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包裝機(jī)是由意大利公司在八十年代設(shè)計(jì)制造的中高速香煙包裝機(jī)組。目前我廠的產(chǎn)品包裝主要由包裝機(jī)和包裝機(jī)完成。包裝機(jī)主要負(fù)責(zé)硬盒產(chǎn)品的包裝、包裝機(jī)主要負(fù)責(zé)軟盒產(chǎn)品的包裝。包裝機(jī)和包裝機(jī)在輔機(jī)設(shè)計(jì)理念和設(shè)計(jì)方案基本相同，區(qū)別在于產(chǎn)品外觀尺寸相關(guān)的設(shè)備調(diào)整尺寸。在實(shí)際使用中，包裝機(jī)具有運(yùn)行穩(wěn)定、有效作業(yè)率高、消耗低、維修方便等優(yōu)點(diǎn)。在實(shí)際的生產(chǎn)過程中，發(fā)現(xiàn)由于某些部件設(shè)計(jì)的局限性，導(dǎo)致包裝后的小盒存在質(zhì)量缺陷以及故障停機(jī)問題，維修人員經(jīng)常頻繁調(diào)試設(shè)備，加大了維修人員的工作難度和強(qiáng)度。

存在問題

實(shí)際運(yùn)行中，透明紙牽引力與透明紙紙圈架制動(dòng)裝置對(duì)紙圈的制動(dòng)摩擦力在工作過程中不能處于動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài)，制動(dòng)片與制動(dòng)鼓之間的摩擦力不能滿足生產(chǎn)的需要，造成透明紙?jiān)卺尫潘俣瓤?，致使透明紙輸送速度不穩(wěn)定和透明紙左右打擺，容易造成產(chǎn)品破包、拉線錯(cuò)牙、小盒玻璃紙歪斜等質(zhì)量缺陷和造成透明紙?jiān)谳斔屯ǖ郎隙氯裙收稀?/span>透明紙供給原理及透明紙紙圈架的結(jié)構(gòu)與工作原理

1 透明紙供給原理

如圖一所示，從紙圈 1 或 2 釋放下來(lái)的透明紙，均需經(jīng)一系列輥輪的導(dǎo)向，然后沿著導(dǎo)向輥 3 被垂直牽引向下， 牽引透明紙所謂動(dòng)力來(lái)源于 一對(duì)送紙輥 4。在輸送過程中，切紙刀 5 將透明紙裁切成一定長(zhǎng)度，被裁切的透明紙與未裁切的透明紙為便于輸送暫時(shí)保持四點(diǎn)相連，透明紙繼續(xù)向下輸送到軟盒煙包地進(jìn)入位置（即包裝成型輪的包裝槽前面），由加速輪 6 來(lái)完成透明紙四點(diǎn)分離。

1、2．紙圈 3．導(dǎo)向輥 4．一對(duì)送紙輪

5．切紙刀 6．加速輥圖一 透明紙供給

透明紙?jiān)诩埲ι系尼尫诺目炻c制動(dòng)片與制動(dòng)鼓之間的摩擦力大小決定，當(dāng)制動(dòng)片與制動(dòng)鼓之間的摩擦力大，則透明紙釋放慢，反之，則透明紙釋放快。 2 . 2 透明紙紙圈架的結(jié)構(gòu)與工作原理

紙圈架上裝有兩個(gè)相同結(jié)構(gòu)的紙圈，且?guī)в型该骷埾目刂蒲b置。透明紙紙圈架主要有滾輪架、紙圈、制動(dòng)鼓、拼接裝置、彈簧板微動(dòng)開關(guān)、制動(dòng)擺桿、壓紙擺桿等組成。

