卷煙封裝設備裝箱流程優化

李筱潔 王耀輝 張祖豪 孫何旭 和田

摘 要：條煙包裝生產線裝箱裝置由支撐架、傳動機構、側擋板機構、推動機構、升降機構、取紙箱機構和氣缸吸盤機構共七部分組成。首先吸箱裝置橫置的兩個氣缸開始運動，使豎直的吸盤處于箱子的中間位置，然后豎直的氣缸開始運動，吸盤所在位置一直下降至接觸到瓦楞紙板的上面后，吸盤開始通空氣吸起紙箱上半部分，同時一側的折箱裝置開始運動，折疊板折疊至立起來，給紙箱側面提供擠壓作用力，并起到一定的阻擋作用。推動條煙組的裝置通過皮帶連接，皮帶作為推動裝置的動力，皮帶選用同步帶輪。電動機帶動軸轉動，同步帶帶動推紙箱裝置，推頭把50條一組的條煙組從升降臺推到紙箱所在側的承受板上，在條煙組入箱之前首先接觸的是5塊可動開箱輔助塊，碰到鐵片以后，鐵片往后翻撐開箱子的左右和上面。等條煙組被推倒箱內正確的位置時，所有機構恢復原位。取箱桿上的氣缸執行運動，使紙箱與傳送帶接觸，隨傳送帶傳送至下一個環節。本課題對條煙組包裝生產線裝箱裝置的設計分析。

關鍵詞：條煙包裝;生產線;裝箱

一、課題選擇

目前車間分為手工裝箱和封箱機封箱兩種方式。封箱機對紙箱展開方式基本分為機械臂撐箱和利用吸盤吸取封箱兩支撐種。封箱機在推入條煙組的之前利用幾個氣缸控制撐箱鐵片對箱體進行。封箱機裝箱過程經常會發生擠條煙的情況和擠箱的情況。為減少空間移動方向降低卡條煙、擠箱頻率以及節省成本，所以選擇封箱機裝箱裝置設計課題進行機械設計和改進。

二、原因分析

針對擠條煙和擠箱的情況，觀察41#、42#機臺對應的封箱機條煙組運動情況發現，形成條煙組后，條煙組的空間運動方向較多，其中包含了XYZ軸坐標均有移動，且條煙組移動由啟動到終止的過程中，加速度較大，若移動部件稍有松動，便會導致條煙異位，難以推進撐開的箱體中，進而會導致箱體擠爛。

41#、42#機臺對應封箱機的箱體撐開過程是在箱體異位過程中進行撐箱的，撐箱轉移過程可能會導致箱體難以吸起，或者轉移過程中出現偏差，導致正常位置的條煙組難以進入非正常位置的箱體，導致箱體和條煙組的擠壓。

三、制定設計方案

（一）總體方案擬定

條煙包裝生產線裝箱裝置主要是由支撐架、傳送機構、側擋板機構、推動機構、升降機構、取紙箱機構和氣缸吸盤機構組成的。此裝置是持續循環往復運行的，工作時間較長。

三、封箱機裝箱裝置部分機構設計

（一）推動機構的設計

推動機構是直線運動，需要不斷循環往復的推動條煙組進入箱中。推動機構相對重量比較大，防止條煙組散亂以及推動機構慣性太大影響設備的使用壽命，推動條煙組推動機構的速度不能太大。推動機構利用同步帶進行運動，同步帶與推頭用螺栓連接，由于同步帶是柔性的，質地較軟，可一塊薄的鐵片放在帶的上面，起到限制螺栓和防止同步帶變形的作用

在推頭前方加上一塊光滑的鐵板，這樣與條煙組的側面高度契合，同時起到一個對齊的作用。

（二）皮帶張緊裝置

皮帶是柔性帶，工作一段時間后，可能會出現皮帶變松等情況，這樣會影響推頭的前進速度和前進精度。若不進行張進，會極大的影響工作效率，設置有可能發生設備損壞的情況，所以在皮帶中張緊裝置必不可少。本張緊裝置設計中主要利用螺栓進行張緊，通過螺栓頭頂到軸的兩端，進行徑向阻擋，相比41#、42#對應封箱機手動轉圈來說，經濟實用。圓周定位主要通過同步帶輪的支撐板中的長形槽口，把軸的兩端界面設計成長方形形狀進行固定。

（三）取紙箱機構設計

紙箱放在裝箱裝置的附近。取紙箱的位置運用吸盤吸取紙箱，由于紙箱是瓦楞紙板材料的，所以吸盤吸取的位置并不是一個完全密閉的空間，它允許有少量的空氣泄露，但是相對吸盤的空氣流量，這并不影響對紙箱的吸取力。當取紙箱機構吸取到紙箱之后恢復原位，然后取紙箱機構上的氣缸作用，使紙箱的下表面不能觸及傳送帶。取紙箱所在軸處運用滾花設計，增大軸與取箱桿的摩擦力，防止產生相對滑動。取箱桿與軸直接連接，用螺栓上緊另一端，使之夾緊軸。

（四）展紙箱設計

取紙箱機構取下來的紙箱平鋪在皮帶之上一段距離處，側面的兩個氣缸開始運動，運動至紙箱的正上方的某一位置處，大約處于紙箱的中間部分的時候，垂直面的氣缸開始運動，向下運動至兩個吸盤接觸到瓦楞紙板上面，吸盤里面開始通入空氣，吸盤吸住紙箱的上半面，開始向上運動，直至展開完全紙箱，同時側面的氣缸開始運動，側面擋板立起，底面的擋板也橫起來，為紙箱提供的側面擠壓力量和防護功能。底面的擋板折進去之后把紙箱的底面蓋子也折進去，為下一個步驟封箱做好前提準備。

（五）氣缸與軸的連接件設計

氣缸活塞桿頭上選擇。利用氣缸作為軸的動力，軸與活塞頭需要有一個連接，設計一個卡子與軸進行嚙合。卡子孔的直徑稍微大于 軸的直徑，末端用螺栓連接，通過鉸制孔拉緊兩個平行板的距離，使卡子孔的直徑減小，直至卡子與軸過盈配合。當卡子帶動軸轉動時，滾花出的取紙箱桿同時轉動。由于取紙箱桿重量相對較大，所以增加滾花增大摩擦力。

（六）前端撐箱部分設計

前方撐箱部分主要運用一根長板，貫穿兩大部分，當條煙組升上來的時候就能夠起到保護作用。只進入口處，安裝5塊折板，當條煙組入箱之前，先于5快撐箱板接觸，避免與箱子發生干涉。

下面對箱蓋的支撐部分用一根軸連接了兩塊撐箱板，需承受一部分條煙組的重力，下方撐箱部分用氣缸進行控制。

四、使用性分析

推動部分需要連接在滑塊上，由于推動部分在同步帶下面，只能通過中介，先將一塊鐵板與滑塊固定，然后與傳動帶固定在一起。鐵板上面直接開出螺孔，減少螺母的使用，直接將螺栓安裝到鐵板上。推動部分的運動距離比較長，而且推動部分的前端距離后端較長，為了方便運輸和安裝并減少每個零部件的重量，采用把整體斷開用螺栓連接的方式，從而提升工作效率。