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摘 要：介绍了YB45包装机三号轮剔除装置的工作原理，通过对剔除原理及剔除情况分析，发现剔除过程中上剔除臂推送作用不足、模盒与剔除板之间存在间隙，引起剔除失败。本文设计了一种三号轮剔除装置，设计增加了吹风辅助剔除，剔除成功率从原来的98.71%增加到99.97%。
关键词：YB45包装机；三号轮；剔除不完全；吹风装置
1 前言
目前针对三号轮剔除检测装置改进有两种：一种为增加剔除板尺寸减少了剔除板与模盒之间的间隙，以提高剔除成功率，但是对铝箔纸破损、内裹包变形的情况改善不明显。一种增加后置检测以剔除存在铝箔纸缺陷的烟包，这样可以有效降低产品缺陷率，但没有解决因残留铝箔纸、烟支损坏设备的情况。本文用一种采用压缩空气辅助剔除铝箔烟包的方法来解决问题。
2 存在问题
三号轮剔除装置负责对不合格铝箔烟包的剔除，如图1所示，剔除装置执行机构主要由上剔除臂和下剔除臂组成，当检测到不合格铝箔烟包时，电器系统给出剔除信号，机器内部电磁铁通电带动离合片进入拔叉，此时拔叉刚好处于静止状态，使一直旋转的凸轮、连杆通过离合器连接到上下剔除臂的传动齿轮轴，从而实现向下动作完成剔除动作，剔除完成后电器系统给出信号，电磁铁断电离合脱开，剔除臂依靠弹簧复位。[1、2]剔除失败后的残留铝箔纸、残缺烟支会使下面多个铝箔烟包引起质量缺陷。
在实际运行过程中，三号轮剔除装置不能完整地剔除铝箔烟包。剔除不完整会导致残留烟支、铝箔纸阻塞在模盒与上导轨、模盒与剔除板之间，从而引起后续烟包铝箔纸破损等，严重时可能会损坏3号轮模盒、轮芯、剔除臂装置组件等。此外剔除通道由于空间受限，坡度小、行程短，被剔除的铝箔纸烟包会堆积在剔除通道下面，同时由于剔除通道在设备内侧，不方便观察与清洁，堆积过多时，也会造成剔除动作受阻撞坏设备。经统计我厂包装机三号轮剔除成功率为98.71%。
1、剔除板 2、三号轮模盒 3、上剔除臂 4、下剔除臂
图1三号轮剔除装置
3 原因分析
引起剔除不干净的因素主要有三个：
①速度快，剔除时间短。YB45包装机设计运行速度为400包/分，一个工位时间为150ms。三号轮所用马耳他轮为8个工位，运动时间与停顿时间为3：5，其中停顿时间96ms，也就是剔除动作不足0.1秒，时间很短。②上剔除臂行程短，推动作用小。上下剔除臂由在一个传动齿轮轴分别带动两个不同传动比的齿轮轴.在实际剔除时，下剔除板几乎完全竖直，但上剔除臂受模盒空间位置所限，动作幅度很小，如图1所示，这样对铝箔纸烟包的推动作用小，对于变形铝箔纸烟包不能提供完整有效剔除。③容易残留。模盒内尺寸87*55mm，剔除板74*49mm，如图3所示，剔除板的宽度比模盒要小6mm，长度小13mm，变形破损后的铝箔纸或残留裸露的烟支容易卡在剔除板与模盒之间。此外模盒与下导轨间隙，残留铝箔纸和烟支也容易阻塞在它们之间。
这样0.1秒内不能100%将对不好的铝箔纸烟包剔除干净，尤其是变形严重、破损的铝箔纸烟包剔除干净，会有残留铝箔纸、残留烟支[3]。
4 改进方案
4.1改进思路
为了解决上述问题，在三号轮第二工位的模盒正上方增加一个吹风装置以辅助剔除，依靠合适的压缩空气强行将铝箔烟包吹落，还可以有效清除通道推积的铝箔烟包，无其他不良影响。该装置主要由一个安装在三号轮上导轨上的吹风板与接近式检测开关组成，接近式检测开关检测到三号轮剔除臂动作时，控制电磁阀使压缩空气开启，将不合格的铝箔烟包剔除。
4.2 固定吹风板的设计
