一種新型棒狀物料卸盤裝置的設(shè)計

關(guān)鍵詞：卸盤裝置；特制盤盒；大流量輸送；無損傷卸料

中圖分類號：TS43 文獻標志碼：A 文章編號：1003-5168（2025)07-0023-04

DOI:10.19968/j.cnki.hnkj.1003-5168.2025.07.005

DesignofaNewTypeofRod-shapedMaterialUnloadingDevice

WANGYinhao (Xuchang Tobacco Machinery Co，LTD.，Xuchang 461OOo，China)

Abstract:[Purposes] In order to solve the problems of material damage and blockage of the conveying channel caused by the flipping and inversion of the tray box during traditional unloading machines，a new type of rod-shaped material unloading device is designed.[Methods] The device uses a specially designed tray to store rod-shaped materials.When unloading，the end wall of the specially designed tray is opened to form a conveying channel. Through the synchronous cooperation of the unloading mechanism， horizontal feeding mechanism，and horizontal conveying mechanism in the device，the material is transported from the tray to the downstream channel by a large flow conveyingand emptying method.[Findings]The test was conductedona7.7mm diameter filter rod produced by Mudanjiang Cigarette Material Factory Co.，Ltd. The experimental results showed that the new rod-shaped material unloading device achieved a unloading speed of 16OoO pieces per minute，with an eficient and smooth unloading process and no damage to the filter rod.[Conclusions] The new rod-shaped material unloading device meets the operating speed requirements of the auxiliary equipment in the ultra high speed winding and packaging production line，providing an effcient and reliable new solution for unloading rod-shaped materials .

Keywords: unloading device; specially made tray box; high flow transportation;non damaging unloading

0引言

需求，大力推廣超高速卷接包生產(chǎn)線，其中新型輔聯(lián)設(shè)備占據(jù)了重要的一環(huán)[1]。棒狀物料卸盤裝置作為卷煙生產(chǎn)線中輔聯(lián)設(shè)備2的重要組成部分，受隨著科技的發(fā)展與進步，煙草行業(yè)為滿足用戶到了專家學者的廣泛關(guān)注。李釗3分析了YF12A輔聯(lián)設(shè)備中卸盤機翻轉(zhuǎn)機構(gòu)的工作過程及運動原理；王明旭4設(shè)計了一種新型自動卸盤機的夾持機構(gòu)，并對其控制系統(tǒng)進行了研究；李乃利5設(shè)計了一套自動頂推裝置，有效減少了A400卸盤機工作過程中出現(xiàn)煙盤卡盤的頻率。由此可見，專家學者所研究的對象均為翻轉(zhuǎn)盤盒式卸盤機[6。此類卸盤機的運行方式是將存放棒狀物料的盤盒翻轉(zhuǎn) ，通過倒置盤盒將棒狀物料卸入輸送通道，但在盤盒的翻轉(zhuǎn)過程和物料下落過程中，容易發(fā)生卡盤、亂棒、皺棒及輸送堵塞等情況，影響輸送效率且損傷物料[8。為解決以上問題，本研究設(shè)計了一種卸料時盤盒無翻轉(zhuǎn)的卸盤裝置，確保物料在卸料過程中流暢且無損傷。

1裝置結(jié)構(gòu)

新型棒狀物料卸盤裝置由水平喂料機構(gòu)（1）、特制盤盒(2）水平輸送機構(gòu)(3)及卸料機構(gòu)(4)組成，具體如圖1所示。水平輸送機構(gòu)設(shè)置于卸盤裝置的下方，特制盤盒放置于水平輸送機構(gòu)的輸送帶上，并隨著輸送帶設(shè)定的前進方向運動，卸料機構(gòu)與下游輸送通道(圖中未顯示)連接，水平喂料機構(gòu)設(shè)置于特制盤盒未進人卸料機構(gòu)時特制盤盒的上方，為棒狀物料順利進入卸料機構(gòu)提供動力。新型卸盤裝置運行時，水平輸送機構(gòu)將特制盤盒由右向左進行輸送。當盤盒輸送至卸料機構(gòu)時，水平輸送機構(gòu)中的傳感器將信號反饋至控制系統(tǒng)（圖中未顯示），氣缸驅(qū)動左右兩個氣爪從盤盒底部將盤盒左側(cè)打開，棒狀物料進入卸料機構(gòu)的斜向輸送帶。此時，水平喂料機構(gòu)給予盤盒內(nèi)物料一定的水平輸送力，使物料容易進入卸料機構(gòu)，而不是向反方向流動，有效解決了物料在卸料機構(gòu)中斜向輸送時的無動力。物料在進入卸料機構(gòu)后，經(jīng)過垂直提升輸送至下游輸送通道。物料在新型棒狀物料卸盤裝置中的輸送方向按照圖1箭頭所示。

