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[摘 要]本文针对YB47包装机商标纸吸盘更换需要时间较长的弊端，通过对更换过程认真分析论证，查找出影响更换时间的主要原因后，对吸盘安装板和吸盘的结构进行了重新设计，经实践应用达到了减少更换时间和降低劳动强度的目的，同時提高了设备有效作业率。
[关键词]烟草机械；YB47；商标纸吸盘；快速更换
中图分类号：G712 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2019）04-0390-02
前言
河南中烟一体化重组后，企业内部各卷烟厂间的竞争实质上是生产成本、效率和产品质量的竞争，而提高产品质量、降低生产成本的关键在于提高烟草设备的科技水平，依靠技术改造和技术创新来增加产品的技术含量。因此，包装维修中合理的对设备的结构进行分析，查找出影响设备维修效率的主要原因，适时科学地对设备进行更新改造，完善零部件的结构，管好、用好、维修好设备，充分发挥设备效能，提高设备的稳定性和可靠性，降低消耗和生产成本，对促进企业持续发展具有十分重要的意义。YB47硬盒硬条包装机组是上海烟草机械有限责任公司从意大利G.D公司技术引进并实现国产化的高速卷烟包装机组，其额定生产能力550包/分。在实际使用中，YB47商标纸吸盘更换比较麻烦，用时较长，劳动强度较大，对有效作业率有较大影响，本文将通过对更换过程进行分析论证，设计出了一种新型的吸盘安装板和吸盘。
1.问题的提出
1.1 商标纸吸盘使用及更换存在的问题
YB47在实际使用中，商标纸吸盘由橡胶制成，磨损较快，属易损件，经过卷烟厂长时间的实际观察统计，吸盘的使用时间为1周，即新吸盘在使用1周后就必须更换，否则磨损严重的吸盘会造成商标纸的吸取故障率增加，因此吸盘更换较为频繁，而每次更换需要50分钟左右，增加了设备的停机时间，降低了设备有效作业率。
1.2 商标纸吸盘吸取原理
1.2.1 商标纸吸取装置简介：
商标纸吸取动作由商标纸取纸毂轮完成，取纸毂轮上安装有四件吸盘安装板，每件安装板上分别安装3只商标纸吸盘，取纸毂轮、安装板、吸盘之间设计有负压吸风通道，通过吸盘与商标纸库内的商标纸接触挤压排除空气，同时利用负压系统的真空吸风进行商标纸的吸取与传送。
1-商标纸库2-商标纸吸盘3吸盘安装板4-吸取轮
1.2.2 吸盘、吸盘安装板结构及吸盘的安装
吸盘及安装座的结构如图所示。
由于吸盘为橡胶制品，通过吸盘自身的结构及橡胶的变形镶嵌在安装板上。每块安装板由9颗M5*16内六角螺钉安装在取纸鼓轮上。
1.3吸盘运动轨迹的分析
吸盘吸取商标纸的运动轨迹如图三所示，吸盘的运动由设备内部传动的带轮、凸轮及其它部件共同作用，运动轨迹为上图中曲线A-B-C-D-A，取纸鼓轮的旋转方向为顺时针方向，额定转速为550/4=137.5转/分。当吸盘到达A点时，吸盘的转速由最快逐渐降低并从半径为R2的圆弧上升到达半径为R1的圆弧上B点，到达B点时转速为零，与商标纸接触并挤压，同时接通吸风负压对商标纸进行吸取，吸取好商标纸后开始加速转动，沿曲线B-C回到半径为R2的圆弧上，到达C点时转速增加到正常转速，随后匀速旋转，将吸附的商标纸输送到D点时与第二毂轮交接，同时关闭吸风负压，将商标纸交给第二吸纸毂轮进行输送，空吸盘再沿圆弧D-A匀速转到A点进行下一张商标纸的吸取。
1.4 吸盘更换的方法及步骤
由于商标纸吸盘及吸盘安装板本身的设计结构，同时按设备生产厂家的要求，更换吸盘的步骤如下：
第一步：拧下9颗M5*16内六角螺钉，将吸盘安装板组件从设备上拆下；
第二步：拆下安装板组件上的旧吸盘并装上新吸盘；
第三步：将换好新吸盘的安装板组件装回设备，固定9颗M5*16内六角螺钉。
