对制丝线纸箱开包系统的改进

朱东华 吴保平 杜峰

摘 要:延安卷烟厂纸箱开包系统自运行以来,故障频繁,不能实现连续作业,经分析其主要原因是设计方面存在诸多缺陷。对此,通过长期的观察研究,最终提出了合理的解决方案,并进行了合理的改进,使其工作性能得到了提升,从而满足了生产需求,降低了设备故障率和操作人员劳动强度。改进后的纸箱开包系统工作效率与产品质量均有明显提高,烟坯脱箱成功率由原来的65.3%提高到现在的96.3%,烟叶回透率从原来的98.2%提高到了99.3%,并从根本上解决了员工长期加班加点的问题。

关键词:纸箱开包系统夹抱机烟坯干芯烟回透率

中图分类号:TP3 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2012)06(b)-0057-02

1 纸箱开包系统存在的主要问题

(1)纸箱开包系统故障频繁,纸箱脱箱率低,延长了作业时间和生产进度。(2)夹散后的烟坯严重变形,进入周转箱就会倾倒,导致后续切片工序无法按标准分切,烟坯回透率降低,出现“干心”烟,烟叶造碎增加。(3)夹臂控制气缸及夹臂下压时,发生故障多,导致该系统在纸箱开包过程中,不能自动实现连续作业。(4)夹抱过程中烟箱被夹破或变形,使纸箱不能自动折叠,需人工辅助脱箱。(5)检测开关、电器控制元件均无保护装置,经常损坏,导致电器故障率增加。(6)烟箱夹散后物料散落在设备周围和地面上,严重影响了现场的生产环境。

2故障原因分析

2.1 纸箱开包系统故障率高,不能实现自动脱箱

(1)叉抱车上料时,因滚道输送机上原挡轮设计偏低,挡轮不能发挥定位作用,烟箱容易发生偏移。当烟箱进入滚道输送机时,一部分烟箱不能按预定轨道进入夹抱范围。人工辅助脱箱时就增加了员工的劳动强度和作业时间。

(2)烟箱的外形尺寸不一致(有4种规格),一般情况下,气缸兼顾大、小烟箱,夹包机的夹臂行程不易控制,且对夹臂的冲击力较大,易造成气缸及相关零件的损坏。

(3)夹臂上的防滑橡胶摩擦块设计和安装位置不合理。主要是烟箱中部都有凸显现象,夹臂中间的橡胶摩擦块就会中部先受力,造成夹臂受力不匀,规格小的烟箱就会夹不起来或中途脱落,而规格大的烟箱又容易被夹散破损或严重变形(如图1)。

如上图1所示,烟箱太小时,夹臂与烟箱所产生的摩擦力总和:2F=2μN＜G会造成烟箱夹不起或夹起后易脱落,造成烟箱夹斜或夹散,不能实现烟坯与纸箱分离的目的。较大规格的烟箱,夹臂对其施加的压力N就大于正常值,直接作用于烟坯,产生的摩擦力2F=2μN＞G,会造成箱烟被夹变形或连同烟坯一并夹起,烟坯易夹散。

图2原防滑块左、右共六个,分别布置在夹臂的下部的前、中、后三个部位,在夹臂夹抱过程中,烟箱中间微凸部分先受力,夹臂中间的防滑块的压力与两侧的压力不等,受力不均,不易夹起烟箱。

通过对3批延安(金)、3批延安(硬)的脱箱率进行统计,烟坯脱箱成功率只达到65.3%,满足不了工艺要求。如表1所示:

2.2 烟坯回透率降低,烟叶造碎增加

被夹散烟坯进入周转箱后,绝大多数都倾倒在周转箱一侧,切片机无法正常分切,致使烟坯在分切后产生超标的厚烟坯增多,经真空回潮后出现大量“干芯”烟,而且烟坯夹散后落地烟叶过多,造碎增加。

