CH 小包透明紙紙架制動裝置的設計和應用研究

劉亞男，金彩洪，張凌，潘永華，李泰，周文建

（紅塔煙草（集團）有限責任公司楚雄卷煙廠，云南 楚雄 675000）

GDX1 型軟盒包裝機組是意大利G.D 公司設計使用的卷煙包裝設備，在實際生產中，維修人員發現CH 小包透明紙包裝機的原紙架制動器由于其結構特點，容易磨損、變形，調整、更換難度較大，維修用時較長，影響了設備的運行效率；且由于紙架制動器的制動片磨損、變形，會導致小包透明紙輸送不穩定，影響產品質量。因此，針對CH 小包透明紙包裝機紙架制動器存在的問題，本項目從其機械結構入手，對其進行創新性改進，設計了一種CH 小包透明紙紙架制動裝置，解決透明紙輸送過程中左右跑偏的問題，使透明紙的輸送更加平穩，提高了設備的運行效率和產品質量。

1 存在問題及原因

如圖1，為CH 小包透明紙包裝機紙架制動器原理圖。CH 小包透明紙包裝機在使用中制動效果不好，制動臂擺動不靈活或擺動幅度過大，導致小包透明紙在設備運行過程中釋放不到位或者左右跑偏，產生透明紙紙邊折疊搭邊前后跑動，不合格品也隨之產生。嚴重時會把透明紙撕斷，或者造成透明紙搭口錯位等質量缺陷。

圖1 原CH 小包透明紙剎車裝置原理圖

CH 小包透明紙剎車裝置采用局部表面剎車，在實際生產過程中機器在忽快忽慢的運轉，或隨著透明紙卷盤直徑不斷減小，透明紙拉力不均勻，引起導紙輥支架擺動幅度過大造成制動不穩定，從而引起透明紙跑偏，進而產生質量問題。

另外，機器在生產過程中，透明紙紙架是高速旋轉運動，制動理論接觸是局部面剎車，實際生產中安裝調整不到位容易引起局部點剎，會加快摩擦片與剎車盤的磨損，長時間使用后制動臂上的安裝定位銅套與軸、制動片都會出現磨損。如果出現透明紙突然斷裂的情況，會對偏心軸和限位鋼板產生極大的沖擊力，使得鋼板和偏心軸發生變形。這些都會導致小包透明紙輸送不穩定等。

圖2 煙包透明紙防跑偏制動裝置結構

2 解決方法

針對上述技術問題，本文設計了一種煙包透明紙防跑偏制動裝置，結構原理如圖2 所示，解決透明紙輸送過程由于制動摩擦力過小或過大而導致透明紙左、右跑偏的問題，使透明紙的輸送更加平穩。制動皮帶的一部分纏繞于透明紙輪轂上，制動皮帶與透明紙輪轂之間的摩擦力對透明紙輪轂起到制動作用。透明紙輪轂的斜上方設有導紙輥擺臂，導紙輥擺臂用于輸送透明紙。制動皮帶的一端通過固定壓塊與定位軸套固定，定位軸套成空心圓柱體結構，其套于制動臂軸上并與制動臂軸固定。制動皮帶的另一端固定于導紙輥擺臂上，導紙輥擺臂的底部可轉動地固定于輥軸上，導紙輥擺臂的底部還連接有拉簧，拉簧對導紙輥擺臂的作用力與制動皮帶對導紙輥擺臂的作用力的方向相反，使得導紙輥擺臂能夠小幅度擺動。

3 煙包透明紙防跑偏制動裝置的設計

3.1 總體構成

煙包透明紙防跑偏制動裝置包括制動皮帶、定位軸套及固定壓塊。制動皮帶的一部分纏繞于透明紙輪轂上，制動皮帶與透明紙輪轂之間的摩擦力對透明紙輪轂起到制動作用。透明紙輪轂呈圓柱體結構，其中心設有與驅動裝置相連的轉軸，透明紙輪轂與轉軸固定連接。轉軸上還固定有透明紙紙架，透明紙紙架用于安裝透明紙卷盒，透明紙卷盒上纏繞有透明紙。在驅動裝置的作用下，轉軸、透明紙輪轂、透明紙紙架及透明紙卷盒同步轉動，制動皮帶對透明紙輪轂的包角為280 度，使制動皮帶與透明紙輪轂之間的接觸面積最佳，更有效地達到平穩制動目的。