经统计，更换全部吸盘需重复上述三步骤4次，需要的时间为：
将吸盘安装板组件从设备上拆下：20分钟；
拆下安装板组件上的旧吸盘并装上新吸盘：10分钟；
将换好新吸盘的安装板组件装回设备：20分钟；
更换一次吸盘的总时间为：拆下安装板组件时间+拆旧吸盘上新吸盘时间+ 装回安装板组件时间：
=20分钟+10分钟+20分钟=50分钟
结论：商标纸吸盘更换时间为50分钟，相对于另一种包装机型GDX2的商标纸吸盘的更换时间（吸盘更换时间不到1分钟）较长，分析原因是由于结构不同导致更换方式的不同，导致YB47商标纸吸盘更换时间较长，因此我们试想通过设计新型吸盘安装板和吸盘结构来缩短吸盘的更换时间。
2 方案的提出
根据设备技术改造要遵循针对性、适用性、可能性及经济性的原则，从提高设备运行效率，减少吸盘更换时间和降低劳动强度等出发来制定改造方案。
经以上分析，由于取纸鼓轮回转中心与商标纸库的距离固定，我们在改造该组件时要保证改造后的吸盘组件上吸盘的回转半径不变（即改造后的吸盘安装板组件的总体尺寸不变），如吸盘的回转半径改变会引起运动轨迹的变化，造成商标纸的吸取故障。同时由于该吸盘组件安装在鼓轮上随鼓轮旋转，因此改造后的吸盘组件的重量不能增加较大，重量越大转动惯量就越大，便会引起内部传动件的加速损坏。
3改造的设计
为了能达到快插快拔的目的，需要对吸盘、吸盘安装板进行结构改造，同时另外设计用于安装吸盘的部件。
3.1吸盘安装板的设计
借鉴GDX2包装机吸盘安装座的结构，设计一个新的吸盘安装座，该安装座既能安装吸盘，同时又能固定在安装板上。
3.2安装板的设计改造
由于以上方案确定增加了新设计的吸盘安装座，吸盘安装板仍使用原安装板，遂需要加工与安装座相应的螺纹孔，把吸盘安装座固定在安装板上。 3.3吸盘的设计改造
为了达到快换的目的，需要将原吸盘的结构进行改变，把原吸盘用于镶嵌固定的底部胶板去掉（原吸盘依靠该部分来固定于吸盘安装板上，因此不方便拆装更换），与新的吸盘安装座达到快插的目的。
3.4改造后实施安装
改造后，该吸盘组件装置的安装只需第一次将改造后的吸盘安装板（已装上新的吸盘安装座）替换掉原有的安装板，在以后的吸盘更换过程中只需要将磨损的吸盘直接拔下，再直接按上新吸盘即可，不需每次都拆下吸盘安装板就能对吸盘进行更换。
3.6 改造后吸盘安装板与吸盘装配示意图和更换流程
吸盘更换流程如下：
打开商标纸输送护条 → 取下旧吸盘 → 安装新吸盘 → 关上商标纸输送护条
4 使用效果
自改造实施以后，通过观察，商标纸吸盘未出现脱落现象，在吸盘使用周期内商标纸吸取未出现异常，设备运行平稳，与改造前使用前一致，但吸盤的更换步骤得到了简化。经统计，每次吸盘平均更换时间：4分钟
经过本次设计改造，商标纸吸盘的更换时间从以前的50分钟减少到4分钟，每次更换的时间节约了46分钟，节约了10倍以上的更换时间，达到非常理想的效果。
按照每周更换一次，每次节约45分钟计算，中心现有4组ZB47包装机，每周总计节约0.75×4=3小时，每月节约12小时，每年节约12×12=144小时，以每天工作时间20.5小时核算，即可单台设备多生产7个工作日。该设备平均日产200箱，可以看出，在工作日不增加情况下，可多生产卷烟1400箱。按照每箱产值1.5万元计算，在同样生产日前提下，可多增加产值1400×1.5=2100万元。按照设备利用率80%计算，即可增加产值1680万元。
5结束语
此次改进大大减小了YB47吸嘴的更换时间，达到了提升设备有效作业率的降低劳动强度的目的。
参考文献
[1]姚二民，除国海.卷烟机械.北京：中国轻工业出版社.2000.
[2]范铁桢，烟机设备修理技师培训[包装设备] .国家烟草专卖局职业技能鉴定指导中心，2002.