将吹风板设计成设计为回字型，不影响上剔除臂的动作，如图2所示，紧挨着剔除板，其中进气口采用英制螺纹管接头G1/8； 进气管、一级通道直、二级通道、吹风孔直径分为6mm、4mm、3mm、2.5mm。同时实现得出最值气压0.6MPa。这样4个吹风孔可以提供的压力为0.6Mpa×3.14×（0.0025m/2）2×4=11.8N，而一包铝箔纸烟包约重18～20g，即0.2N，可以得出在烟包吹出瞬间可以提供约58倍的压力。
图2 吹风通道
将吹风装置安装在三号轮上导轨处，可以承载压缩空气的反冲力
4.3 剔除板的改造
压缩空气吹出后分布呈扩散形，将剔除板开设4个对应的直槽形风口，保证了在剔除臂向下动作时，压缩空气仍能够作用在烟包上。
4.4 压缩空气的控制与安装
压缩空气不能常开，要求在剔除动作时准确启停，需要用电磁阀控制。这里选择MFH-3-1/8的常闭、单电控二位三通电磁阀，同时是参考三号轮上剔除臂动作为剔除信号来源，增设一个接近开关。当上剔除板刚开始动作时，即在烟包刚刚被剔除臂带动向下运动的同时，压缩空气启动。当剔除板结束动作回到原位时，压缩空气才停止。
4.5 检测的安装
最后用一个不锈钢支架将检测支架一端固定在附近的线槽盖板从而不损坏箱体，一端安装检测探头，如下图3所示。
图3
5 改进效果
新型三号轮吹风装置对正常铝箔纸烟包的传输没有影响，对变形烟包、铝箔纸歪斜、烟支外漏的铝箔纸烟包剔除能够有效吹出，无残留铝箔纸或残留烟支，除剔除功能执行可靠，改进之后，结合长达3个月的在线运行观察，剔除成功率从98.71%提高到了99.97%。
参考文献
[1]上海烟草机械有限责任公司.ZB45型硬盒硬条包装机组2006.
[2]《GDX2盒包装机随机图册》. 意大利GD公司.
[3] 王荣疆，张炼加.GDX2包装机3号轮剔除装置缺陷改进.《装备制造技术》.2013，8.
[4]潘安岳.卷烟包装机小盒铝箔纸缺陷检测装置的设计与应用.《科技论坛》.2012，5.
[5]刘静安，谢水生.铝合金材料的应用与技术开发[M].冶金工业出版社.2004：50-56.
[6]辛连学，李海金.液压与气动技术（第2版）[M].北京航空航天大学出版社.2010：72-74.
[7]俞阿龙，李正.传感器原理及应用[M].南京大学出版社.2010：12-20.
关键词：YB45包装机；三号轮；剔除不完全；吹风装置
1 前言
目前针对三号轮剔除检测装置改进有两种：一种为增加剔除板尺寸减少了剔除板与模盒之间的间隙，以提高剔除成功率，但是对铝箔纸破损、内裹包变形的情况改善不明显。一种增加后置检测以剔除存在铝箔纸缺陷的烟包，这样可以有效降低产品缺陷率，但没有解决因残留铝箔纸、烟支损坏设备的情况。本文用一种采用压缩空气辅助剔除铝箔烟包的方法来解决问题。
2 存在问题
三号轮剔除装置负责对不合格铝箔烟包的剔除，如图1所示，剔除装置执行机构主要由上剔除臂和下剔除臂组成，当检测到不合格铝箔烟包时，电器系统给出剔除信号，机器内部电磁铁通电带动离合片进入拔叉，此时拔叉刚好处于静止状态，使一直旋转的凸轮、连杆通过离合器连接到上下剔除臂的传动齿轮轴，从而实现向下动作完成剔除动作，剔除完成后电器系统给出信号，电磁铁断电离合脱开，剔除臂依靠弹簧复位。[1、2]剔除失败后的残留铝箔纸、残缺烟支会使下面多个铝箔烟包引起质量缺陷。
在实际运行过程中，三号轮剔除装置不能完整地剔除铝箔烟包。剔除不完整会导致残留烟支、铝箔纸阻塞在模盒与上导轨、模盒与剔除板之间，从而引起后续烟包铝箔纸破损等，严重时可能会损坏3号轮模盒、轮芯、剔除臂装置组件等。此外剔除通道由于空间受限，坡度小、行程短，被剔除的铝箔纸烟包会堆积在剔除通道下面，同时由于剔除通道在设备内侧，不方便观察与清洁，堆积过多时，也会造成剔除动作受阻撞坏设备。经统计我厂包装机三号轮剔除成功率为98.71%。
1、剔除板 2、三号轮模盒 3、上剔除臂 4、下剔除臂
图1三号轮剔除装置
3 原因分析
引起剔除不干净的因素主要有三个：