3.2 固定壓塊

制動皮帶的一端設有兩個定位孔，固定壓塊呈長方形板狀結構，其上設有兩個定位孔。定位軸套呈空心圓柱體結構，其上設有四個定位孔。固定壓塊將制動皮帶上設有定位孔的一端壓緊于定位軸套的外壁上，通過兩顆螺釘與固定壓塊配合，從而將制動皮帶的一端固定于定位軸套上。固定壓塊用于壓緊制動皮帶，防止制動皮帶發生移動，使制動皮帶的固定更加牢固。定位軸套套于制動臂軸上，通過兩顆螺釘將兩者固定。制動臂軸固定于機架上，一端設有螺紋，其穿過機架，并通過螺母固定，當松開螺母時，可以使制動臂軸轉動，從而實現制動皮帶張緊力大小的調節。于實際應用中，對固定壓塊的形狀、定位孔的數量不作限制。

3.3 導紙輥擺臂

透明紙輪轂的斜上方設有導紙輥擺臂，導紙輥擺臂用于輸送透明紙。導紙輥擺臂包括支架、導紙輥及支座，支架設有兩個，兩個支架相互平行且傾斜設置。導紙輥呈細長圓柱體結構，設有兩個，每個導紙輥的兩端固定于兩個支架上，兩個導紙輥相互平行。支座呈空心圓柱體結構，其兩端通過連接板固定于兩個支架的底部，支座與連接板一體成型，兩個連接板也可焊接于支座的兩端。支座套于輥軸上，支座與輥軸之間可以相對轉動，輥軸固定于支架上。

制動皮帶的另一端固定于支架上。導紙輥擺臂的底部連接有拉簧，拉簧的一端固定于支架的底部，其另一端固定于機架上。拉簧對導紙輥擺臂的作用力與制動皮帶對導紙輥擺臂的作用力的方向相反。制動臂軸位于透明紙輪轂與輥軸之間，制動臂軸與輥軸均固定于機架上。于實際應用中，對安裝孔的數量不作限制。

4 使用效果

如圖2 所示，將纏繞有透明紙的透明紙卷盒固定于透明紙紙架上，再將透明紙的一端從透明紙卷盒上開始以“S”型曲線的方式纏繞于多個導紙輥上，再纏繞式于輔助導紙輥上，輔助導紙輥固定于機架上。透明紙的另一端被壓緊輪壓緊傳動至切割刀的位置處，然后切割刀以設定的時間間隔將透明紙切割成固定規格尺寸的多個煙包透明紙，進而包裝煙包。

固定好透明紙卷盒并將透明紙纏繞于導紙輥、輔助導紙輥上之后，透明紙對導紙輥擺臂產生向左的第一拉力F1，固定于導紙輥擺臂底部的拉簧對導紙輥擺臂產生向右的第二拉力F2。此時，啟動驅動裝置，與驅動裝置相連的轉軸隨之高速轉動，轉軸上固定的透明紙輪轂與透明紙紙架與轉軸同步轉動，透明紙紙架上固定的透明紙卷盒轉動從而輸送透明紙。在此過程中，當透明紙輪轂轉動變快時，透明紙的張緊力變小，透明紙對導紙輥擺臂產生的第一拉力F1 變小，導紙輥擺臂在第二拉力F2 的作用下繞輥軸順時針小幅度擺動，使得制動皮帶的張緊力變大，導致制動皮帶與透明紙輪轂之間的摩擦力變大，制動皮帶對透明紙輪轂的制動力變大，透明紙輪轂在制動力的作用下轉動變慢，透明紙的張緊力變大，透明紙對導紙輥擺臂的第一拉力F1 變大。當第一拉力F1 大于第二拉力F2 時，導紙輥擺臂繞輥軸逆時針小幅度擺動，使得制動皮帶的張緊力變小，導致制動皮帶與透明紙輪轂之間的摩擦力變小，制動皮帶對透明紙輪轂的制動力變小，透明紙輪轂在制動力的作用下轉動變快，透明紙的張緊力變小，透明紙對導紙輥擺臂的第一拉力F1 變小，導紙輥擺臂繞輥軸順時針小幅度擺動。此后重復上述運動。

綜上，在輸送透明紙的整個過程中，導紙輥擺臂繞輥軸勻速地進行小幅度擺動，同時在制動皮帶的作用下，調整制動力，以保證透明紙的輸送更加平穩。另外，當制動皮帶變松張緊力不足時，松開安裝制動臂軸的螺母，順時針轉動制動臂軸，則可張緊制動皮帶。

圖3 改進后的支座輥

5 結語

本文設計的CH 煙包透明紙防跑偏制動裝置，其結構簡單、維修方便，采用制動皮帶代替原制動片，大幅度增加制動接觸面積，解決了透明紙輸送過程由于制動摩擦力過小或過大而導致透明紙左右跑偏的問題，使透明紙的輸送更加平穩，從而保證被切割后的透明紙長度一致，降低了設備維修頻率，減少了維修人員的勞動量，提高了設備運行效率和產品質量，創造了一定的經濟價值和社會效益。