GDX2包裝機4#輪內框紙輸送裝置的改進設計

徐耀，白波，李田武

（四川中煙工業有限責任公司，四川 什邡 618400）

GDX2小盒包裝機是我廠主要的卷煙包裝設備，好的包裝不只保護內在卷煙的產品質量，還有提升卷煙產品形象的作用。

內框紙吸附作為包裝的一道工序，是產品質量保證的重要執行部件，如果吸附不到位，可能造成內框紙歪斜、內框紙丟失、內框紙破損等質量缺陷，而如果在前端剔除煙包后，不能正常停吸附，那么，就會造成設備被動停機，浪費輔料。

1 GDX2包裝機4#輪內框紙輸送裝置的成型和輸送原理

GDX2包裝機4#輪內框紙輸送裝置由內框紙裁切系統、負壓氣路、電磁閥、負壓擺臂組成。內框紙裁切系統將裁切好的內框紙置于輸送臺面上，電磁閥接收到相應的吸取（停吸）信號后通（斷）電磁閥，機械式的負壓擺臂將相應的內框紙輸送到4#輪模盒上方，通過下壓裝置將內框紙送進模盒內，整個裝置完成一次輸送動作。

2 存在的缺陷

由于內框紙是由負壓吸取和輸送的，在卷煙生產過程的環境中會產生一定的煙塵，故整個負壓吸取裝置在吸取內框紙的過程中，會將部分環境中的煙塵吸取到負壓通道內。

GDX2包裝機的設計生產速度為400包/分鐘，在高速的生產情況下，負壓吸風管路內將易堆積較多的煙塵，特別是會堵塞電磁閥內，造成管路流量變小，電磁閥開閉執行不到位。現用電磁閥為直動式，從維修經驗看，如果內部稍微出現雜質，可能就會使動作行程不到位，從而影響吸附效果；有部分牌號內框紙原輔材料表面有粉漬，會被吸附進電磁閥。

圖1 缺陷示意圖

空氣中的灰塵很容易通過持續導通的負壓管路堆積在管路內部，形成惡性循環，導致管路的堵塞，造成吸附能力降低。常通的吸附裝置，意味著3#輪在剔除鋁紙的時候，內框紙將不會停止吸附，內框紙被運到4#輪的空模盒內，浪費輔材，產生堵塞機器、產品質量風險。

3 對GDX2包裝機4#輪內框紙輸送裝置的改進

ZB45包裝機最大速度為每分鐘400包，根據頻率公式f=1/T，計算可得ZB45包裝機最大工作頻率約為6．67Hz。電磁閥的最大工作頻率須大于包裝機的工作頻率。通過機械相位分析，當生產速度在最大400包/分鐘時，內框紙吸附活動桿在“點頭”吸附內框紙的工位上停留20ms。通過使用PLC來控制電磁閥開關，模擬生產狀態，測得兩款電磁閥在20ms的時間內通過兩種不同尺寸的管路所能達到的最大壓力。通過查詢ZB45包裝機說明書，知廠家規定的內框紙吸附壓力范圍為-(35～50)kPa。

表1 兩種電磁閥性能測試對比

3.1 設計控制方式

當控制板發出吸取內框紙請求，先導閥線圈得電，磁場將先導氣缸軸向上提，先導氣導通，驅動主軸向左動作，主氣路導通，實現對內框紙的吸取。整個過程先導氣不與主氣路導通，先導氣路因此保持清潔狀態。

圖2 先導式電磁閥結構示意圖

圖3 先導式電磁閥工作方式示意圖

3.2 設計氣路

通過查詢產品說明書獲得了MAC 411A-D0BDM-DDAJ-1JB型電磁閥的先導壓力范圍為20-120psi，約合13．8-82．7kPa我們用壓力傳感器每隔五分鐘測得先導氣源的六組氣壓，可知平均氣壓為45．5kPa，符合要求。

表2 氣壓測試結果表

4 改進后4#輪內框紙輸送裝置穩定性提升的因素分析

此次GDX2 包裝機4#輪內框紙輸送裝置的改進首先從氣路來源做到了“開源”，管路橫截面積的提升，有效地提升了負壓氣的通過量；電磁閥的改進使得整個輸送管路系統堵塞的概率大大降低，電磁閥的開閉因此更能執行到位，開閉的速率也穩定。因此，保證了內框紙的輸送過程都穩定可控，大大降低了輸送系統的故障概率，也有效地降低了無內框紙、內框紙破損等質量問題發生的頻率，減少了包裝機的停機次數，提升了包裝機工作的穩定性。

5 經濟效益

整個改進設計花費大約500元。由于反饋的效果比較好，因此，在改進了16#機組后，我們又對另外的12臺機組進行了同樣的改進。通過此次改進，不僅包裝機的生產效率得到了提高，還降低了小盒、水松紙、煙絲的消耗量，同時，還減少了操作工的勞動強度，經濟收益得到了明顯體現。