YB45 包裝機快速更換限位塊型6 號輪模盒優化

陳榮寬

（重慶中煙工業有限責任公司重慶卷煙廠，重慶 400064）

0 引言

YB45 型硬盒包裝機是ZB45 包裝機組的主機設備，該機組屬于20 世紀80 年代的技術，隨著卷煙包裝設備制造及控制技術的不斷推陳出新，該設備無論是在速度方面還是技術方面都顯得比較落后。然而該型包裝機在全國眾多卷煙廠中還具有重要的地位，仍在卷煙生產中發揮著重要作用，是目前生產的主力機型之一。YB45 包裝機快換限位塊型6 號輪模盒涉及的技術改進，就是主要針對在日常生產過程中YB45 型硬盒包裝機出現的影響維修效能以及運行效率的問題展開，以追求卓越、不斷超越的理念，針對緊急日常維修作業的薄弱環節，以期達到不斷提升效能、提高效率的目的，為中煙公司及卷煙廠打造“直轄市中支煙特色卷煙工廠”目標奠定堅實基礎。

1 YB45 包裝機6 號輪模盒組件及其安裝結構問題

6 號輪的功能是：實現小盒煙包的最終折疊成型（在5 號輪進入6 號輪過程中，依靠擋避的作用自動完成側邊的折疊，并通過6 號輪上下兩個輻板限制側邊的位置，避免側邊彈開，且促使商標紙表面涂附的膠液充分吸收）、不合格小盒煙包的剔除（隨著6 號輪的間隙轉動，在煙包到達6 號輪第三工位停頓時，由凸輪機構帶動推頭及翻板裝置向下運動，實現壞包煙的剔除過程）、小盒煙包的旋轉輸送（小盒煙包在水平面內順時針轉動270°后，在停頓期間，由上下運行的推接桿夾持并向上輸送）。其中6 號輪模盒組件則實現小盒煙包的夾持定位，8 個模盒組件等分定位安裝在6 號輪圓周輪盤上，6 號輪的轉動由馬爾它輪機構帶動作間隙運動。

單個6 號輪模盒組件（圖1）由模盒1、限位塊、彈簧、彈簧擋板和小軸等主要零件組成。在上述主要零件中，限位塊是損壞頻率最高、且更換最為繁瑣的零件；彈簧擋板也極易受壓變形（煙包從5 號輪進入6 號輪過程中發生壞煙堵塞等情況時），從而導致彈簧丟失，進一步引發小盒煙包變形、擦傷、掛爛等潛在質量隱患的發生。更換限位塊需要先抽出小軸才能拆下，然而受6 號輪上下兩輻板的遮擋，無法直接接觸到小軸并將之抽出，必須先拆卸6 號輪模盒組件，才能抽出小軸更換新限位塊，隨后再穿入小軸裝上彈簧（必要時還需更換新的彈簧擋板），最后將6 號輪模盒組件利用兩顆M8 的專用定位螺栓安裝到6 號輪圓周輪盤上。該方式受結構位置的限制，需花費大量時間拆除6 號輪模盒，且更換限位塊步驟復雜、費時費力，單個模盒及限位塊的拆裝更換需用時10～12 min。因此在生產過程中發生上述問題，將嚴重影響生產的連續性及生產效率。

圖1 原6 號輪模盒安裝結構

針對6 號輪模盒更換效能偏低，嚴重影響生產效率的問題，其他煙廠作過一些改進，其中比較成熟且運用比較廣泛的是將限位塊、彈簧、彈簧擋板和小軸組裝成一套夾持組件，由一塊不銹鋼槽型板限制其位置，然后利用4 顆M3 的自攻螺釘安裝在模盒的兩側邊凹槽內，限位塊損壞后不用拆除整個6 號輪模盒組件，僅需松脫4 顆M3 的自攻螺釘，將夾持組件拆下，再抽出小軸更換新限位塊，然后再次穿入小軸裝入彈簧，最后將夾持組件安裝到模盒上，至此完成限位塊的更換。該方式雖然不用拆除模盒組件，但受結構位置的限制和安裝設計的特殊性影響，仍需花費較多時間拆除夾持組件，并且更換限位塊的步驟仍然相當繁瑣，單次拆裝夾持組件更換限位塊也需5 min 以上。尤其是4 顆自攻螺釘的拆裝相當耗時，甚至在經過多次拆裝后，因模盒屬于塑料制品（受結構限制，模盒1 不宜制成金屬制品），自攻螺釘的螺孔偶爾會出現底孔滑絲、圓孔的情況，這樣就必須拆卸舊的模盒，更換新的完好的模盒，同樣需要較長的維修時間，影響生產。