2結(jié)構(gòu)設(shè)計

2.1 特制盤盒

特制盤盒由側(cè)壁(1）底板(2）、固定板(3）、端壁(4)及連接板(5)組成，具體如圖2所示。特制盤盒為頂部敞開設(shè)計，無上方封板。特制盤盒安裝有四個端壁，四個端壁通過連接板固定于底板，底板下方中間設(shè)計有通槽，上方設(shè)計有兩條平行放置的凹槽，同側(cè)的兩個端壁可以通過連接板同時被打開。當端壁未打開時，特制盤盒作為容器儲存物料；當一側(cè)端壁打開時，特制盤盒作為通道將物料輸送至卸料機構(gòu)。

2.2水平喂料機構(gòu)

水平喂料機構(gòu)由墻板(1）帶輪組件(2)導板(3）、連接板(4)及弧形塊組件(5)組成，具體如圖3所示。設(shè)置墻板位于特制盤盒即將進入卸料機構(gòu)的位置上方，連接板位于墻板的左邊，通過螺釘固定水平喂料機構(gòu)與卸料機構(gòu)。帶輪組件是水平喂料機構(gòu)為物料提供輸送動力的核心部分，由四個直徑為 的大帶輪(其中一個為主動輪）、一個直徑為 4 0 m m 的張緊輪及皮帶組成。導板選用POM材料，由于導板需要對特制容器進行密封，所以當物料長度規(guī)格不同時，導板的尺寸會隨著特制盤盒尺寸的變化而變化?；⌒螇K組件作為水平喂料機構(gòu)輸送物料的最后環(huán)節(jié)，與卸料機構(gòu)中的皮帶相連接。水平喂料機構(gòu)進人工作狀態(tài)時，電機驅(qū)動帶輪組件中的主動輪進行旋轉(zhuǎn)，同時帶著皮帶運動。當特制盤盒進人機構(gòu)下方時，導板將盤盒中的物料進行封閉，此時輸送皮帶以及弧形塊組件將物料輸送至卸料機構(gòu)中。由于卸料機構(gòu)的取料部分為斜向通道，物料在輸送時會滾動至下方，因此導板可以對物料進行限位并提供壓力，便于物料斜向輸送。

2.3 水平輸送機構(gòu)

水平輸送機構(gòu)主要由氣爪（1）水平輸送帶(2）、傳感器(3）盤盒導條(4)及兩側(cè)導軌(5)組成，具體如圖4所示。氣爪安裝在開盤盒氣缸上，盤盒導條設(shè)置在氣爪之后，兩側(cè)各有一條水平輸送帶，水平輸送帶的外側(cè)均設(shè)置有導軌，傳感器的位置在氣爪之前。當水平輸送機構(gòu)啟動時，特制盤盒被水平輸送帶由右向左輸送，當特制盤盒輸送至傳感器位置時，傳感器將信號通過控制系統(tǒng)反饋給開盤盒氣缸，氣缸驅(qū)動氣爪左右伸出，將特制盤盒底板處的連接板向兩側(cè)推出，從而使特制盤盒左側(cè)的兩個端壁同時向兩側(cè)打開，隨后經(jīng)兩側(cè)導軌的導向，特制盤盒底板的通槽卡人盤盒導條，保證特制盤盒的端壁在盤盒導條區(qū)域均為打開狀態(tài)。

2.4 卸料機構(gòu)

卸料機構(gòu)由取料頭組件（1）、斜向輸送組件(2）豎直提升組件(3)及斜向喂料組件(4)組成，具體如圖5所示。取料頭組件設(shè)置于取料機構(gòu)的最前方，斜向輸送組件與豎直提升組件共用一條輸送帶，通過帶輪組件的布置與張緊，一個輸出動力可以滿足兩種輸送方式。斜向喂料組件設(shè)置于斜向輸送組件的上方并與水平喂料機構(gòu)中的弧形塊組件通過輸送帶連接，斜向輸送組件與斜向喂料組件的輸送帶之間形成物料斜向輸送的通道。當特制盤盒由水平輸送機構(gòu)輸送至取料頭組件時，取料頭組件中取料頭的兩個導條進入特制盤盒底板上方的兩個凹槽，此時特制盤盒左側(cè)的兩端壁處于打開狀態(tài)，物料經(jīng)取料頭鏟起后進入斜向輸送通道，隨后經(jīng)斜向輸送組件和斜向喂料組件的輸送帶共同輸送至豎直提升組件后進入下游輸送通道。