[3]王少怀.《机械设计师手册》（上、下册）.电子工业出版社.2006年.
[4]闻邦椿.机械设计手册（第5版）（第4卷） .机械工业出版社.2010教育出版.
[关键词]烟草机械；YB47；商标纸吸盘；快速更换
中图分类号：G712 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2019）04-0390-02
前言
河南中烟一体化重组后，企业内部各卷烟厂间的竞争实质上是生产成本、效率和产品质量的竞争，而提高产品质量、降低生产成本的关键在于提高烟草设备的科技水平，依靠技术改造和技术创新来增加产品的技术含量。因此，包装维修中合理的对设备的结构进行分析，查找出影响设备维修效率的主要原因，适时科学地对设备进行更新改造，完善零部件的结构，管好、用好、维修好设备，充分发挥设备效能，提高设备的稳定性和可靠性，降低消耗和生产成本，对促进企业持续发展具有十分重要的意义。YB47硬盒硬条包装机组是上海烟草机械有限责任公司从意大利G.D公司技术引进并实现国产化的高速卷烟包装机组，其额定生产能力550包/分。在实际使用中，YB47商标纸吸盘更换比较麻烦，用时较长，劳动强度较大，对有效作业率有较大影响，本文将通过对更换过程进行分析论证，设计出了一种新型的吸盘安装板和吸盘。
1.问题的提出
1.1 商标纸吸盘使用及更换存在的问题
YB47在实际使用中，商标纸吸盘由橡胶制成，磨损较快，属易损件，经过卷烟厂长时间的实际观察统计，吸盘的使用时间为1周，即新吸盘在使用1周后就必须更换，否则磨损严重的吸盘会造成商标纸的吸取故障率增加，因此吸盘更换较为频繁，而每次更换需要50分钟左右，增加了设备的停机时间，降低了设备有效作业率。
1.2 商标纸吸盘吸取原理
1.2.1 商标纸吸取装置简介：
商标纸吸取动作由商标纸取纸毂轮完成，取纸毂轮上安装有四件吸盘安装板，每件安装板上分别安装3只商标纸吸盘，取纸毂轮、安装板、吸盘之间设计有负压吸风通道，通过吸盘与商标纸库内的商标纸接触挤压排除空气，同时利用负压系统的真空吸风进行商标纸的吸取与传送。
1-商标纸库2-商标纸吸盘3吸盘安装板4-吸取轮
1.2.2 吸盘、吸盘安装板结构及吸盘的安装
吸盘及安装座的结构如图所示。
由于吸盘为橡胶制品，通过吸盘自身的结构及橡胶的变形镶嵌在安装板上。每块安装板由9颗M5*16内六角螺钉安装在取纸鼓轮上。
1.3吸盘运动轨迹的分析
吸盘吸取商标纸的运动轨迹如图三所示，吸盘的运动由设备内部传动的带轮、凸轮及其它部件共同作用，运动轨迹为上图中曲线A-B-C-D-A，取纸鼓轮的旋转方向为顺时针方向，额定转速为550/4=137.5转/分。当吸盘到达A点时，吸盘的转速由最快逐渐降低并从半径为R2的圆弧上升到达半径为R1的圆弧上B点，到达B点时转速为零，与商标纸接触并挤压，同时接通吸风负压对商标纸进行吸取，吸取好商标纸后开始加速转动，沿曲线B-C回到半径为R2的圆弧上，到达C点时转速增加到正常转速，随后匀速旋转，将吸附的商标纸输送到D点时与第二毂轮交接，同时关闭吸风负压，将商标纸交给第二吸纸毂轮进行输送，空吸盘再沿圆弧D-A匀速转到A点进行下一张商标纸的吸取。
1.4 吸盘更换的方法及步骤
由于商标纸吸盘及吸盘安装板本身的设计结构，同时按设备生产厂家的要求，更换吸盘的步骤如下：
第一步：拧下9颗M5*16内六角螺钉，将吸盘安装板组件从设备上拆下；
第二步：拆下安装板组件上的旧吸盘并装上新吸盘；
第三步：将换好新吸盘的安装板组件装回设备，固定9颗M5*16内六角螺钉。
经统计，更换全部吸盘需重复上述三步骤4次，需要的时间为：
将吸盘安装板组件从设备上拆下：20分钟；
拆下安装板组件上的旧吸盘并装上新吸盘：10分钟；
