陳建剛

（杭州娃哈哈集團(tuán)有限公司，浙江 杭州 832003）

集團(tuán)各飲料生產(chǎn)線中初次使用自制螺旋提升機(jī)，目的在于該設(shè)備的應(yīng)用將更加有效地優(yōu)化各生產(chǎn)車間的布局，從而節(jié)省車間的物流通道，進(jìn)而大大提高空間的利用率；但設(shè)備僅僅解決了物料的提升，在物料的下降運動過程中，還沒能得到問題的解決，因此在自制螺旋提升機(jī)的基礎(chǔ)上，通過對原有設(shè)計的中存在的不足和制造工藝中存在的缺陷進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整和改進(jìn)，將螺旋式提升機(jī)升級成為鏈板式螺旋升降機(jī)。以此滿足集團(tuán)各生產(chǎn)性分公司不同產(chǎn)品、不同量產(chǎn)的生產(chǎn)線，在飲料成品輸送過程中的應(yīng)用，有效實現(xiàn)了在廠房空間不足的條件下，成品包裝箱從車間能順利輸送到倉庫的目標(biāo)。

1 鏈板式螺旋升降機(jī)的工作原理

圖1 為鏈板式螺旋升降機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖。由圖1 可知，螺旋升降機(jī)是由設(shè)備基座、中心桶、螺旋輸送架、回程輸送架和傳送運動件5 個部件組成的。

1.1 設(shè)備基座

設(shè)備基座作為鏈板式螺旋升降機(jī)整臺設(shè)備的根基，承載著空載時的設(shè)備自身重量及設(shè)備運行時連同輸送產(chǎn)品重量，目前集團(tuán)公司的生產(chǎn)線有HDPE 線、PET 熱灌裝線、罐頭線等設(shè)備已應(yīng)用基座構(gòu)造；設(shè)備基座其他部件，例如中心桶、螺旋輸送架、回程輸送架和傳送部件等都基于此部件之上。

1.2 中心桶

中心桶是升降機(jī)設(shè)備的脊柱和中央部分，由圖1 可知，設(shè)備中心桶直徑為φ980mm×8mm 的鋼質(zhì)圓形桶；整個環(huán)形螺旋輸送架的支撐點都焊于中心桶上，將環(huán)形螺旋輸送架固定于中心筒上。鋼質(zhì)圓形中心桶身結(jié)構(gòu)強(qiáng)度高，同時符合承載物料輸送運動的螺旋式上升、下降的運動軌跡，鋼質(zhì)圓形中心桶是承載物料運動的主要固定部件。

1.3 螺旋輸送架

螺旋輸送架是物料輸送的主要組成部分，螺旋輸送架在電機(jī)動力傳動的作用下，物料根據(jù)設(shè)計進(jìn)行輸送運動，螺旋式提升或螺旋式下降運動，最終實現(xiàn)使用本設(shè)備的目的，螺旋輸送架表面有傾斜角度的傳送鏈板將物料進(jìn)行推移，從而有效地達(dá)到螺旋輸送架進(jìn)行輸送。

1.4 回程輸送架

回程輸送架是連接物料進(jìn)入或輸出螺旋輸送架的橋梁，其可以使設(shè)備實現(xiàn)物料進(jìn)入或輸出連續(xù)性推移的螺旋輸送運動。同時使設(shè)備運行時形成一個封閉且連續(xù)的運動軌跡，從而達(dá)到設(shè)備連續(xù)輸送運行的目的。

