YB45型硬盒包装机烟包换向装置检测轴设计

赵 丹，简金领

（河南中烟工业有限责任公司漯河卷烟厂，河南漯河 462000）

0 引言

YB45 型硬盒包装机是目前国内生产卷烟的主流设备，具有结构紧凑，性能稳定，包装速度快，系统检测完善和自动化程度高等特点。该机烟包换向装置有以下2 个作用。

（1）生产过程中为满足不同品牌工艺要求，通过改变其在烟包输送通道内外侧位置，实现烟包的换向。

（2）在烟包输送过程中，有不合格烟包通过时，烟包换向装置检测轴上的转向轮克服弹簧拉力发生位移，使轴上检测挡块远离接近开关，通过电气系统控制设备停车，达到保护设备的目的。

换牌时，因烟包换向装置检测组件在烟包输送通道内外的安装位置不同，检测组件盒体的安装方向发生改变，需要对检测组件进行拆卸重组。同时重组时盒体内检测轴上的检测挡板安装易出错，浪费设备换牌时间，特别是在多机台频繁换牌的情况下更显得突出。根据以上情况，本文对YB45 型硬盒包装机烟包换向装置检测轴的改进情况进行论述。

1 烟包换向装置工作原理

YB45 型硬盒包装机整个烟包输送带由前段长输送带和后段短输送带共两段组成。后段短输送带的线速度大于前段长输送带，这样烟包经过短输送带时烟包距离被拉大，便于烟包在90°换向时，前后相互不会碰到。短输送带的中部装有检测组件，分离后的烟包经检测组件上的转向轮，实现90°转向，使横向输送过来的烟包变为纵向输送。同时在短输送带的带动下，快速送向主机与辅机连接的输烟跑道上。当烟包换向发生堵塞时，转向轮带动检测轴克服拉簧拉力发生径向位移，轴上检测挡块远离接近开关距离大于2 mm。

电控柜电路板N12 第29 号LED 指示灯灭，设备停机并显示“X2 出口皮带翻转阻塞”，起到保护设备的目的。

改变烟包换向装置检测组件在短输送带内外侧的安装位置，使烟包输出方向不同。当检测组件在短输送带的外侧安装时，检测轴的安装方向由盖板侧进入装配。烟包在短输送带、滚轮和拦板的综合作用下，转向90°以翻盖端向前的方向输出。当检测组件在短输送带的内侧安装时，检测组件盒体的安装方向发生改变，检测轴的安装方向由底座侧进入装配，烟包在短输送带、滚轮和拦板的综合作用下，转向90°以翻盖端向后的方向输出。

2 存在问题

（1）调整烟包换向装置检测组件盒体方向，增加调整时间。烟包换向装置检测组件由转向轮、连杆、检测轴、盖板，底座、拉杆、检测挡块和接近开关组成。检测轴安装在检测组件盒体内，轴上装有转向轮连杆、检测挡块和拉杆，盒体底座内装有接近开关，拉簧一端与销相连，一端通过检测轴上的拉杆为检测轴提供拉力。换牌时检测组件拆装流程：拆下转向轮连杆→拆下拉杆→拆下盖板→拆卸底座→拆下检测挡块→取出检测轴→调整检测轴的方向→重组安装。以上调整需用时11 min 以上，多台设备换牌频繁时更显得费时费力。

（2）频繁拆卸调整检测组件，盒体丝孔易滑丝。检测组件盒体所用材料为铝，盒体硬度比较低，耐磨性较差，盒体丝孔易滑丝。

3 改进思路

通过分析该机构原理，以及研究结构，本着适用性、可靠性、经济性和针对性的原则，设计烟包换向装置检测轴。设计思路如下。

烟包换向装置检测轴有3 个作用：①固定转向轮连杆，使烟包换向；②固定检测组件内的检测挡块；③固定拉杆，由拉簧通过拉杆为检测轴提供拉力。由检测挡块的工作原理可知，检测组件在烟包输送短带内外侧不同位置安装时，发生堵塞时挡块的动作方向是一致的，即检测组件盒体的换向不影响检测挡块的工作位置和动作方向。

由以上分析可知，检测组件盒体的换向主要影响转向轮连杆和拉簧拉杆的安装位置，检测轴的方向不发生改变，轴肩的长度决定着转向轮连杆的轴向安装位置。因此，重新设计检测轴，使检测轴的两端到达检测盒体的盒盖表面和底座表面距离分别相等。设计定位挡圈，固定轴在检测盒体的上下位置，换牌时不需对检测组件盒体拆卸重组，只需调整检测组件在烟包短输送带内外侧位置，以及调整检测轴上的转向轮连杆与拉杆的位置即可。节省了因调整烟包换向装置检测组件盒体方向，对检测组件拆装重组所浪费的时间。

4 方案设计

4.1 检测轴的设计

设计新的检测轴，使其两端到达装置检测组件盒盖表面和底座表面距离相等。测绘原检测轴和检测组件盒体，实测检测轴长度L=90 mm，轴的直径Φ=8 mm，轴肩长度L1=15 mm，轴头到轴肩的长度L2=15 mm，轴肩直径Φ1=12 mm，检测组件盒体厚度δ=40 mm，则新检测轴长度L＇=L+［（L1+L2）-（L-L1-L2-δ）］=100 mm。

新轴的直径、轴肩直径和轴肩长度与原轴一致，装配后使轴的两端到达检测组件盒盖表面和底座表面距离相等，为30 mm，如图1 所示。

图1 新检测轴结构

4.2 定位挡圈的设计

为保证检测轴的轴向安装位置，定位挡圈到装置底座表面的距离与轴肩长度相等，为15 mm。由于底座轴套高出表面5 mm，因此定位套长应为10 mm，设计其外径为16 mm、内径为8.2 mm，定位挡圈中间用M4×4 螺丝固定轴向位置，如图2 所示。

4.3 材料的选择

（1）轴的主要材料有35 号、45 号、50 号等优质碳素结构钢，因具有较高的综合力学性能，应用较多，其中以45 号钢用得最为广泛。由于烟包换向装置检测轴受力较小，故选用45 号碳素结构钢。

（2）定位挡圈在设计中起定位作用，选用45 号钢。

图2 定位挡圈结构

4.4 检测组件装配图

改进后烟包换向装置检测组件装配图如图3 所示。

5 设计效果验证

重新设计烟包换向装置检测轴后，整个装置在设备正常运转时工作可靠，节约了换牌时检测组件盒体拆卸重组的时间。直接调整组件在烟包输送通道内外安装位置即可，此部位调整用时由改造前的11 min 降低到改造后的3 min 以内。

6 结束语

图3 检测组件装配

重新设计烟包换向装置检测轴后，减少了YB45 型硬盒包装机烟包换向装置调整过程中的检测组件盒体拆装重组步骤，减少了设备调整时间，降低了劳动强度，不改变原机设计原理，设备运行稳定。

YB45 型硬盒包装机为烟草工业企业的主要机型，本次改进在行业内具有较好的适用性，对提高设备生产效率起到推动作用。