ZB416A型硬盒包装机商标纸折翼折叠器设计.pdf

上海包装总第3 2 8 期2 0 2 3 年第8 期D0I:10.19446/ki.1005-9423.2023.08.002.包装前沿包ZB416A型硬盒包装机商标纸折翼折叠器设计钟世乐，韦文，李卿麒，陈俊峰广西中烟工业有限责任公司，广西南宁5 4 7 0 0 0摘要：近年来，细支卷烟蓬勃发展，逐渐成为行业的重要经济增长点，但ZB416A型硬盒包装机商标纸折翼折叠器两侧边磨损较快，需要定期拆换左右折翼折叠器，存在耗时长、成本浪费现象。为解决ZB416A型硬盒包装机商标纸折翼折叠器磨损频繁的问题，对商标纸折叠器进行原理分析，查找问题症结，设计一种新型商标纸折翼折叠器，并对其应用情况及效益进行了分析，旨在提高设备的可靠性和经济性，推动烟草行业高质量发展。关键词：ZB416A型硬盒包装机；商标纸；折叠系统；活动折叠器分类号：TS43ZB416A型硬盒包装机是由上海烟机厂设计的用于细支卷烟生产的包装设备。该机型额定生产速度为500包/min，具有自动化程度高、易操作等特点，但在生产中经常出现商标纸侧翼折叠不良的产品质量缺陷。究其原因，是设备的商标纸活动折叠器频繁磨损造成的。商标纸活动折叠器磨损后需要更换新配件，维修难度大、耗时长。为此，通过分析商标纸折叠系统组成和商标纸折叠成型原理，对商标纸活动折叠器进行优化设计，以改善活动折叠器的综合力学性能，解决商标纸侧翼折叠不良的产品质量缺陷，提高生产效率。1商标纸折叠原理五号包装轮主要执行机构为包装轮、折翼折叠器、螺旋折叠器、四进五轮伴随器、烟包推进器。商标纸折翼折叠器机构的作用是在五号轮下方完成对商标纸折翼四个小角的折叠，并护送烟包顺利进入五号轮收稿日期：2 0 2 3-0 7-1 1作者简介：钟世乐，男，本科，助理工程师，研究方向为烟机设备维护。*通信作者：陈俊峰，男，本科，助理工程师，研究方向为烟机设备维护。的折叠轨道。包装机结构如图1 所示。包装轮推进器交换器商标纸进入四号轮模盒上部与包裹内框纸的铝箔烟包会合，在五号轮1 8 0 处，检测器对商标纸的存在进行检测，四进五轮伴随器将四号轮输出的铝箔烟包顶着商标纸进入五号包装轮模盒，在推进过程中完成商标纸第一长边折叠，随后左右折翼折叠器完成商标纸的前后四个小耳的折叠 2 。五号包装轮开始逆时针旋转，右折翼折叠器的托架护着五号包装轮内的烟包顺利进人半环，同时，未进行折叠的商标纸进人前后螺旋折叠器。商标纸折叠成型过程如图2 所示。90180图2 商标纸折叠成型过程示意图商标纸折翼折叠器机构主要由齿轮轴、共轭凸轮、摆杆、轴、连杆、摆动块、左右折叠器和支架等组成。折叠器内部传动结构如图3 所示。动力由框架式连杆5G.D伴随器图1 包装机结构示意图0四四四口270698折翼折叠器包装前沿2023年第8 期总第3 2 8 期上海包装十号曲柄1 输入，通过键2 连接带动齿轮轴3 转动，由齿轮轴3 带动轴上的共轭凸轮4 与共轭凸轮5 转动。共轭凸轮4 通过滚子带动锁定在轴7 上的摆杆6 摆动，摆杆6 通过轴7 带动摆杆1 0 摆动，摆杆1 0 依次带动连杆1 1、摆杆轴1 2 和连接块1 5 摆动，连接块1 5 通过小轴与支架1 7 连接从而带动支架1 7 摆动，实现左折叠器1 8 的左右运动 3 。连杆1 1 在摆动的同时带动摆动轴1 2 摆动，摆动轴1 2 通过锁定在轴端面上的摆杆2 7，依次带动连杆2 8、摆动块2 9和摆动轴2 2 摆动，连接块2 4 锁定在摆动轴2 2 上从而通过小轴带动支架25摆动，实现右折叠器2 6 左右运动。共轭凸轮5 通过滚子带动锁定在轴9 上的摆杆8 摆动，摆杆8 通过轴9带动摆杆1 9摆动，摆杆1 9依次带动连杆1 4、摆动块1 3 和连接块1 6 摆动，连接块1 6 通过销与支架17连接从而带动支架1 7 动作，实现左折叠器1 8 上下运动。摆杆1 9在摆动的同时带动连杆2 0 摆动，连杆20另一端与摆动块2 1 相连，通过摆动块2 1 带动与其用销连接的连接块2 3 摆动，连接块2 3 通过销与支架25连接带动摆杆2 7 动作，实现右折叠器2 6 上下运动，在两共轭凸轮的共同作用下，左右折叠器做相应的往复摆动复合动作，实现对商标纸的折翼四个小角的折叠并护送烟包顺利进人五号轮的折叠轨道1 4-5 。2存在的问题在商标纸折叠过程中，由左、右折翼折叠器与商标纸接触折叠，其受力面为折翼折叠器的两侧板，频繁折叠导致折翼折叠器两侧边磨损较快，需要定期拆换左右折翼折叠器，存在耗时长、成本浪费的弊端。随着ZB47、Z B4 1 6、G D X 6 等高速包装机的普及应用，折翼折叠器磨损备件更换问题会严重影响设备运行。3方案设计及实施方案1：选用更加耐磨的不锈钢材料。