①速度快，剔除时间短。YB45包装机设计运行速度为400包/分，一个工位时间为150ms。三号轮所用马耳他轮为8个工位，运动时间与停顿时间为3：5，其中停顿时间96ms，也就是剔除动作不足0.1秒，时间很短。②上剔除臂行程短，推动作用小。上下剔除臂由在一个传动齿轮轴分别带动两个不同传动比的齿轮轴.在实际剔除时，下剔除板几乎完全竖直，但上剔除臂受模盒空间位置所限，动作幅度很小，如图1所示，这样对铝箔纸烟包的推动作用小，对于变形铝箔纸烟包不能提供完整有效剔除。③容易残留。模盒内尺寸87*55mm，剔除板74*49mm，如图3所示，剔除板的宽度比模盒要小6mm，长度小13mm，变形破损后的铝箔纸或残留裸露的烟支容易卡在剔除板与模盒之间。此外模盒与下导轨间隙，残留铝箔纸和烟支也容易阻塞在它们之间。
这样0.1秒内不能100%将对不好的铝箔纸烟包剔除干净，尤其是变形严重、破损的铝箔纸烟包剔除干净，会有残留铝箔纸、残留烟支[3]。
4 改进方案
4.1改进思路
为了解决上述问题，在三号轮第二工位的模盒正上方增加一个吹风装置以辅助剔除，依靠合适的压缩空气强行将铝箔烟包吹落，还可以有效清除通道推积的铝箔烟包，无其他不良影响。该装置主要由一个安装在三号轮上导轨上的吹风板与接近式检测开关组成，接近式检测开关检测到三号轮剔除臂动作时，控制电磁阀使压缩空气开启，将不合格的铝箔烟包剔除。
4.2 固定吹风板的设计
将吹风板设计成设计为回字型，不影响上剔除臂的动作，如图2所示，紧挨着剔除板，其中进气口采用英制螺纹管接头G1/8； 进气管、一级通道直、二级通道、吹风孔直径分为6mm、4mm、3mm、2.5mm。同时实现得出最值气压0.6MPa。这样4个吹风孔可以提供的压力为0.6Mpa×3.14×（0.0025m/2）2×4=11.8N，而一包铝箔纸烟包约重18～20g，即0.2N，可以得出在烟包吹出瞬间可以提供约58倍的压力。
图2 吹风通道
将吹风装置安装在三号轮上导轨处，可以承载压缩空气的反冲力
4.3 剔除板的改造
压缩空气吹出后分布呈扩散形，将剔除板开设4个对应的直槽形风口，保证了在剔除臂向下动作时，压缩空气仍能够作用在烟包上。
4.4 压缩空气的控制与安装
压缩空气不能常开，要求在剔除动作时准确启停，需要用电磁阀控制。这里选择MFH-3-1/8的常闭、单电控二位三通电磁阀，同时是参考三号轮上剔除臂动作为剔除信号来源，增设一个接近开关。当上剔除板刚开始动作时，即在烟包刚刚被剔除臂带动向下运动的同时，压缩空气启动。当剔除板结束动作回到原位时，压缩空气才停止。
4.5 检测的安装
最后用一个不锈钢支架将检测支架一端固定在附近的线槽盖板从而不损坏箱体，一端安装检测探头，如下图3所示。
图3
5 改进效果
新型三号轮吹风装置对正常铝箔纸烟包的传输没有影响，对变形烟包、铝箔纸歪斜、烟支外漏的铝箔纸烟包剔除能够有效吹出，无残留铝箔纸或残留烟支，除剔除功能执行可靠，改进之后，结合长达3个月的在线运行观察，剔除成功率从98.71%提高到了99.97%。
参考文献
[1]上海烟草机械有限责任公司.ZB45型硬盒硬条包装机组2006.
[2]《GDX2盒包装机随机图册》. 意大利GD公司.
[3] 王荣疆，张炼加.GDX2包装机3号轮剔除装置缺陷改进.《装备制造技术》.2013，8.
[4]潘安岳.卷烟包装机小盒铝箔纸缺陷检测装置的设计与应用.《科技论坛》.2012，5.
[5]刘静安，谢水生.铝合金材料的应用与技术开发[M].冶金工业出版社.2004：50-56.
[6]辛连学，李海金.液压与气动技术（第2版）[M].北京航空航天大学出版社.2010：72-74.
[7]俞阿龙，李正.传感器原理及应用[M].南京大学出版社.2010：12-20.