圖1 鏈板式螺旋升降機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖

1.5 傳送鏈部件

傳送鏈采用專業(yè)鏈板生產(chǎn)廠家的1873T-HF 扣鏈?zhǔn)脚榔罗D(zhuǎn)彎輸送鏈板；配套鏈條是采用碳鋼鏈，最高速度90 m/min，最大輸送長度30 m，最大承重20 kg/m，完全符合食品飲料生產(chǎn)企業(yè)的物料輸送要求，該傳送鏈板具有防物料打滑、耐磨性好、使用長久不變形、耐用性強(qiáng)、綠色環(huán)保以及高效能等特點，并且被各物料傳送行業(yè)廣泛應(yīng)用，在集團(tuán)的各飲料產(chǎn)品生產(chǎn)線項目中被廣泛應(yīng)用于各種螺旋轉(zhuǎn)彎頂板輸送機(jī)上。

基于上述5 個部件構(gòu)成的設(shè)備主體，結(jié)合HDPE 線、PET 熱灌裝線、罐頭線等各類生產(chǎn)線產(chǎn)品特性以及生產(chǎn)線運行線速度大小、承載大小、物料運送方向、角度等質(zhì)控要求。為設(shè)備配置與生產(chǎn)線產(chǎn)品特性相符的控制系統(tǒng)，使設(shè)備能與生產(chǎn)線其他設(shè)備良好的兼容，達(dá)到此設(shè)備在各產(chǎn)品生產(chǎn)線應(yīng)用中的高效運行的目的[1]。

2 設(shè)計及制造工藝改進(jìn)

在螺旋提升機(jī)原型機(jī)的基礎(chǔ)上，經(jīng)過樣機(jī)的多次實踐運行使用和分析；通過對設(shè)備的模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化、自動化等方面的優(yōu)化和改進(jìn)，使設(shè)備的結(jié)構(gòu)設(shè)計簡潔、大方，可以直觀地反映結(jié)構(gòu)設(shè)計的合理性，零件加工方便、快捷，生產(chǎn)制造效率大大提高。

2.1 設(shè)備結(jié)構(gòu)改進(jìn)優(yōu)化

產(chǎn)品設(shè)計考慮模塊化設(shè)計、制造構(gòu)思，在最初原有3 種機(jī)型的基礎(chǔ)上；拓展成配合HDPE 奶線/罐頭線及36000H/S超凈線/PET 熱灌線（高腳）使用的兩大系列，涵蓋了層高從2 層～6 層，進(jìn)出口角度從90°、180°、270°、360°不同進(jìn)出口角度與方向的72 種型號的設(shè)備機(jī)型。設(shè)計結(jié)構(gòu)中設(shè)計的模塊化應(yīng)用，使此設(shè)備的在集團(tuán)各分公司生產(chǎn)線中的適用性能大大提高[2]。

2.2 零件制造加工工藝改進(jìn)

2.2.1 支撐橫檔

以一臺5 層螺旋升降機(jī)為例，從圖1 中可知，支撐橫檔的數(shù)量約為72 件。在原機(jī)設(shè)計中，支撐橫檔使用非常規(guī)材料30 mm×3 mm 的圓管制成，通過樣整臺機(jī)制造過程的研究和分析，在技術(shù)人員不同意改變原始設(shè)計的情況下，改進(jìn)整機(jī)焊接、制造工藝方法，使用我公司成品輸送帶中常規(guī)使用的30 mm×30 mm×3 mm 方管，不僅使所用材料通用性增強(qiáng)，同時有效地降低了焊接難度（更改前焊接相貫線為弧線，更改材料后為直線），充分有效地提高了制造加工效率，節(jié)省了整體加工制造的時間，從而為設(shè)備的批量化生產(chǎn)提供了強(qiáng)力的技術(shù)保障。

2.2.2 過渡托輪

2 種過渡托輪外形沒有明顯的結(jié)構(gòu)改進(jìn)，尺寸沒有明顯區(qū)別，只是做了一些局部的設(shè)計修改，但從螺旋提升機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖（圖1）可以看出，此托輪只是在鏈板在連續(xù)運動中，在回程輸送帶中用作托架過渡。但就是這細(xì)小的改動，使得零件的加工工藝發(fā)生了變化：從原先的需要上高精加工中心，才能加工出來的零件，通過這些細(xì)微局部結(jié)構(gòu)的改進(jìn)，只要在普通車床上就能夠加工到位。同時還縮短了零件的加工時間，原來加工一件需要2 h～31 h，現(xiàn)如今在不同車床上只需要用時將近1 h，不僅降低了生產(chǎn)成本，同時提高了生產(chǎn)效率。由此可見，在產(chǎn)品生產(chǎn)中，生產(chǎn)成本的主要決定因素還是集中在產(chǎn)品設(shè)計環(huán)節(jié)。