經過反復的分析論證和現場觀察發現，原結構中的主要問題在于：更換夾持煙包的主要結構件——限位塊，上述兩種結構均須先將小軸抽出，其中無論是原機結構還是經部分煙廠改進后的帶夾持組件的6 號輪模盒組件，抽出小軸都需要先期拆下6 號輪模盒組件或夾持組件，而該過程需要耗費較多工時，不利于維修效能的提高。綜合分析上述兩種方式，更換限位塊耗時費力的主要原因是小軸限制了限位塊橫向的自由度，而模盒側面凹槽則限制了限位塊縱向的自由度，快速更換限位塊則必須消除其中一個自由度方能實現。因此需要轉換思路，消除小軸或模盒對限位塊的限制作用。從6 號輪模盒的安裝位置、傳動過程來看，改變模盒的結構形式并不是最佳方案，考慮從改變小軸的限制作用入手，如果能在不抽出小軸或者實現小軸的快速拆裝，甚至取消小軸結構的前提下實現限位塊的更換，將大大改善日常維修的便捷性，提高維修效率。

2 YB45 包裝機6 號輪模盒組件的改進

針對YB45 包裝機6 號輪模盒組件的改進，主要考慮從限位塊、彈簧的功能特點出發，設計一個具有綜合性能的零件，使其兼具彈簧和限位塊的功能，利用薄板彈簧鋼彎形的方式，折彎出煙包導向的斜面、直角面以及用于自身定位的彎形結構和短邊；重新設計用于限制限位彈簧件自由度的結構形式，并且在不改變原模盒主要結構特點的前提下，仍然利用模盒兩個側邊的槽型結構，預留出新設計件的安裝位置。新結構用于限位彈簧件的定位，并與該件的結構特征相適應，利用兩塊帶有位置相錯槽口的框型件（定位塊和限位塊）重疊安裝在模盒兩側的凹槽外壁，利用4 顆M3 的自攻螺釘定位，其主要作用是限制彈簧件水平方向的兩個自由度，使其不會發生移位。煙包進入6 號輪模盒，及進入6 號輪模盒后的限位，則依靠彈簧件長邊的彎形結構以及其彈性形變來完成。

改進方案（圖2）：利用定位塊與限位塊的特殊結構，與模盒體兩端的開槽組成一個相對封閉的槽型腔（定位塊與限位塊上的開槽是用于彈簧定位及拆卸時預留的孔），便于彈簧的定位及限位；同時利用彈簧限位塊材料的彈性形變，實現其在定位塊與限位塊之間的安裝定位，當彈簧從模盒上槽口的前端開口處插入凹槽內時，凹槽及定位塊所形成的長槽結構限制了彈簧橫向和縱向兩個方向的4 個自由度。此時，彈簧短邊在彈力作用下恢復原始狀態，并穿過定位板的槽口，限位彈簧的短邊端部靠持在限位塊與定位塊交錯的縫隙處，完成彈簧的定位，避免彈簧短邊脫離限位塊的范圍，而使彈簧無法定位；同時，彈簧短邊的前端面則靠近定位塊內槽口的端面，限制彈簧向槽口方向的移動。當彈簧進入模盒槽口時，彈簧根部抵靠在限位塊后側的凸起處，完成彈簧的限位，避免彈簧向模盒槽的后側移位，從而限制了彈簧的兩個移動自由度。其彈簧短邊的加工尺寸則滿足限位彈簧在定位塊與限位塊之間的理想定位，至此完成6 號輪模盒組件的整體安裝。

圖2 改進后的6 號輪模盒安裝結構

當5 號輪預折商標紙包裹的煙包推送進入6 號輪模盒時，限位彈簧前端的斜形結構對煙包進行導向，并利用煙包向前的推力，推動限位彈簧3 的長邊向兩側推開，當煙包進入6 號輪模盒體1 的空腔位置時，煙包脫離彈簧長邊前端斜面的位置，限位彈簧3 的長邊在自身材料彈力的作用下，向內自行復位，前端部的直角彎形結構限制煙包向模盒外移動，保護煙包在間隙轉動過程中不會被甩出而造成刮傷、撞傷等質量缺陷。

改進設計的6 號輪模盒組件安裝過程為：在生產過程中限位彈簧3 出現損壞或嚴重變形需要更換時，其拆卸只需從定位板與限位板中間的槽口處輕壓彈簧的短邊，輕拉彈簧的限位長邊，即可快速拆卸彈簧，不需再拆卸整個6 號輪模盒組件或夾持組件，可節約大量時間。安裝過程相反，輕壓彈簧的兩邊，使其相互靠近，然后保持好彈簧限位長邊處于相對的方向，從模盒與定位塊和限位塊之間形成的槽口內插入彈簧，并輕推彈簧進入模盒的凹槽內，當聽到“咔”的一聲輕響，彈簧即安裝到位。如沒有聽到“咔”的響聲，僅需用一個細棒形工具輕推彈簧的彎形凹陷處，即可完成安裝。

3 結語

改進設計的6 號輪模盒組件安裝過程所需時間不到10 s，而且操作簡單，大大提高了維修效能，滿足連續生產需要。