GDX1条盒透明纸拉线切割装置的研制

任宏剑 胡新路

（河南中烟工业有限责任公司驻马店卷烟厂 河南 驻马店 463000）

0 前言

GDX1/X2 卷烟包装机组是意大利GD 公司生产的卷烟包装机，由于其在机械、电气方面具有优良的稳定性和可靠性，便于维修，在20世纪80 年代， 中国烟草行业对GD 公司的GDX1 和GDX2 包装机组进行了引进消化，在我国烟草工业企业中得到广泛的应用。 GDX1 包装机组条包透明纸机的透明纸供给系统，因“U”型刀及对应辊轮的磨损，使透明纸上粘附的拉线切割不完整或拉线切不断、有时会造成设备运转时透明纸走纸偏移、弯曲打卷甚至堵塞通道的现象。 不但增加了原辅材料的消耗,而且加大了操作工的劳动强度,影响设备的有效作业率。

1 原因分析

针对“U”型刀和对应辊磨损比较快的问题进行分析。

图1 拉线切割装置安装位置图

结合原设备上的传动原理及部件结构，简述条透明纸传动示意简图如下：

如图1 所示“U”型刀和对应辊分别装在轴1 和轴2 上，两根轴上装有一对齿数、模数均相同的齿轮,在主传动的带动下，作方向相反的啮合运动，带动“U”型刀和对应辊对转切割透明纸拉线。但是“U”型刀和对应辊总是在同一点对透明纸进行拉线切割，这样就会造成以下问题：

1.1 因维修工技能水平有差距，每次进行“U”型刀与对应辊之间的间隙调整时，有的维修工费时较长，并且调整的位置也不最佳，不是造成”U”型刀与对应辊磨损过快，就是拉线切割不完全，影响产品质量

1.2 “U”型刀和对应辊每分钟切割40 次左右，而且还在同一位置切割，使对应辊磨损很快并形成“U”型切槽

1.3 当对应辊表面有切槽以后， 存在不规则毛刺， 反过来又会损伤“U”型刀刃

由于对应辊材料为表面淬火钢材， 表面硬度较高 （洛氏硬度HRC40－45），但韧性不足且耐磨性差。 而“U”型刀是由合金工具钢制成，具有硬度高（洛氏硬度HRC 60 以上）耐磨性好、足够的韧性。

当对应轮长期受到“U”型刀切割冲击，会导致淬火层磨损，（出现白色的切痕，而内部材料的刚性不足，会导致透明纸及拉线切不断。

从上述分析可以发现，由于设备自身设计的缺陷，使“U”型刀与对应辊使用寿命短，调整和更换比较频，备件耗用量较大。

2 实施措施

结合生产实际和本人多年的维修、操作经验，本着适用性、可靠性、经济性、针对性的原则对该传动机构进行改造。通过对该传动机构进行观察、测绘、并查找资料进行分析和论证最后决定实施以下步骤：

2.1 作一个支承座用来安装固定轴承摆动支座（图2）

图2 支承座

2.2 加工一轴承摆动支座，安装轴承，考虑到“U”型刀刃口的宽度和安装空间的限制以及不同型号轴承的工作原理， 选用轴承的型号为62200（图3）

图3 摆动支座

2.3 加工一个螺丝销轴，用于把轴承固定在摆动支座的前端（图4）

图4 螺丝销轴

2.4 加工两个铜套（图5），安装在摆动支座的后端φ12 孔内

图5 铜套

2.5 加工一个销轴（图6），用于摆动支座和固定支承座的连接

图6 销轴

2.6 加工一个固定挡片，用于摆动支座的限位（图7）

图7 固定挡片

3 改造内容

条盒透明纸拉线切割装置包括具有安装孔的支承座、摆动支座和高硬度高耐磨性的转轮，摆动支座后部通过插销与支承座铰接，转轮通过螺丝销轴设在摆动支座前端，插销和螺丝销轴平行设置，支承座和摆动支座之间设有弹性机构且具有活动间隙。

所述弹性机构位于插销和螺丝销轴之间，包括沉头螺丝、压缩弹簧和挡片，支承座上设有螺孔，摆动支座上设有与螺孔对应连通的凹槽，螺孔和凹槽的中心线与插销垂直设置，沉头螺丝与支承座上的螺孔螺纹连接，压缩弹簧设在凹槽内并与沉头螺丝顶压配合，摆动支座在凹槽背面开设有与插销平行的限位槽，挡片设在限位槽内，挡片两端分别通过固定螺丝与支承座连接。