不锈钢比铝材更加耐磨，可以大幅延长折叠器的使用寿命，但会大幅增加质量（约3.5 kg），导致连杆寿命缩短，失去保护作用后，容易内部传动结构容易劳损，且维护困难。方案2：在折叠器的两侧折叠板前部内表面磨损部位安装0.5 mm不锈钢钢片。安装试运行后发现不锈钢钢片脱落，存在破坏设备的隐患。为解决此类问题须进一步改进。方案3：对所有因磨损导致不能使用的原装置结构进行分析研究，发现与商标纸四个小角接触的两侧板磨损较为严重，造成功能失效，而其他部位无明显磨损痕迹7。本着节约和高效解决问题的原则，只需对两侧板进行改进即可延长整个折翼折叠装置的使用寿命 8-9 。对折翼折叠装置而言，其两侧板体厚度为7 mm，高度为1 3 mm，其中易磨损的侧边厚度为4 mm，根据对原件尺寸进行分析，可以将原一体式结构设计为分体式结构，单独对易磨损部位采用高硬度耐磨材质材料，并用螺钉进行固定，以延长使用寿命。分体式结构设计如图4 所示 0 。1412111013151718-1624262523212019222728291曲柄；2.键；3.齿轮轴；4.共轭凸轮；5.共轭凸轮；6.摆杆；7.轴；8.叉形摆杆；9.轴；1 0.摆杆；1 1.连杆；1 2.摆动轴；1 3.摆动块；1 4.连杆；1 5.连接块；16.连接块；1 7.支架；1 8.左折叠器；1 9.摆杆；2 0.连杆：2 1.摆动块；2 2 摆动轴；2 3.连接块；2 4.连接块；2 5.支架；2 6.右折叠器；2 7.摆杆；2 8.臂；2 9.连接块；A.摆杆轴1 2 与摆杆2 7 的安装方向；B.摆动块1 3 和连接块1 6 的安装方向。图3 折叠器内部传动结构图6上海包装总第3 2 8 期2 0 2 3 年第8 期包装前沿包(a）左折叠装置图5 改进后的分体式组合折叠器实物图(b）右折叠装置济效益，为工厂节约技术改造费用；而且可以提高产图4 分体式结构设计对比以上3 个方案的优缺点，最终决定采用方案3。采用3 0 4 不锈钢材料制作，并用螺钉进行固定，以延长侧板的使用寿命。磨损后仅需更换侧板即可恢复功能，可以节省左右折叠器主体的备件费用，有效节省了备件费用2 。4应用情况及效益改进后的分体式组合折叠器实物图如图5 所示。目前已经推广应用到3 台ZB416细支高速包装设备。改进后的功能与改进前完全一样，且明显延长了零件的使用寿命。目前第一台应用该折叠器的设备已使用6 个月，未见明显磨损迹象，改进后的零件使用寿命为1 2 1 8 个月。同时缩短了设备故障维修时间（3 0 min/次），大幅节约了备件费用和时间成本。同时，该装置还可以推广应用到ZB415、Z B4 1 6、GDX6等设备。通过该项目的实施，减少了设备故障的维修次数，消除了A类产品质量隐患，提高了设备稳定性。5结语综上所述，此次ZB416A型硬盒包装机商标纸折翼折叠器设计制作，不但可以帮助工厂取得明显的经品质量的稳定性，增强产品市场竞争力，维护消费者的利益。参考文献1董瑞峰,刘飞,王绪,等.GDX2硬盒包装机商标车上胶装置的改进 1 .轻工科技,2 0 2 1,3 7(2):4 4-4 5,6 7.2杨忠洋,谢黎明.超高速YB48型硬盒包装机商标纸喷胶装置的研究及改进 .陕西理工大学学报(自然科学版),2 0 2 0,3 6(3):2 1-2 7.3万晓文,郭建娟.FOCKE硬盒包装机关键技术解析 .机械工程与自动化,2 0 1 7(6):1 1 8-1 1 9.4黄城宝，商超,唐为民，等.FOCKE350S硬盒包装机商标纸吸取装置的改进 .包装与食品机械,2 0 1 7,3 5(4):7 0-7 2.5杨忠洋，李辉，李嘉康，等，超高速硬盒包装机的多工位转盘拓扑优化设计 .轻工学报,2 0 2 2,3 7(6):92-1 0 0.6王广胜，王文辉，曹兴强，等.GDX2硬盒包装机组CH与CV联接传动轴的优化设计 .食品与机械,2 0 1 8,3 4(9):1 1 1-1 1 4,1 5 1.7罗红琳.基于改进的LOG算子的ZB48型硬盒包装机的烟包在线质量检测系统 D.昆明：云南大学,2 0 2 2.8张超.包装机夹持卧带式拉伸膜供送成型装置设计与研究 D.天津：天津科技大学，2 0 2 2.9李家贵，杨天，孔臣，等.YB45A硬盒包装机内衬纸输送装置的改进.烟草科技,2 0 2 0,5 3(1 2):8 9-95.10吴正哲.基质四面封自动包装机的设计与试验 D.咸阳：西北农林科技大学,2 0 2 3.11虎宏林.GDX2包装机商标纸系统改进研究 D.昆明：昆明理工大学，2 0 2 2.12尹经天.充填包装机传动系统轴承故障诊断与健康状态预测研究D.镇江：江苏大学,2 0 2 2.7