卷筒式包装材料自动定位安装装置简析

赵霙

上海烟草集团有限责任公司天津卷烟厂工程设备科 300163

卷筒式包装材料自动定位安装装置简析

赵霙

上海烟草集团有限责任公司天津卷烟厂工程设备科 300163

本文介绍了一种用于GD机型的条盒透明纸卷筒式包装材料自动定位安装装置的设计原理及其各部件的设计关键点，此种装置的运用不仅降低了操作人员的劳动强度，而且减少了条盒透明纸的上纸时间，提高了设备的有效作业率。

条盒透明纸；连杆机构；弧形托板；锁死装置；倾斜量

前言

GDX1和GDX2包装机是我厂生产卷烟的主力机型，我厂的烟支包装工作均由这两种机型完成。在实际使用中GD包装机具有运行平稳、有效作业率高、维修方便等诸多优点。

但随着时间的推移，通过与操作人员的交流，我们发现由于条盒透明纸的重量以及透明纸安装位置、空间等原因造成操作人员更换大条玻璃纸的过程费时费力。

为减少操作人员的劳动强度，提高设备的有效作业率，我们决定设计一套便于玻璃纸更换安装的装置。

1.问题的提出

车间现有条盒透明纸净重约为14.4～17.2kg，透明纸盘轴重量约为17.8kg，在大条玻璃纸更换时，操作人员要将条盒玻璃纸装在纸盘轴上，并将装有条盒透明纸的纸盘轴装在设备条盒透明纸支架上。

由于透明纸小包条盒挡车工均为女同志，而条盒透明纸与纸盘轴共重32.2～35kg，操作人员很难一人将其放置在透明纸支架上，经常由两个人同时将条盒透明纸安装到位。这样不仅浪费了换纸时间而且增加了挡车人员的劳动强度，而且在搬运过程中，容易对操作人员造成伤害，存在一定的安全隐患。

我们根据上述情况，了解全国其他厂家的情况，知道有的机械制造厂家已经将该条盒透明纸上纸部分采用气动涨紧，或都采用轨道移动上纸等方式。每台机器的改造费用均在10万元左右，我厂共有十台包装机，如果让烟机制造厂改造预估需要100万左右，为降低成本，我们决定自己设计一种装置—我们把它命名为卷筒式包装材料自动定位安装装置，以使条盒透明纸的上纸工作可由一人轻松地独立完成，降低操作人员的劳动强度，提高工作的安全系数。

2.方案设计

2.1 基本结构设计

根据以上情况我们决定采用连杆机构来实现条盒透明纸纸盘轴的安装动作。

图1 基本结构简图

从图1中可以看出，若将条盒透明纸及其纸盘轴置于杆1上，向右拉动杆3可以带动杆1做逆时针转动，这时条盒透明纸纸盘轴随杆1的倾斜垂直落入条盒透明纸支架的轴孔内，完成透明纸上纸工作。

2.2 部件设计

我们将杆1设计为一个直径与条盒透明纸直径相等的弧形托板，以保证条盒透明纸在卷筒式包装材料自动定位安装装置上的稳定性。

为了方便操作人员将卷筒式包装材料自动定位安装装置轻松移至指定安装位置，我们在设计装置底座的时候为其加装了四个简易轱辘。

为使条盒透明纸能够在下落过程中纸盘轴顺利进入透明纸支架的轴孔内，就要保证透明纸置于托盘上时，其纸盘轴轴心要高于条盒透明纸支架轴孔的中心，已知条盒透明纸支架上轴孔的中心距地面为310mm，则需保证

H+H1-H2+R＞310mm

其中H为杆2及其运动副的总高度，H1为底座距离地面的高度，H2为托板，R为透明纸的半径，所以H＞310-150+70.18-30=200.18mm。据此我们将杆2及其运动副的总高度设计为205mm。

为保证条盒透明纸在装置上的稳定性，我们将板1（支架1）的高度设计为205mm。同时为了使装置在上纸动作前能保连杆持锁死状态，我们在支架1上开一个孔，并将杆3（拉杆）进行相应的设计，同时安装一压杆装置（图2），以防止拉杆受条盒透明纸重力作用动作。

同时为了保证托板的倾斜量，我们在拉杆上安装了挡圈，通过调节挡圈的位置，我们就可以有效地控制托板的倾斜量，托板的倾斜量要满足以下条件：

S透明纸下落＞H+H1-H2+R-310=205+30-70.18+150-310=4.82mm

在装置处于非工作状态时，拉杆上的槽处于支架1孔下部，压杆装置压迫拉杆，以保持连杆机构的锁死状态。当操作人员将卷筒式包装材料自动定位安装装置推放到位，拉动拉杆使拉杆克服压杆装置弹簧压力进入支架1上直径较大的孔内，使拉杆带动托板运动，使托板倾斜，条盒透明纸轴随托板的倾斜垂直落入条盒透明纸轴架的轴孔内，完成上纸工作。

3.效果验证

我们对人工上纸方式和利用安装装置方式上纸进行了三班跟踪试验，并对时间进行了记录。从统计表1中可以看出，卷筒式包装材料自动定位安装装置的使用减少了停车上条盒透明纸的时间。

同时卷筒式包装材料自动定位安装装置的使用使条盒透明纸的上纸工作可由一人独立完成，并且保证了操作人员在上纸过程中的人身安全，降低了挡车人员的劳动强度。

4.总结

通过这一次技术创新，我的理论知识得到了提高，维修技能得到了进一步的加强和锻炼。在有关人员和同事们的大力帮助，本次设计达到了预期的效果，并已向专利局进行了专利申报。在此我表示衷心的感谢。在今后的工作中我将不断地学习，不断地充实自己，努力提升自己的技能水平，积极思索，不断探讨研究生产过程中遇到的实际问题，努力为提升设备对产量、质量的保障作用尽自己最大的努力。

图2 压杆装置半剖视图

表1 三班实验记录表

[1]吴宗泽.机械设计师手册（上、下册）.北京：机械工业出版社，2002.1

10.3969/j.issn.1001-8972.2012.01.043

赵霙,本科,机械,毕业后一直从事设备管理工作。