體，將壓塊設(shè)計為圓弧形，根據(jù)力學(xué)原理，使壓塊對鋼印的力均勻分布。壓塊如圖1所示。

3.3 防松機構(gòu)設(shè)計

選擇適合的彈簧，利用彈簧的反彈力將壓塊始終保持壓緊狀態(tài)，提供阻力防止松脫。利用杠桿原理，在另一端的力矩上用一個把手開啟壓塊，打開力度應(yīng)以一個人能以手指力打開為宜。根據(jù)鎖緊機構(gòu)中定的彈簧壓力，對照工藝手冊以及機器結(jié)構(gòu)實際情況，可得彈簧的直徑應(yīng)在18mm～22mm之間，并選擇熱軋彈簧鋼為彈簧材料。根據(jù)人體工程學(xué)，設(shè)計一個把手，并在把手上設(shè)計防滑功能，并設(shè)計銷為支點以及限位點，再讓彈簧的限位槽在把手后，從而達到杠桿效果。此時壓塊為常閉狀態(tài)，如不加外力，無法打開，且當(dāng)不受力時，壓塊自動因彈簧作用力關(guān)閉。壓塊如圖2所示。

4 應(yīng)用效果與分析

根據(jù)零部件的部分設(shè)計，可得主體機構(gòu)配合尺寸，并制造成實體，將其他部件和主體一起配裝得到主體總成，如圖3。改良后的鋼印鎖緊裝置工作原理為：當(dāng)按下把手時，銷帶動壓塊，使之離開鋼印，此時鋼印可取出，當(dāng)松開把手時，彈簧將把手頂住，此時壓塊卡進鋼印槽，鋼印受到限位，不可去除。鋼印鎖緊裝置改良后在機器上運行效果明顯，不僅消除了鋼印在槽中的虛位，更加強了鋼印的牢固性，達到了改進的目的。

5 結(jié)束語

通過對鋼印鎖緊裝置的改良設(shè)計和實際應(yīng)用，有效解決了鋼印脫落的問題，消除人為以及設(shè)備磨損可能帶來的隱患，使鋼印脫落可能性大幅降低，滿足工藝要求，保證了產(chǎn)品質(zhì)量，更為今后工作中類似的設(shè)備改造和維修方面提供了經(jīng)驗。

參考文獻：

[1]上海煙草機械有限責(zé)任公司.YB65型硬條包裝機使用說明書[Z].

[2]王為.機械設(shè)計[M].湖北：華中科技大學(xué)出版社，2011.

[3]楊家軍.機械原理[M].湖北：華中科技大學(xué)出版社，2014.