薛榮強(qiáng)， 施忠兵， 馬萬杰

（上海煙草機(jī)械有限責(zé)任公司，上海201206）

1 引言

如今，國內(nèi)煙草市場競爭正日趨激烈，各大煙廠對卷煙產(chǎn)品的生產(chǎn)效率有了更高的要求。透明紙卷筒用盡并進(jìn)行更換時(shí)，時(shí)常會出現(xiàn)因卷筒定位不準(zhǔn)導(dǎo)致包裝機(jī)無法連續(xù)運(yùn)行的情況，大大影響了卷煙產(chǎn)品的生產(chǎn)效率。為此，本文對卷筒架心軸的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了改進(jìn)。

2 存在問題

透明紙卷筒安裝在包裝機(jī)的透明紙卷筒架心軸上，其結(jié)構(gòu)［2］如圖1所示。整個心軸固定在輪轂上，而左右兩壓簧分別由固定于輪轂上的止動箍9和軸座5對其進(jìn)行壓縮并使之正常工作。

圖1 YB517透明紙卷筒架心軸結(jié)構(gòu)圖

包裝機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)（即常態(tài)下），氣缸未工作，由于左壓簧的彈性系數(shù)比右壓簧大，導(dǎo)板2在環(huán)7的推動下，位于最高端。當(dāng)透明紙即將用盡時(shí)，需要更換新的透明紙卷筒，此時(shí)氣缸開始工作，使得導(dǎo)板2在推桿6的作用下開始往下運(yùn)動，從而將用盡了的透明紙卷筒松開并換上新的卷筒，通過關(guān)閉氣缸后，在左彈簧的作用下導(dǎo)板向上運(yùn)動，使新卷筒獲得支撐并定位。

可以看到，整個過程中導(dǎo)板在氣缸及壓簧的共同作用下實(shí)現(xiàn)了往復(fù)運(yùn)動，導(dǎo)板、連桿以及機(jī)座共同組成了一個“平行四邊形”的四連桿機(jī)構(gòu)［3］，由于有構(gòu)成120°夾角的三個導(dǎo)板，當(dāng)導(dǎo)板進(jìn)行平動時(shí)，三個導(dǎo)板會同時(shí)運(yùn)動，即三個導(dǎo)板如同1個導(dǎo)板一樣始終做著相同的運(yùn)動。在原輔材料運(yùn)輸過程中，難免因外界干擾等而使卷筒內(nèi)心形狀出現(xiàn)不規(guī)則的情況，當(dāng)這種不規(guī)則的卷筒裝入心軸后（如圖2），任意一個導(dǎo)板受到阻礙都會使三個導(dǎo)板同時(shí)受阻，從而影響到導(dǎo)板對卷筒的支撐，并直接影響到透明紙卷筒的供給效果，甚至?xí)?dǎo)致供給失效。為此，很有必要對此結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)。

圖2 不規(guī)則卷筒裝入心軸后導(dǎo)塊的運(yùn)動情況

3 改進(jìn)方法

由于透明紙卷筒原輔材料的問題客觀存在，為了減少其對包裝機(jī)連續(xù)運(yùn)行的影響，改善卷筒在心軸上的定位效果，將用氣動控制的方式替代原先的平面連桿機(jī)構(gòu)的傳動方式來解決上述的問題。

該心軸結(jié)構(gòu)（如圖3）由空心軸1、塑膠夾套2、四塊導(dǎo)板4、換向閥6、配氣板7、支架8等零件組成。

圖3 改進(jìn)后的透明紙卷筒架心軸結(jié)構(gòu)圖

包裝機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)（即常態(tài)下），換向閥6處于工作狀態(tài)，此時(shí)氣體通過空心軸內(nèi)腔1及配氣板7，流入換向閥6，并通過空心螺釘5進(jìn)入塑膠夾套內(nèi)壁2，隨之產(chǎn)生壓力使塑膠夾套膨脹并作用于導(dǎo)板4，使之始終處于彈起狀態(tài)，即位于最高位置。當(dāng)透明紙即將用盡時(shí)，需要更換新的透明紙卷筒，此時(shí)換向閥處于非工作狀態(tài)，氣體在流入換向閥后，不再流入配氣板至塑膠夾套內(nèi)腔中，而是直接被排出到外部空氣中。此時(shí)，導(dǎo)板由于沒有空氣壓力的作用而復(fù)位，即位于最低位置。這樣，用盡了的透明紙卷筒得以松開并更換新的透明紙卷筒，通過再一次控制換向閥，在氣體壓力的作用下使得導(dǎo)板向上運(yùn)動，從而使更換好的新卷筒獲得支撐并定位。

可以看到，整個過程是通過換向閥控制氣體的流向［4］，控制導(dǎo)板的運(yùn)動狀態(tài)。此結(jié)構(gòu)不存在原結(jié)構(gòu)的問題（如圖4），即使一個導(dǎo)板受到阻礙，其余的三個導(dǎo)板仍能正常工作，使卷筒獲得較為均衡的支撐力，卷筒的定位也就更穩(wěn)定，這樣就能提高透明紙供給的有效作業(yè)率。

圖4 不規(guī)則卷筒裝入改進(jìn)的心軸后導(dǎo)塊的運(yùn)動情況

4 使用效果及推廣

YB517型盒外透明紙包裝機(jī)透明紙卷筒架心軸結(jié)構(gòu)改進(jìn)的實(shí)質(zhì)就是將氣動控制取代原先的機(jī)械傳動，這樣使透明紙卷筒在更換時(shí)能更準(zhǔn)確地定位，并能大大減少因原輔材料問題對包裝機(jī)運(yùn)行的影響程度，改善機(jī)器的停機(jī)問題，提高了包裝機(jī)組的有效作業(yè)率。

此外，針對一些較長的卷筒及卷筒前后有錐度誤差的情況，該心軸結(jié)構(gòu)（單排導(dǎo)板形式）亦可以采用多排導(dǎo)板的形式，使卷筒各個位置都能獲得較為均勻的支撐力。

由于該結(jié)構(gòu)具有較好的適應(yīng)性，即對原輔材料（卷筒）的要求較低，其結(jié)構(gòu)也可用于其他形式的卷筒心軸結(jié)構(gòu)上，例如硬盒包裝機(jī)上的鋁箔紙卷筒心軸、內(nèi)框紙卷筒心軸以及軟盒包裝機(jī)上的商標(biāo)紙卷筒心軸等。這些心軸結(jié)構(gòu)通過采用該結(jié)構(gòu)的形式后，應(yīng)該能進(jìn)一步改善卷筒的更換及定位問題。

［1］ 胡國勝，戎磊杰，張明秋.YB47型硬盒包裝機(jī)二號輪接桿定位方法的改進(jìn)［J］.煙草科技，2011（4）：23-26.

［2］ 上海煙草機(jī)械有限責(zé)任公司培訓(xùn)教材編審委員會.ZB47型硬盒硬條包裝機(jī)組（輔機(jī)部分）培訓(xùn)教材［M］.2008

［3］ 梁崇高，等.平面連桿機(jī)構(gòu)的計(jì)算設(shè)計(jì)［M］.北京：高等教育出版社，1993.

［4］ 朱懷忠，王恩海.液壓與氣動技術(shù)［M］.北京：科學(xué)出版社，2007.