设计YB95 条烟透明包装机U 形刀更换专用工具

杨立强，张宝龙，杜 斌

（山东中烟有限责任公司济南卷烟厂，山东济南 250100）

0 引言

济南卷烟厂生产车间现有的ZB45 硬盒包装机，是从意大利公司引进的，生产能力为每分钟400 包，承担着多种品牌的加工任务，是生产设备的重要组成部分。ZB45 包装机由YB45 小盒包装机、YB55 小透明包装机、YB65 条盒包装机和YB95 条透明包装机组成，其中YB95 条透明包装机上用于切割条透明纸拉线的U 形刀的锋利程度对于产品质量极为重要[1-2]。

1 YB95 条烟透明包装机U 形刀更换存在的问题

1.1 U 形刀的切割原理

U 形刀安装于刀架上，压簧安装于U 形刀的刀把孔内。当U 形刀旋转至图1 所示位置时，由于对应轮的微量挤压，使U形刀向传动轴的轴心方向微量回缩，在U 形刀的刀刃和对应轮的挤压作用下，在透明纸与拉带的粘合处切割出一个U 形撕口。

1.2 问题分析

更换U 形刀的步骤为：①将两颗M5 螺钉松开，此时需要手指压住非工作面，克服压簧的弹力，防止U 形刀在压簧的作用下向上窜出，对维修人员造成伤害；②取下螺钉和定位块；③轻轻抬起U 形刀，将其取下；④将新的U形刀放入卡槽内，同样需要用手指压住非工作面，克服压簧的作用，装上螺钉和定位块；⑤将安装好的U 形刀位置、方向进一步调整准确。

由于压簧力量较大，更换工作需要两个人协助操作，费时费力。整个更换过程中，需要按照操作规程谨慎操作，以防手指打滑，对维修人员造成伤害。

2 改进方案

在使用一段时间后，YB95 条烟透明包装机U 形刀会出现拉头切不断、条透明纸输送歪斜、条装烟拉线错口等现象，导致停机故障率及物料消耗增加。当采取增加切割压力措施后也无法改善情况时，只能更换切刀。根据U 形刀切割部件的结构特点，利用杠杆原理设计U 形刀专用更换工具，缩减更换步骤，减少更换时长，提高了设备生产效率。

图1 U 形刀的切割结构

2.1 专用工具的设计

根据测量，专用更换工具短杆受设备空间所限，应为80 mm，长杆的尺寸需经过计算得出。查阅资料，可知U 形刀弹簧的劲度系数为5600 N/m，自由变量为35 mm，根据杠杆公式和弹簧弹力公式计算得出动力和长杆长度（表1）。

表1 专用更换工具长杆尺寸的计算

从表1 可以看出，随着长杆尺寸的增加，所需要提供的动力越小，即越省力，但是长杆尺寸的增加也会带来使用中的不便利，综合考虑省力、安全、便捷等因素，最终取长杆长度为300 mm。经验证，可以轻松提供52.3 N 的压力。根据以上计算分析，设计了U 形刀专用更换工具机械设计图纸（图2）。

图2 U 形刀专用更换工具机械设计图纸

2.2 专用工具的工作原理

拆卸U 形刀时，以压纸轮的轴为支点，将挂钩钩住压纸轮轴。长杆压在U 形刀上，拆掉两颗M5 螺栓。在长杆向下压的作用力下，取下调节块，慢慢抬起长杆，释放压簧向上的反弹力，然后取出U 形刀和压簧。

安装时采用同样方法。

3 使用效果

利用新型的专用更换工具拆卸安装U 形刀时有如下便利：①解决了以往多人操作费时费力的问题；②优化了拆解步骤，提高了操作的安全性；③满足拆卸安装的技术要求，大大缩短了更换时间；④提高了设备运行效率，保证了产品质量。