采用上述方案，拆下现有设备中的对应辊，使用螺栓通过安装孔将在支承座固定在导板下边，并调整支承座的位置，使“U”型刀与轴承上下左右居中对齐，并与透明纸固定切刀上的凹口对中。 由于轴承的材料具有硬度高（洛氏硬度HRC61-65），耐磨性好、韧性强的特点，且“U”型刀每次进行切割时轴承随着切刀旋转，不会在轴承工作面的同一点切割， 这样轴承的使用寿命比改进前原对应辊的寿命提高数倍，同时,在弹性机构的作用下，“U”型刀切割时受到的冲击小，预计使用寿命也可以达到两年以上，且出现透明纸拉线切割不完整或拉线切不断的现象很少，同时设备故障停机时间大幅降低。

压缩弹簧起到切割时降低冲击力的作用，挡片安装在固定支承座限位槽内并固定在支承座上，起到限定摆动支座位置的作用。 铜套起到减轻插销磨损的作用。 垫片起到密封轴承，防止灰尘杂质进入影响转动效果的作用。

4 具体实施方式

如图8 所示，本实用新型的一种条盒透明纸拉线切割装置，包括具有安装孔12 的支承座1、摆动支座2 和高硬度高耐磨性的转轮，该转轮采用轴承7，优选型号62200 的轴承，摆动支座2 后部通过插销3与支承座1 铰接，插销3 外套有铜套4，轴承7 通过螺丝销轴6 设在摆动支座2 前端，轴承7 两个端面与摆动支座2 之间设有垫片11，插销3 和螺丝销轴6 平行设置，支承座1 和摆动支座2 之间设有弹性机构且具有活动间隙13。

弹性机构位于插销3 和螺丝销轴6 之间，包括沉头螺丝9、压缩弹簧8 和挡片5，支承座1 上设有螺孔14，摆动支座2 上设有与螺孔14 对应连通的凹槽15， 螺孔14 和凹槽15 的中心线与插销3 垂直设置，沉头螺丝9 与支承座1 上的螺孔14 螺纹连接，压缩弹簧8 设在凹槽15 内并与沉头螺丝9 顶压配合，摆动支座2 在凹槽15 背面开设有与插销3 平行的限位槽16，挡片5 设在限位槽16 内，挡片5 两端分别通过固定螺丝10 与支承座1 连接。

图8 切割装置结构装配图

安装使用时，拆下现有设备中的对应辊，使用螺栓通过安装孔12将在支承座1 固定在导板下边，并调整支承座1 的位置，使“U”型刀与轴承上下左右居中对齐，并与透明纸固定切刀上的凹口对中。 由于轴承7 的材料具有硬度高（洛氏硬度HRC61-65），耐磨性好、韧性强的特点，且“U”形刀每次进行切割时轴承7 随着切刀旋转，不会在轴承工作面的同一点切割，这样轴承7 的使用寿命比改进前原对应辊的寿命提高数倍，同时,在压缩弹簧8 的作用下，“U”形刀切割时克服压缩弹簧8 的弹力，活动间隙13 缩小，当切割作业完成后，压缩弹簧8 的弹力将摆动支座2 恢复原位，挡片5 起到限位摆动支座2 的作用，活动间隙13 恢复原状。

5 效果分析

通过对拉线切割装置中对应辊的替换改进，节约了备件费用。 该传动机构结构简单，零件数量少，承载能力强，运转可靠，传动精度高。改进后,由于轴承的材料具有硬度高，耐磨性好，足够的韧性，且“U”型刀每次进行切割时轴承随着切刀旋转，不会在轴承工作面的同一点切割，这样轴承的使用寿命比改进前原对应辊的寿命提高数倍，预计至少可以使用两年以上，同时“U”型刀切割时受到的冲击小，根据改造后使用情况分析预计使用寿命也可以达到两年以上。且出现透明纸拉线切割不完整或拉线切不断的现象很少，同时设备故障停机时间大幅降低。 综上所述，此次改进效果明显，降低了备件的消耗，提高了设备的有效作业率，同时保证和提高了产品质量，在生产过程中发挥了良好的作用。

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［3］张永耀，主编.机械制图[M].机械工业出版社，2001，7.

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