2.3 夹抱机控制气缸和夹抱臂故障率高

当破损后的烟箱进到夹抱臂下部时,前端烟坯已经被光电管检测到,而后端烟坯还未进入夹抱范围,因此夹臂下压时,直接作用在烟坯上,导致夹臂损坏、气缸“卡死”或电机过载跳闸等故障,而设备空间小,维修时间长。

2.4 烟箱脱落导致夹抱机下面的寸动皮带上光电检测开关经常损坏

烟箱夹抱机定位光电开关位置的设计存在缺陷,主要是因光电开关安装位置不合理,抗干扰能力差,电器故障频繁。因各光电检测开关、限位开关均无保护装置,发生故障时,夹抱机、寸动皮带等无法正常运行。

2.5 生产现场环境差

由于夹抱机故障频繁,被夹散的烟叶就会撒落在设备和地面上,烟尘较大,影响作业环境。

3解决方案及措施

3.1 解决烟箱不能进入滚道输送机有限夹抱范围的问题

在滚道输送机两侧挡轮去除,设计制作了限位挡板(如图3),主要是控制烟箱在输送运行过程中不发生左右偏移,调整烟箱逐步进入预定的夹抱区域,保证每个烟箱都能按标准轨道输送到夹抱臂范围。

3.2 解决气源压力大的问题

在气路控制系统中加装了一个截止球阀和一个压力调节阀,其作用是将供气压力稳定在0.35-0.4MPa之间,能缓冲压缩空气进入气缸的压力,对气缸起到了保护作用。

3.3 调整摩擦块接触位置

会使相对运动而产生的摩擦力F在中上部位置受力不均,经过多次测试,将中间橡胶块拆除掉,然后将前、后二端摩擦块加大,摩擦面积不变(即3S原=2S新),摩擦块厚度加厚到7.5mm效果最佳(如图4)。

将原来3组的防滑装置去掉中间一组,并对其安装位置分别向外调整50mm。由于橡胶摩擦块容易破损,在选用摩擦材质时,经过多次试验,最后确定用牛筋,为增强表面摩擦力,定做成“v字型”,这样就彻底解决了小箱夹不起或夹斜的问题。

3.4 对烟坯翻转机的烟坯到位检测光电开关重新进行了设计

主要是在夹抱臂下面的移动皮带两侧设计制作了挡板(见图5),两侧挡板分别加宽230mm,侧帮高200mm,并以新加移动皮带的侧帮作为原广电管支架,在光电管外侧制做了防护装置。

4 效果分析

(1)分别对3批延安(精)和延安(硬)两个牌号进行检测,烟坯平均脱箱率由原来的65.3%提高到现在的96.3%。改造后烟箱脱箱率统计如(表2)。

从脱箱率来看,由表1改造前65.3上升到改造后和表2的96.3%,提升的效果非常明显。

(2)改造后,对真空回潮烟叶回透率、单箱干心烟以及故障率进行了统计(见表3):

统计显示烟叶的回透率平均值由原来的98.2%提高到99.3%,达到了厂标要求;干心烟由原来2.39kg/箱降低到改造后的0.62kg/箱;设备故障率由改造前1.88h/千箱,下降到改造后故障率为0.72h/千箱。

(3)设备故障率的减少,烟箱脱箱率明显提高,产生的碎烟沫就会减少,烟叶单耗也相应地降低;同时员工的劳动强度就能减弱,还提高烟箱回收利用率。通过制作挡板,皮带侧帮,光电管保护装置等一系列措施,改善了现场工作环境。

5结语

重点解决了人员上班时间长、设备故障率高等诸多问题,使整个纸箱开包系统能够实现了连续作业,收到了良好的效果,脱箱率得以保证,设备故率大幅降低,真空回潮的回透率达到了(99%)工艺要求,“干芯”烟减少了,不仅降低了烟叶造碎率,提高了产品质量,而且每批次烟在真空回透的作业时间缩短了,降低员工劳动强度,改善了现场工作环境。

参考文献

[1] 韩向东主编.机械工程力学.〔M〕北京:机械工业出版社,2002

[2] 董玉平主编.机械原理(第六版).北京:机械工业出版社,1999