如圖二所示，紙圈架 1 裝在機(jī)身上端面，在紙圈架上裝有二個(gè)結(jié)構(gòu)相同的紙圈 2、8 。當(dāng)透明紙

在一對(duì)送紙

紙圈架 2、8．紙圈 3、9．制動(dòng)鼓 4．拼接裝置 5、10．彈簧板 6、12、15．?dāng)[桿 7、11．滾輪架

13、16．微動(dòng)開關(guān) 14、17、20、21、23．彈簧 18、22．制動(dòng)擺桿 19．壓紙擺桿

圖二  紙卷安裝

輥對(duì)拉力牽引下，使?jié)L輪架 7、11 上端的滾輪受到向左下方的拉力，由于滾輪架固定在擺桿 6、12 上，使?jié)L輪架克服擺桿下端的彈簧 17、21 拉力和彈簧 20、23 通過制動(dòng)擺桿 18、22 彈簧板 5、10 作用于擺桿上端的推力，使?jié)L輪繞著軸作逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，這時(shí)制動(dòng)擺桿下端制動(dòng)片與紙圈上的制動(dòng)鼓 3、9 放松，對(duì)制動(dòng)鼓 3、9 摩擦力減少，紙圈作順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，透明紙從紙圈上自動(dòng)松解釋放下來(lái)，如果透明紙從紙圈松解過快，呈松弛狀態(tài)，其對(duì)滾輪架上端的拉力減小，在擺桿下端的彈簧和制動(dòng)擺桿下端彈簧拉力的作用下，使?jié)L輪架繞軸作順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)，制動(dòng)擺桿在彈簧力的作用下也順時(shí)針方向擺動(dòng)，制動(dòng)擺桿下端制動(dòng)片與制動(dòng)鼓壓緊，摩擦力增加，從而防止了紙圈在運(yùn)動(dòng)中的慣性使透明紙松解釋放過快，因此， 透明紙牽引力與制動(dòng)裝置對(duì)紙圈的制動(dòng)摩擦力在工作過程中總處于動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài)。

2 . 2 . 1 制動(dòng)擺桿的調(diào)整

如圖三所示，制動(dòng)擺桿的調(diào)整：用螺釘來(lái)調(diào)整， 使制動(dòng)擺桿下端的制動(dòng)片完全地附在制動(dòng)鼓上，另外調(diào)整偏心軸，在滾輪架處于沒有拉力的狀態(tài)時(shí)，是擺桿上的滾輪與彈簧板相距3mm。

原因分析

透明紙牽引力與制動(dòng)裝置對(duì)紙圈的制動(dòng)摩擦力不能處于動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài)的原因分析。

如圖四所示，制動(dòng)擺桿上裝有制動(dòng)片， 制動(dòng)片為表面為弧形，材質(zhì)為石棉加 鋼絲，它的作用是與制動(dòng)擺桿配合與 制動(dòng)鼓相接觸，產(chǎn)生摩擦力，為紙圈 提供制動(dòng)。制動(dòng)片的外形尺寸為寬15mm、長(zhǎng) 42mm、厚 7mm，弧形半徑為 105mm。而制動(dòng)鼓的直徑為 203mm，

彈簧板 2．滾輪 3．螺釘

制動(dòng)擺桿 5．制動(dòng)鼓圖三 制動(dòng)擺桿的調(diào)整

圖四 制動(dòng)擺桿

通過圖五，我們可看出制動(dòng)鼓圓心與制動(dòng)片的弧形圓心不在同一點(diǎn)， 兩個(gè)圓心相距 3.5mm，造成制動(dòng)片在 42mm 全長(zhǎng)上不能同制動(dòng)鼓完全接觸，接近制動(dòng)片中間處與制動(dòng)鼓接觸。當(dāng)制動(dòng)擺桿在透明紙牽引力的作用下，逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，制動(dòng)片也繞制動(dòng)擺桿的中心逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，制動(dòng)片的工作面則逐漸變小。

為保證紙圈架平穩(wěn)供應(yīng)透明紙，透明紙的牽引力與制動(dòng)片對(duì)制動(dòng)鼓的摩擦力動(dòng)態(tài)平衡，牽引力相對(duì)紙圈

