YB55型小盒透明紙包裝機(jī)新型滾筒的設(shè)計

王瑞 李青 楊鴻斌

摘 要：本文針對泰山（宏圖）盒透明紙劃痕缺陷頻次多、耗時長的問題，設(shè)計了一種新型滾筒，并通過試驗(yàn)研究新型滾筒使用后盒透明紙劃痕頻次情況。結(jié)果表明：新型滾筒的使用，使盒透明劃痕頻次由39次/天降低至8次/天，調(diào)整設(shè)備時間由85min/天降低到17min/天，處理盒透明紙劃痕缺陷的效率提高了400%。

關(guān)鍵詞：盒透明紙;劃痕;新型滾筒;頻次

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.17.005

1 前言

泰山（宏圖）是我廠加工牌號中的重點(diǎn)牌號，泰山（宏圖）的加工進(jìn)度關(guān)系到我廠產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的提升，我廠一直將其作為重點(diǎn)產(chǎn)品并進(jìn)行生產(chǎn)。目前行業(yè)在用小盒透明包裝機(jī)主力機(jī)型為YB55型小盒透明紙包裝機(jī)和FOCKE401型小盒透明紙包裝機(jī)[1]。泰山（宏圖）盒透明紙包裝是在YB55型小盒透明紙包裝機(jī)完成，由于過度框處滾筒存在磨粒磨損[2]的現(xiàn)象，生產(chǎn)中會出現(xiàn)煙包盒透明紙劃痕缺陷，直接影響產(chǎn)品外觀質(zhì)量，影響著消費(fèi)者對卷煙產(chǎn)品的質(zhì)量滿意和品牌的忠誠度，同時影響著班組的生產(chǎn)效率。本文研究設(shè)計了一種新型滾筒，以控制摩擦系數(shù)，減輕磨粒磨損，從而解決盒透明紙劃痕缺陷的問題。

2 新型滾筒的設(shè)計及試驗(yàn)分析

2.1 新型滾筒的設(shè)計

由于不銹鋼滾筒摩擦系數(shù)高，表面出現(xiàn)凹凸不平現(xiàn)象，高分子材料的摩擦系數(shù)低，可以減輕磨粒磨損，橡膠材料隨著溫度的升高摩擦系數(shù)而降低，我們在新型滾筒表面填充橡膠層，這樣滾筒與煙包之間的接觸點(diǎn)的形變屬于彈性的，可以有效的控制摩擦系數(shù)，減輕磨粒磨損。

（1）橡膠材料的選擇。滾筒橡膠的膠料技術(shù)要求：1）較高的拉伸強(qiáng)度。2）壓縮永久變形小。3）彈性好，耐磨性優(yōu)異。4）曲撓疲勞性好。5）與鋼材粘結(jié)性好。6）一定的耐油、耐水性。7）適中的成本。8）抗油水及抗污功能，粉塵不易粘附，易清潔保養(yǎng)。本文在常用的天然橡膠、氯丁橡膠和三元乙丙橡膠中進(jìn)行必選，由于天然橡膠耐老化性能差、三元乙丙橡膠與金屬粘合差的問題，所以選用氯丁橡膠作為橡膠材料。

（2）橡膠材料厚度的選擇。在ABAQUS中對新型滾筒進(jìn)行建模，對氯丁橡膠模型進(jìn)行屬性定義，并對新型滾筒橡膠層施加約束。通過向橡膠滾筒施加垂直載荷用于模擬滾筒的加載過程，得出施加相同循環(huán)應(yīng)力的條件下，橡膠主要的變形在兩個端部的變形，且橡膠層兩端受力最大，在橡膠層厚度為1.5mm時，兩端受力最大值相比最小，為2.016e+02N/m2，考慮到新型滾筒使用壽命，橡膠層厚度選擇為1.5mm。

（3）增加粘合效果方法選擇。由于橡膠與金屬平面接觸的局限性，我們對滾筒接觸表面進(jìn)行處理，以增加橡膠與金屬的粘合強(qiáng)度。本文在滾筒表面螺紋處理和表面機(jī)械打磨進(jìn)行比選，螺紋處理：橡膠可以100%填滿螺紋間隙，接觸面積增加一倍以上;且錐螺紋的防振松效果比較好。表面機(jī)械打磨：可以破壞金屬表面層的氧化膜并將其除去，但需立即在已處理的金屬表面上涂布底膠，以保護(hù)打磨好的表面防止腐蝕。經(jīng)過分析選擇滾筒表面0.5mm螺紋處理來增加橡膠與金屬的粘合面積，以達(dá)到增加粘合強(qiáng)度的目的。

2.2 新型滾筒調(diào)試試驗(yàn)

為了驗(yàn)證新型滾筒的有效性，本文對泰山（宏圖）包裝機(jī)組進(jìn)行了6天的跟蹤試驗(yàn)，并對盒透明紙劃痕情況進(jìn)行記錄統(tǒng)計，如表1所示。新型滾筒安裝圖，如圖1所示。

試驗(yàn)結(jié)果表明：使用新型滾筒后，滾筒處故障次數(shù)可以降低至<3次/天，且盒透明紙劃痕頻次降低至<10/天次。

2.3 新型滾筒使用情況跟蹤及分析

安裝調(diào)試完成后，新型滾筒在車間內(nèi)全面使用，本文對2018年9月泰山（宏圖）盒透明紙劃痕缺陷情況進(jìn)行了跟蹤，從統(tǒng)計中得出：跟蹤階段，使用新型滾筒后，泰山（宏圖）透明紙劃痕頻次由平均39次/天降低到8次/天，調(diào)整設(shè)備時間由85min/天降低到17min/天，提高處理盒透明紙劃痕缺陷的效率為400%。

3 結(jié)論

本文設(shè)計的新型滾筒明顯減少了泰山（宏圖）盒透明紙劃痕缺陷，保證了產(chǎn)品外觀質(zhì)量，劃痕頻次大幅度降低，不僅使設(shè)備物料消耗降低，同時包裝機(jī)組設(shè)備的效率得到提高，實(shí)現(xiàn)了提質(zhì)降耗降本增效的目標(biāo)，減輕了操作人員的勞動強(qiáng)度，促進(jìn)了精益生產(chǎn)，為解決盒透明紙劃痕缺陷問題提供了可行的解決思路和方法，在行業(yè)工業(yè)企業(yè)內(nèi)具有一定的應(yīng)用推廣價值。

參考文獻(xiàn)：

[1]喻樹洪，解建斌，何建軍.煙機(jī)設(shè)備修理工（包裝）專業(yè)知識[M].鄭州：河南科學(xué)技術(shù)出版社，2012.

[2]孫偉春.磨粒磨損研究的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢[J].廣西質(zhì)量監(jiān)督導(dǎo)報，2008（02）：71-72.

本文系山東中煙工業(yè)有限責(zé)任公司滕州卷煙廠QC創(chuàng)新課題：“降低泰山（宏圖）盒透明紙劃痕頻次”課題編號（QC/SZ-TZ2005-2018）

作者簡介：王瑞（1989-），男，山東滕州人，碩士研究生，中級經(jīng)濟(jì)師，研究方向：機(jī)械設(shè)計及理論。

*為通訊作者