FOCKE350型包裝機(jī)第二往復(fù)槽夾緊裝置的改進(jìn)

張洪山　韓儀　郭新宇　李蒙蒙　宋立松

摘 ?要：為解決FOCKE350型包裝機(jī)生產(chǎn)出的產(chǎn)品中，頻繁出現(xiàn)盒裝鋁箔紙免角與盒裝鋁箔紙破損缺陷，對第二往復(fù)槽夾板和驅(qū)動裝置的改造，形成了一種新型的第二往復(fù)槽夾緊裝置：氣囊型夾緊裝置。實驗結(jié)果表明：盒裝鋁箔紙缺陷占比由活動前的58.7%降低到活動后的33.9%。不僅提高了夾板的耐磨性，而且能夠根據(jù)不同鋁箔紙的表面摩擦系數(shù)隨時調(diào)節(jié)第二往復(fù)槽夾緊壓力，保證產(chǎn)品質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：FOCKE350型包裝機(jī);第二往復(fù)槽：耐磨性;氣囊型夾緊裝置

中圖分類號：TB486 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A ? ? ? ? 文章編號：2095-2945（2020）31-0105-03

Abstract： In order to solve the problems that the angles of aluminum foil folded bad and the aluminum foil of cigarette package was broken frequently， the plywood and drive of the FOCKE350 packager were transformed. Clamping device of airbag was designed to second reciprocating tank. The results showed that the defect proportion of aluminum foil decreased from 58.7% before the activity to 33.9% after the activity. Not only the wear resistance of the splint were improved， but also the clamping pressure of the second reciprocating tank was adjusted at any time according to the surface friction coefficient of aluminum foil， which ensured the quality of the product.

Keywords： FOCKE350 packager; second reciprocating tank; wear resistance; clamping device of airbag

FOCKE350型包裝機(jī)是德國進(jìn)口的包裝機(jī)設(shè)備，設(shè)計最高生產(chǎn)速度為400包/min，由煙組供給成型系統(tǒng)、鋁箔紙供給包裝系統(tǒng)、內(nèi)框紙供給系統(tǒng)、商標(biāo)紙供給包裝系統(tǒng)和煙包輸出系統(tǒng)組成[1-2]。FOCKE350型包裝機(jī)煙組供給成型系統(tǒng)負(fù)責(zé)接收上游機(jī)煙，由推煙排將其以6-7-7或者7-6-7的排列形式推入組煙模輪內(nèi)，并由煙支檢測器檢查煙組的數(shù)量和質(zhì)量。煙組由連續(xù)運行的第一推進(jìn)器從組煙模輪內(nèi)推出，進(jìn)入煙支導(dǎo)板并進(jìn)行校齊和頂排檢查后送入第一往復(fù)槽完成鋁箔紙包裹，隨后連同切割好的內(nèi)框紙一同送入加速運行的第二往復(fù)槽內(nèi)，完成鋁箔紙的頂、底折疊，隨后煙包被送入模輪盤的模盒內(nèi)，完成小盒包裹與折疊[3]。

1 問題分析

1.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

如圖1所示，步驟1～5為FOCKE350型包裝機(jī)鋁箔紙的整個折疊成型過程，步驟l為“U”形包裹過程，步驟2為兩側(cè)邊成型，步驟3、4為鋁箔煙包頂部成型，步驟5為將折疊成型的鋁箔煙包送入商標(biāo)成型轉(zhuǎn)臺第三工位的模盒中，之后鋁箔煙包被商標(biāo)紙全部包裹。

第二往復(fù)模盒功能有兩個：一個是完成鋁箔煙包兩端部折角及頂、底折邊的折疊;另一個是使鋁箔煙包避開煙支輸送導(dǎo)軌中連續(xù)運動的推煙凸耳，并將鋁箔煙包輸送到商標(biāo)折疊轉(zhuǎn)塔前。鋁箔煙包兩端部折角及頂、底折邊的折疊都是在運動中完成的。隨第二往復(fù)盒一起往復(fù)運動的折疊器在固定凸輪的作用下往復(fù)擺動，進(jìn)而完成折疊動作。往復(fù)模盒的往復(fù)運動是利用曲柄滑塊機(jī)構(gòu)實現(xiàn)的。另外，第二往復(fù)模盒內(nèi)的“山”字型機(jī)械式夾持板對鋁箔煙包還有一個夾緊動作，第二往復(fù)盒整個部件動作比較多、結(jié)構(gòu)較復(fù)雜、設(shè)計非常緊湊，在連續(xù)運動中完成了鋁箔紙的部分折疊動作[4]，其機(jī)構(gòu)如圖2。

1.2 存在問題

在長期的生產(chǎn)中研究發(fā)現(xiàn)，使用一段時間后山字型夾板加持力小，煙包不能夠穩(wěn)定夾持，容易發(fā)生晃動，從而導(dǎo)致傳輸過程中鋁箔紙容易折疊不良甚至破損。山字型夾板材料為45#鋼，這種材料的耐磨性較差，長時間與具有壓花的鋁箔紙摩擦，山字型夾板的夾持位移會逐漸減少，從而造成夾持不穩(wěn)煙包滑脫。