圖五 制動(dòng)片與制動(dòng)鼓工作效果圖

的力矩與摩擦力相對(duì)制動(dòng)鼓的力矩相等，力矩動(dòng)態(tài)平衡，即 F 牽·L 牽=F 摩·L摩（F 牽=透明紙牽引力、L 牽=透明紙的半徑、F 摩=制動(dòng)片與制動(dòng)鼓的摩擦力、L 摩=制動(dòng)鼓半徑）對(duì)制動(dòng)片進(jìn)行受力分析和力矩分析：

在理想狀態(tài)下，將制動(dòng)片分成若干個(gè)點(diǎn)，對(duì)點(diǎn)進(jìn)行受力分析，則制動(dòng)片所受的摩擦力為各個(gè)點(diǎn)所受摩擦力的合力。在制動(dòng)片上任意取一點(diǎn) A，進(jìn)行受力分析，由于制動(dòng)擺桿在透明紙牽引力的作用下，通過制動(dòng)片對(duì)制動(dòng)鼓有一個(gè)壓力，并且 由于制動(dòng)鼓為直徑為 203mm 的圓形，壓力 F 的方向必定指向制動(dòng)鼓的圓心，并且壓力 F 的大小是透明紙牽引力與制動(dòng)擺桿上拉伸彈簧的彈簧拉力的合力。由于壓力的存在，致使制動(dòng)片上的 A點(diǎn)受到摩擦力發(fā) F’，摩擦力的方向?yàn)?A 點(diǎn)與制動(dòng)

圖六 受力分析圖

鼓交點(diǎn)處的切線方向。根據(jù)摩擦力的公式 F’=ｕN，其中ｕ為摩擦系數(shù)、N 為受力點(diǎn)所受的正壓力。則由于壓力 F 的受力方向指向制動(dòng)鼓的圓心，即 F=N，則 A點(diǎn)所受的摩擦力為 F’A=ｕF，F(xiàn)’= 42 FA' ，通過公式可以直觀的發(fā)現(xiàn)制動(dòng)鼓所受到的摩擦力為作用在制動(dòng)片工作長(zhǎng)度的各個(gè)點(diǎn)摩擦力的微積分。通過圖五，制動(dòng)擺該在透明紙拉力和拉伸彈簧的彈簧拉力的共同作用下圍繞制動(dòng)擺桿的中心作圓周運(yùn)動(dòng)，造成制動(dòng)片的有效工作長(zhǎng)度減小，如在透明紙拉力和拉伸彈簧的彈簧拉力的合力不變的情況下，由于制動(dòng)片與制動(dòng)鼓的工作長(zhǎng)度減小，致使摩擦力減小，造成透明紙釋放速度快，致使透明紙輸送速度不穩(wěn)定和透明紙左右打擺，容易造成產(chǎn)品破包、拉線錯(cuò)牙、小盒玻璃紙歪斜等質(zhì)量缺陷和造成透明紙?jiān)谳斔屯ǖ郎隙氯裙收?。并且由于制?dòng)片的有效工作長(zhǎng)度小，造成制動(dòng)片局部磨損嚴(yán)重， 為了保證透明紙釋放的速度，維修人員經(jīng)常更換制動(dòng)片或在制動(dòng)片與制動(dòng)鼓之間增加摩擦系數(shù)大的耐磨物質(zhì)便向增加摩擦制動(dòng)片對(duì)制動(dòng)鼓的摩擦力。

1. 改進(jìn)的思路

根據(jù) F’= 0FA' 的微積分公式，制動(dòng)鼓所受到的摩擦力為作用在制動(dòng)片工作長(zhǎng)度的各個(gè)點(diǎn)摩擦力的微積分。那增加制動(dòng)片的有效的工作長(zhǎng)度，是解決問題的突破點(diǎn)。將制動(dòng)片無(wú)限延長(zhǎng)，變成包角等于 180°的制動(dòng)帶，并且一端與滾輪架相連，一端與在紙圈架上的定位塊相連, 并且通過彈簧調(diào)整制動(dòng)力。

5.結(jié)束語(yǔ)

通過包裝機(jī)透明紙剎車裝置的改進(jìn)，拓寬了我們分析問題的思路， 為以后在工作中遇到類似問題提供了經(jīng)驗(yàn)。

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