小盒透明紙拉線卷快換裝置的研制

徐 雀

（廣西中煙工業(yè)有限責任公司，廣西南寧 530001）

GDX2包裝機組是從意大利GD公司引進的較為先進的卷煙包裝設備。本廠1998年購進第一套設備，至今已擁有15組GDX2包裝設備。在使用過程中，發(fā)現(xiàn)一些由于設計缺陷造成的停機時間較長，設備效率得不到充分利用，影響生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量的現(xiàn)象。如拉線卷更換用時過長，而且拉線卷在生產(chǎn)過程中高低速轉(zhuǎn)換時容易松脫便是一例。通過對拉線卷固定裝置的深入研究和積極改進，使設備性能更加卓越，生產(chǎn)效率進一步提高。

1 拉線卷筒緊固原理與缺陷分析

1.1 拉線輸送工作原理

GDX2包裝機組的盒外透明紙包裝機和條盒外透明紙包裝機上設有拉線供給裝置。如圖1所示，拉線卷4由單獨的直流伺服電機6直接驅(qū)動，使拉線釋放的速度與透明紙輸送速度基本上保持一致，從而使拉線所受張力保持不變，從拉線卷釋放下來的拉線5也經(jīng)過一系列導向輪導向后，經(jīng)蠟缸7的上蠟輪8上蠟，在導向輥處粘在透明紙上，與透明紙一起往下輸送，在大輥輪3處，加熱器2將附在透明紙上的拉線進行熱封粘結(jié)，使拉線與透明紙牢固地結(jié)合成一體，并在一對送紙輥的拉力作用下，與透明紙一起繼續(xù)往下輸送，并被U型刀1對拉線進行“U”型拉舌切割。

圖1 拉線輸送部分

目前拉線一般采用自粘拉線，經(jīng)蠟缸的上蠟輪上蠟方法已淘汰，但拉線輸送原理不變。

1.2 拉線卷筒緊固原理

拉線卷套在的轉(zhuǎn)軸支架上，轉(zhuǎn)軸的一端有錐型凸臺定位，另外一端通過一個錐型螺母把拉線卷固定在軸桿上，錐型螺母的錐型面把拉線卷的內(nèi)孔定中心與端面定位。

1.3 缺陷分析

更換拉線卷時，順時針旋轉(zhuǎn)錐型螺母，將錐型螺母從軸桿上退下，再將拉線卷芯從軸桿上取下，然后換上新的拉線卷，再將錐型螺母安裝到軸桿上，并用力上緊。錐型螺母是M18-左旋，其螺距為2.5 mm，擰入螺紋長度32.5 mm，經(jīng)統(tǒng)計，松開或上緊錐型螺母的過程都需要轉(zhuǎn)動螺母約13圈左右，費時又費力。更換一個拉線卷需用時1～2min不等，且在生產(chǎn)中金拉線卷及軸桿是轉(zhuǎn)動的，轉(zhuǎn)動速度的反復快慢變化使得錐型螺母容易松開，導致拉線卷脫出，拉線偏移，影響產(chǎn)品質(zhì)量同時還影響設備有效作業(yè)效率。

2 拉線卷快換的裝置設計與實施

2.1 方案設計

保持原設備上拉線電機輸出軸及拉線轉(zhuǎn)軸支架不變，去除原有的錐型螺母，在原設備的拉線轉(zhuǎn)軸上設計安裝一個拉線卷固定軸套，在拉線卷固定軸套上安裝3片片彈簧，利用片彈簧受壓變形時產(chǎn)生的彈性應力作用將拉線卷張緊固定在拉線卷固定軸套上。這樣一來，拉線卷在生產(chǎn)過程中將同拉線轉(zhuǎn)軸同步轉(zhuǎn)動，不會脫落。更換拉線卷時，只需稍微用力克服彈簧的張緊力就可以將拉線卷從固定軸套上拔出，再將新卷推入到位即可，達到快速更換拉線卷的目的。設計的重點為拉線卷固定軸套及其固定方式，還有片彈簧的設計（包括結(jié)構(gòu)設計和設計計算）。所有的設計必須滿足固定軸套安裝方便，固定可靠的需求，而且拉線卷在片彈簧的彈力作用下，不打滑，定位準確，不偏心，同時保證彈簧壽命長，經(jīng)久耐用。鑒于拉線卷芯的大小以及拉線轉(zhuǎn)軸不變，拉線快換裝置的設計空間也就隨之確定。

快換裝置安裝拉線卷時的示意如圖2所示。

圖2 拉線快換裝置示意圖

2.2 拉線卷固定軸套設計

根據(jù)拉線卷芯的內(nèi)空直徑為30 mm，拉線卷轉(zhuǎn)軸直徑為18 mm，利用拉線卷轉(zhuǎn)軸與拉線卷芯之間的空間設計拉線卷固定軸套。

固定軸套為空心結(jié)構(gòu)，直接套在原拉線轉(zhuǎn)軸上，用緊定螺釘進行固定。固定軸套選用45#鋼作為材料，其一端保留原有的尺寸設計，采用錐型定位方法，更換拉線卷的一端直徑26 mm的空心套，壁厚設計為4 mm，并在圓周面上平均分布3個深度為1.5 mm、寬度為8 mm的槽，用來安裝彈簧片。

2.3 彈簧片設計

考慮到內(nèi)部卡位裝置對于安裝位置的要求比較高，而且使用時，載荷和變形均不大的特點，要求彈簧鋼度較小的場合，決定采用片彈簧，材料選用硅錳鋼60Si2Mn，厚1 mm。參照拉線卷固定軸套的設計尺寸，已知拉線卷芯內(nèi)徑為30 mm，如圖3所示。而一個拉線卷不到1kg，在此作用壓力下，拉線卷可以被可靠地固定在轉(zhuǎn)軸套上。圖4為片彈簧的結(jié)構(gòu)設計。

圖3 片彈簧機構(gòu)設計圖

圖4 片彈簧受力分析圖

3 使用效果

零配件加工完成后進行組裝，上機進行安裝調(diào)試，經(jīng)現(xiàn)場測試，完成整個安裝調(diào)試過程用時不到30min。經(jīng)過兩個多月的試運行，取得了很好的效果，拉線卷更換的時間由原來的122s縮短為18s，明顯提高了工作效率，同時降低了操作工的勞動強度，也沒有出現(xiàn)拉線卷松脫的情況，保證了產(chǎn)品質(zhì)量，達到改造此項目的最初目的。之后經(jīng)廣西中煙工業(yè)公司設備技改部同意，本廠18組GD機的金拉線固定機構(gòu)全部改造為拉線快換裝置，改造后效果顯著。

4 結(jié)束語

拉線快換裝置的研制和應用，整體上減少了因更換原材料而人為停止設備運行的時間，從而提高了設備的有效作業(yè)率，保證了產(chǎn)品質(zhì)量，提高了經(jīng)濟效益，同時降低了操作工的勞動強度。