此外，夾板驅(qū)動導(dǎo)軌材料耐磨性差，底導(dǎo)軌的上下移動，控制著山字型夾板的抬起和下落動作，為了減少底導(dǎo)軌與軸承間觸碰摩擦對軸承的損害（軸承更換難度和成本較高），底導(dǎo)軌的材質(zhì)選為墊木，長期使用產(chǎn)生磨損后，會導(dǎo)致山字型夾板下落失敗，在煙包推入過程中損壞煙包。

2 改進(jìn)方法

2.1 設(shè)計山字型夾板

為了增大山字型夾板加持力，可以增大夾持受力面積。根據(jù)煙組尺寸84mm*54mm，夾板夾持面積最大可設(shè)計為87*55mm同時為了避免煙組推入時碰到抬起的夾板造成煙支觸頭和鋁箔紙破損，夾板加持方式確定為右端固定左端抬起。為了能夠增大夾持受力面積，夾板應(yīng)設(shè)計的比較薄，抬起時產(chǎn)生彈性形變，與煙組全部接觸，最終將厚度設(shè)計為0.3mm。同時根據(jù)現(xiàn)場測量第二往復(fù)槽底板尺寸，最終將夾板設(shè)計為如圖3。

查閱設(shè)計手冊可知40Gr構(gòu)成的夾板彈性形變量比45#鋼好[5]，因此選擇40Gr作為夾板的制作材料。

2.2 設(shè)計氣囊驅(qū)動裝置

為提高夾板驅(qū)動導(dǎo)軌的耐磨性，將導(dǎo)軌驅(qū)動夾板的方式改為PLC控制氣囊充氣膨脹驅(qū)動夾板方式。根據(jù)需求分析對氣囊驅(qū)動裝置的往復(fù)槽底板、氣囊膜片、氣囊蓋板、配氣室和控制模塊組成進(jìn)行設(shè)計。氣囊驅(qū)動結(jié)構(gòu)如圖4所示。

采用相位控制的方式，主控PLC讀取機(jī)器相位后，與第二往復(fù)盒夾緊比較，控制電磁閥的啟動和關(guān)斷，實現(xiàn)氣囊壓緊機(jī)構(gòu)的控制。

第二往復(fù)盒折疊機(jī)構(gòu)氣囊氣動控制單元控制第二往復(fù)盒折疊機(jī)構(gòu)氣囊的動作，通過壓力調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)氣壓大小，可控制模板的夾緊力。當(dāng)鋁箔煙包進(jìn)入往復(fù)折疊模盒后，相位區(qū)間（CAM開始、CAM結(jié)束），電磁閥接通壓縮空氣，推動往復(fù)折疊模盒氣囊，氣囊向上頂起鋼片模板壓緊煙包，使鋁箔紙煙包在折疊過程中無竄動現(xiàn)象。相位（CAM開始、CAM結(jié)束）可以在上位機(jī)屏幕上修改，方便該功能的調(diào)試。采用設(shè)備PLC的原有數(shù)字量輸出模塊（輸出點Q3.0），直接控制電磁閥Y3.0的開通和關(guān)斷，來控制氣囊的動作;進(jìn)入氣囊的壓縮空氣大小可通過壓力調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)（一般為2.5-3bar），由壓力表讀取數(shù)值（圖5）。

3 應(yīng)用效果

改進(jìn)后，對FOCKE350型包裝機(jī)生產(chǎn)的卷煙產(chǎn)品進(jìn)行了為期一個月的定期抽檢，每班次抽檢32次，每次樣品10盒，共收集到樣品21120個，根據(jù)《產(chǎn)品質(zhì)量內(nèi)控標(biāo)準(zhǔn)》記錄了樣品盒裝質(zhì)量缺陷種類和數(shù)量，最后統(tǒng)計了抽檢數(shù)據(jù)。由表1可見，鋁箔紙免角和破損缺陷占比由改進(jìn)前的58.7%降低到改進(jìn)后的33.9%，大幅度降低了缺陷出現(xiàn)的頻率。

4 結(jié)束語

通過對FOCKE350型包裝機(jī)第二往復(fù)槽夾板和驅(qū)動裝置的改造，形成了一種新型的第二往復(fù)槽夾緊裝置：氣囊型夾緊裝置。不僅提高了夾板的耐磨性，消除了原有驅(qū)動裝置的磨損，同時能夠根據(jù)不同鋁箔紙的表面摩擦系數(shù)隨時調(diào)節(jié)第二往復(fù)槽夾緊壓力保證產(chǎn)品質(zhì)量，提高了設(shè)備的材料適應(yīng)能力。

參考文獻(xiàn)：

[1]馬萬強(qiáng)，謝紅文，左建偉.FOCKE350包裝機(jī)條盒拉線檢測器的改進(jìn)[J].電工技術(shù)，2010（10）：49-50.

[2]王吉武，劉廣野，林玉森.FOCKE350硬盒包裝機(jī)成彤轉(zhuǎn)塔部件的改進(jìn)及應(yīng)用[J].應(yīng)用技術(shù)，2008（2）：14.

[3]胡濤，趙安，李乾.硬盒包裝機(jī)往復(fù)槽導(dǎo)軌快速調(diào)整工裝[J].設(shè)備管理與維修，2008（4）：88.

[4]和平，廖臻，羅桓.FOCKE包裝機(jī)組[M].昆明：云南科技出版社版，2000.

[5]聞邦椿.機(jī)械設(shè)計手冊[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2010.