紙幣清理機的捻輥設計

楊宗霖

摘 要：錢幣清理是公交車、地鐵無人售票等場所必須得完成的工作。采用人工完成，其工作量大、繁瑣，且效率低下。文章從實際應用出發(fā)，設計一種帶有顆粒的螺旋式捻輥，可實現(xiàn)紙幣（特別是有折疊的紙幣）的清理功能，其效果較好。

關(guān)鍵詞：捻鈔橡圈;螺旋;摩擦;捻伸

在公交無人售票車、無人售貨柜、地鐵售票機等場所，都設有自動投幣系統(tǒng)，極大地方便了消費者。所投幣種有紙幣和金屬幣，因此，定期清理錢幣時，將會對錢幣進行分類、整理及清點。目前，錢幣的清理工作主要靠人工，其工作量大，效率低下。特別是有折疊的紙幣，需要人工用手搓捻、撫壓、整平及分類，工作極其繁瑣，其效果也不理想。

銀行點鈔機只能對已整平及分好類的紙幣進行點數(shù)，遇到有折疊的紙幣就會出故障，其清點工作就會停止，需人工干預，所以，點鈔機只能實現(xiàn)有限的清點功能。

針對上述現(xiàn)象，文章擬設計紙幣整理裝置，解決紙幣（含有折疊）的清理問題。

一、點鈔機捻鈔橡圈

對紙幣進行整理，首先要解決的是對有折疊紙幣的整平。如果采用目前點鈔機捻鈔橡圈對折疊紙幣進行捻平，通過試驗，發(fā)現(xiàn)基本達不到捻平目的，原因如下：

（一）摩擦阻力

由于捻鈔橡圈材質(zhì)較為柔軟，且橡圈呈卷曲狀粘在轉(zhuǎn)軸上，因此提供的摩擦力較小，不足以分開紙幣的折疊。若加大橡圈與紙幣的接觸面積，或者更換能提供更大阻力的橡圈材料，由于過大的摩擦力將會把紙幣帶出工作區(qū)，故而達不到目的。

（二）阻力方向

橡膠片粘結(jié)在同一圓周上，因此，當橡圈旋轉(zhuǎn)時，橡膠片對紙幣將產(chǎn)生切向力Fx（對紙幣產(chǎn)生翻捻的力）及法向力Fy，（對紙幣底面產(chǎn)生摩擦阻力）。當紙幣有折疊時，切向力將會使折疊紙幣的上面產(chǎn)生錯動，使折疊紙幣捻伸攤平，但這種幾率不高，特別是紙幣放置不正（與切向力方向不平行），或者折疊方向反向，則會捻伸失敗。

二、紙幣整理裝置設計

針對點鈔機捻鈔橡圈捻伸折疊紙幣的缺陷，通過分析和試驗，應從以下加大切向力并調(diào)整力方向二個方面來解決。

（1）首先，將膠片材料更換成帶有顆粒的橡膠（可采用乒乓球拍上的膠皮），以增加橡圈對紙幣的翻捻力。

（2）將帶有顆粒的膠皮呈螺旋狀狀以一定的間隔（導程）纏繞在旋轉(zhuǎn)軸上，并適當增加軸向長度。根據(jù)上述分析，設計的螺旋式捻輥。

（3）紙幣受力分析。將螺旋式捻輥以一定的壓力壓在紙幣上，并將捻輥旋轉(zhuǎn)，此時無論紙幣的折疊方向、或放置有偏斜，都能將折疊紙幣捻伸平直。

捻輥以一定壓力壓在紙幣上，切向力分解，可使紙幣的最下面與支撐面產(chǎn)生較大的摩擦力而相對靜止不動，利于折疊面的上邊在切向力作用下有相對運動。

由于膠皮是螺旋狀的圓柱表面，因此，當捻輥旋轉(zhuǎn)時，膠皮對紙幣施加的作用力除了切向力Fx外，還有軸向力Fz，因此在受力面，F(xiàn)x和Fz的合力方向與軸線方向不垂直，有一定的偏角，偏角的大小與導程有關(guān)。正是由于此偏角，使得帶有顆粒的膠皮較為容易地帶起紙幣折疊邊，實現(xiàn)其捻伸而成平直狀態(tài)。

三、結(jié)語

采用螺旋式捻輥對有折疊的紙幣進行捻伸，由于捻輥的摩擦力大，翻捻力合理，從而有效地達到清理紙幣的目的，且效率較高。如果支撐板輔以發(fā)熱材料，使之有一定的溫度，則捻伸平整的紙幣原先由于折疊造成的變形得以恢復，其效果更佳。

參考文獻

[1] 馬紅艷.淺談點鈔機結(jié)構(gòu)的兼容性設計[J].金田，2013（04）.