3實驗

3.1實驗設(shè)計

實驗材料：牡丹江卷煙材料廠有限責任公司生產(chǎn)的濾棒，直徑為 7 . 7 m m ，長度為 6 0 m m 。

實驗設(shè)備：許昌煙草機械有限責任公司新產(chǎn)品試制車間盤式先進先出實驗裝置，其中新型棒狀物料卸盤裝置應用于該實驗裝置，設(shè)置特制盤盒尺寸為 7 1 2 m m×1 2 0 m m×1 6 0 m m □

實驗方法：盤式先進先出實驗裝置分為卸盤裝置、填裝裝置及盤盒輸送裝置。為驗證物料卸盤效果，卸盤裝置和填裝裝置通過盤盒輸送裝置相連接并組合形成閉環(huán)輸送線。當填裝滿濾棒的特制盤盒由水平輸送機構(gòu)輸送至卸盤裝置時，特制盤盒端壁打開。在特制盤盒向前輸送的同時，濾棒經(jīng)取料頭導向進入斜向輸送通道，此時水平喂料機構(gòu)給予濾棒一定的輸送力，濾棒后經(jīng)輸送通道輸送至填裝裝置，將空的特制盤盒填裝滿濾棒后輸送至卸盤裝置。重復上述工藝流程，即可滿足濾棒卸盤的工作需要，卸盤裝置運行狀態(tài)如圖6所示。

根據(jù)超高速卷接包生產(chǎn)線需求，設(shè)定新型棒狀物料卸盤裝置的最大卸盤速度為16000支/ ，每個特制盤盒濾棒儲存量為1663支，運行時間 4 h / 班次，取8個班次，抽檢每個班次中連續(xù)進行10個特制盤盒卸料的時間5次，取平均值 （單位：s），并記錄該時間段內(nèi)豎直提升通道中皺棒、亂棒的數(shù)量。經(jīng)計算，最大卸盤速度為16000支/ 下，連續(xù)10個特制盤盒卸盤的理論時間 為 6 2 . 3 6 2 5 s 。

3.2實驗數(shù)據(jù)及分析

卸盤實驗數(shù)據(jù)見表1。由表1可知，新型棒狀物料卸盤裝置在運行過程中連續(xù)10個特制盤盒卸料時間均短于理論時間 ，卸盤裝置的卸盤速度達到了16000支 / m i n ，能夠滿足卷煙行業(yè)超高速卷接包生產(chǎn)線的需求，并且在卸盤裝置中豎直提升通道內(nèi)未檢測到皺棒、亂棒出現(xiàn)。實驗表明，新型棒狀物料卸盤裝置能夠達到16000支 / m i n 的卸料效果，同時解決了傳統(tǒng)卸盤機因盤盒翻轉(zhuǎn)倒置而產(chǎn)生的皺棒、亂棒等問題，有效地提高了濾棒在卸盤過程中的質(zhì)量。

4結(jié)語

本研究設(shè)計的新型棒狀物料卸盤裝置根據(jù)大流量輸送排空的特點，對物料進行無損傷、無翻轉(zhuǎn)倒置卸盤，有效提高了物料在卸盤過程中的質(zhì)量。該裝置采用特制盤盒儲存物料，卸盤時，特制盤盒一側(cè)端壁打開形成輸送通道，通過卸料機構(gòu)、水平喂料機構(gòu)及水平輸送機構(gòu)的同步配合，有效解決了傳統(tǒng)卸盤機的皺棒、亂棒及輸送堵塞等問題。以牡丹江卷煙材料廠有限責任公司生產(chǎn)的直徑為 的濾棒為對象進行測試，實驗結(jié)果表明，新型棒狀物料卸盤裝置結(jié)構(gòu)簡單、運行穩(wěn)定，通過大流量輸送排空的方式進行物料卸盤輸送，從根本上解決了傳統(tǒng)卸盤機翻轉(zhuǎn)倒置卸料時出現(xiàn)的物料質(zhì)量問題。此外，新型棒狀物料卸盤裝置卸盤速度達到了16000支 / m i n ，且卸盤過程中物料無損傷，滿足超高速卷接包生產(chǎn)線下輔聯(lián)設(shè)備的運行速度需求。

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