2.2.3 設(shè)備基座

原機(jī)型設(shè)備基座，在基座的4 個支撐腳內(nèi)側(cè)還有用于設(shè)備移動所用的定向輪及萬向輪?？紤]到該設(shè)備在公司定位安裝使用后，不會輕易改變使用位置；同時設(shè)備的自重達(dá)1 500 kg，使設(shè)備在移動過程中輪子會產(chǎn)生變形，經(jīng)過再次設(shè)計之后，進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)，刪除了原設(shè)備基座中4 個輪子。另外，由于整個設(shè)備自身質(zhì)量較大，出于對穩(wěn)定性和可靠性的考慮，在基座中心位置增設(shè)了一個立腳，使基座的穩(wěn)定性和承載剛性大大提高，改進(jìn)后的基座顯得簡潔、大方、美觀實用。

3 應(yīng)用場合

該鏈板式螺旋升降機(jī)從2016 年生產(chǎn)至今，在各集團(tuán)各分公司生產(chǎn)線的成品輸送帶中廣泛使用。最初由于集團(tuán)公司HDPE 奶線在進(jìn)行生產(chǎn)線自動化改造時，需要在每條奶線中增加一臺裝箱機(jī)，而該集團(tuán)各公司各分廠的奶線生產(chǎn)車間的空間又極其有限，因此設(shè)計、使用了該設(shè)備。

隨著每條產(chǎn)品生產(chǎn)線需要實現(xiàn)的功能不斷擴(kuò)充，各種類型的設(shè)備不斷增加，給本來不充裕的生產(chǎn)廠房和車間空間帶來了極大的壓力，這也使該設(shè)備有了更大的使用價值和利用空間。目前為止除了HDPE 奶線，應(yīng)用范圍已經(jīng)擴(kuò)大到罐頭線、PET 熱灌線、吹連灌一體機(jī)線等。凡是產(chǎn)品生產(chǎn)廠房空間有限，速度在30 m/s 范圍的生產(chǎn)線都可以使用該設(shè)備。螺旋升降機(jī)的主要特點是其能水平、傾斜或垂直輸送，設(shè)備具有結(jié)構(gòu)簡單、橫截面積小、密封性好、操作方便、維修容易、便于封閉運輸?shù)忍攸c，大大提高了生產(chǎn)效能，也提高了設(shè)備的運用范圍和空間[3]。

4 結(jié)語

截至目前，鏈板式螺旋升降機(jī)已在各分公司不同的生產(chǎn)線中累計使用120 臺以上。在該設(shè)備投入到廠房生產(chǎn)線后，不僅是使用價值在該公司各生產(chǎn)線中得到了極大的發(fā)揮，同時生產(chǎn)產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)效益方面也是一項不可小覷的數(shù)據(jù)。在市場調(diào)研中，參考同類產(chǎn)品的市場售價大約為15 000元/臺計算，在設(shè)備投入生產(chǎn)廠房期間，已為公司創(chuàng)造了的1 800 萬產(chǎn)值。由此可見，鏈板式螺旋升降機(jī)在該公司各生產(chǎn)線中的大量應(yīng)用，不僅優(yōu)化了成品輸送帶的布局設(shè)計，節(jié)省了生產(chǎn)車間的使用空間，并且大大提高了車間廠房的利用率，同時也給公司創(chuàng)造了較大的經(jīng)濟(jì)價值。