将换好新吸盘的安装板组件装回设备：20分钟；
更换一次吸盘的总时间为：拆下安装板组件时间+拆旧吸盘上新吸盘时间+ 装回安装板组件时间：
=20分钟+10分钟+20分钟=50分钟
结论：商标纸吸盘更换时间为50分钟，相对于另一种包装机型GDX2的商标纸吸盘的更换时间（吸盘更换时间不到1分钟）较长，分析原因是由于结构不同导致更换方式的不同，导致YB47商标纸吸盘更换时间较长，因此我们试想通过设计新型吸盘安装板和吸盘结构来缩短吸盘的更换时间。
2 方案的提出
根据设备技术改造要遵循针对性、适用性、可能性及经济性的原则，从提高设备运行效率，减少吸盘更换时间和降低劳动强度等出发来制定改造方案。
经以上分析，由于取纸鼓轮回转中心与商标纸库的距离固定，我们在改造该组件时要保证改造后的吸盘组件上吸盘的回转半径不变（即改造后的吸盘安装板组件的总体尺寸不变），如吸盘的回转半径改变会引起运动轨迹的变化，造成商标纸的吸取故障。同时由于该吸盘组件安装在鼓轮上随鼓轮旋转，因此改造后的吸盘组件的重量不能增加较大，重量越大转动惯量就越大，便会引起内部传动件的加速损坏。
3改造的设计
为了能达到快插快拔的目的，需要对吸盘、吸盘安装板进行结构改造，同时另外设计用于安装吸盘的部件。
3.1吸盘安装板的设计
借鉴GDX2包装机吸盘安装座的结构，设计一个新的吸盘安装座，该安装座既能安装吸盘，同时又能固定在安装板上。
3.2安装板的设计改造
由于以上方案确定增加了新设计的吸盘安装座，吸盘安装板仍使用原安装板，遂需要加工与安装座相应的螺纹孔，把吸盘安装座固定在安装板上。 3.3吸盘的设计改造
为了达到快换的目的，需要将原吸盘的结构进行改变，把原吸盘用于镶嵌固定的底部胶板去掉（原吸盘依靠该部分来固定于吸盘安装板上，因此不方便拆装更换），与新的吸盘安装座达到快插的目的。
3.4改造后实施安装
改造后，该吸盘组件装置的安装只需第一次将改造后的吸盘安装板（已装上新的吸盘安装座）替换掉原有的安装板，在以后的吸盘更换过程中只需要将磨损的吸盘直接拔下，再直接按上新吸盘即可，不需每次都拆下吸盘安装板就能对吸盘进行更换。
3.6 改造后吸盘安装板与吸盘装配示意图和更换流程
吸盘更换流程如下：
打开商标纸输送护条 → 取下旧吸盘 → 安装新吸盘 → 关上商标纸输送护条
4 使用效果
自改造实施以后，通过观察，商标纸吸盘未出现脱落现象，在吸盘使用周期内商标纸吸取未出现异常，设备运行平稳，与改造前使用前一致，但吸盤的更换步骤得到了简化。经统计，每次吸盘平均更换时间：4分钟
经过本次设计改造，商标纸吸盘的更换时间从以前的50分钟减少到4分钟，每次更换的时间节约了46分钟，节约了10倍以上的更换时间，达到非常理想的效果。
按照每周更换一次，每次节约45分钟计算，中心现有4组ZB47包装机，每周总计节约0.75×4=3小时，每月节约12小时，每年节约12×12=144小时，以每天工作时间20.5小时核算，即可单台设备多生产7个工作日。该设备平均日产200箱，可以看出，在工作日不增加情况下，可多生产卷烟1400箱。按照每箱产值1.5万元计算，在同样生产日前提下，可多增加产值1400×1.5=2100万元。按照设备利用率80%计算，即可增加产值1680万元。
5结束语
此次改进大大减小了YB47吸嘴的更换时间，达到了提升设备有效作业率的降低劳动强度的目的。
参考文献
[1]姚二民，除国海.卷烟机械.北京：中国轻工业出版社.2000.
[2]范铁桢，烟机设备修理技师培训[包装设备] .国家烟草专卖局职业技能鉴定指导中心，2002.
[3]王少怀.《机械设计师手册》（上、下册）.电子工业出版社.2006年.
[4]闻邦椿.机械设计手册（第5版）（第4卷） .机械工业出版社.2010教育出版.