超高速硬盒包裝機(jī)組是引進(jìn)德國(guó)公司硬盒包裝技術(shù)的國(guó)產(chǎn)化設(shè)備，額定生產(chǎn)能力為 800 包/min［1-2］。機(jī)組中的硬條及條外透明紙包裝機(jī) ，采用了硬條及條外透明紙包裝技術(shù)［3-4］，主要完成條盒及條外透明紙的包裝工作，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于操作、包裝速度快等優(yōu)點(diǎn)。但包裝機(jī)煙條提升采用的是堆疊式提升結(jié)構(gòu)，堆疊塔中至少累積 23 條煙才能完成提升工作，一旦缺煙或上游設(shè)備故障，煙條會(huì)堆積在具有加熱美容功能的堆疊塔中無(wú)法排空，需要及時(shí)手動(dòng)除煙，否則就會(huì)因煙條受熱時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，導(dǎo)致透明紙皺縮，影響外觀質(zhì)量，造成原輔材料浪費(fèi)。近年來(lái)，針對(duì)包裝機(jī)已進(jìn)行了相關(guān)研究和改進(jìn)，吳建軍等［5］研究了美式條盒紙的拉帶逆時(shí)針包裝問(wèn)題，滿足了設(shè)備包裝形式的多樣化需求；孫斌［6］改進(jìn)了條盒紙側(cè)面上的長(zhǎng)邊折疊器，縮短了設(shè)備調(diào)試周期；張志盛等［7］對(duì)條盒透明紙端面美容器進(jìn)行了改進(jìn)，改善了條盒包裝的外觀質(zhì)量；吳建軍等［8］ 對(duì)條盒包裝第二推進(jìn)器的潤(rùn)滑環(huán)境進(jìn)行了改進(jìn)， 保證了設(shè)備的良好運(yùn)行。但上述改進(jìn)仍未能解決煙條提升模塊故障率高、原輔材料浪費(fèi)等問(wèn)題。為此，通過(guò)對(duì)堆疊式提升美容裝置的工作原理進(jìn)行分析，改變煙條相互堆疊的提升方式，減少加熱器數(shù)量，以降低設(shè)備故障發(fā)生率，提高煙條外觀包裝質(zhì)量。

1 問(wèn)題分析

包裝機(jī)的堆疊塔提升美容裝置主要由推煙提升機(jī)構(gòu)、止退機(jī)構(gòu)、端面美容器、側(cè)面美容器等部分組成，見(jiàn)圖 1。在生產(chǎn)過(guò)程中，煙條在同步齒形帶 9 的帶動(dòng)下，沿水平成型通道從右向左運(yùn)動(dòng)，同時(shí)完成兩端面透明紙的折疊及第一次熱封。當(dāng)煙條輸送到最左端滑塊 6 上方時(shí)，由擺桿 8、氣缸桿 7、滑塊 6 等組成的連桿滑塊機(jī)構(gòu)［9］將煙條 2 向上提升至止退板 5 上方，在端面美容器 4

1. 側(cè)面美容器   2. 煙條   3. 導(dǎo)向毛刷   4. 端面美容器   5. 止退板   6. 滑塊   7. 氣缸桿    8.擺桿    9. 同步齒形帶 10. 導(dǎo) 向 板

圖1 堆疊式提升美容裝置結(jié)構(gòu)示意圖

分析發(fā)現(xiàn)，堆疊塔提升美容裝置在運(yùn)行過(guò)程中存在以下問(wèn)題：①機(jī)器正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，止退板 5 上的第一條煙始終受到上方 22 條煙的擠壓，承載過(guò)重容易使包裝好的煙條邊角處有壓痕，影響包裝質(zhì)量。②由于導(dǎo)向板 10 是加熱板，在提升過(guò)程中煙條兩端面被多次加熱，造成端面透明紙出現(xiàn)過(guò)熱和皺縮現(xiàn)象。③提升裝置在滑塊 6 的作用下，依靠 23 條煙相互堆疊作用而向上提升，當(dāng)機(jī)器待機(jī)或停機(jī)時(shí)，水平成型通道中沒(méi)有煙條輸送，滑塊6 出現(xiàn)無(wú)效運(yùn)動(dòng)，23  條煙就會(huì)堆積在堆疊塔中無(wú)法及時(shí)排空，需要手動(dòng)將煙條取出，操作不便，并造成原輔材料浪費(fèi)。

2. 改進(jìn)方法

為解決上述問(wèn)題，需要改變煙條相互堆疊的提升方式，并減少加熱器的數(shù)量。改進(jìn)后提升美容裝置主要由第六面美容裝置、“一條一推”提升導(dǎo)軌、“一條一推”提升動(dòng)力及傳動(dòng)系統(tǒng)等部分組成。其中，增加第六面美容器用于對(duì)煙條進(jìn)行全方位美容，提高產(chǎn)品包裝的外觀質(zhì)量；“一條一推”提升導(dǎo)軌通過(guò)固定與滑動(dòng)導(dǎo)軌的相互作用，將煙條從止退板提升到頂端；“一條一推”提升動(dòng)力及傳動(dòng)系統(tǒng)主要為煙條提升提供動(dòng)力，改進(jìn)后由獨(dú)立伺服電機(jī)作為動(dòng)力源，以兩條同步帶傳動(dòng)鏈、兩組齒輪齒條機(jī)構(gòu)作為動(dòng)力傳輸紐帶，齒條機(jī)構(gòu)帶動(dòng)滑動(dòng)導(dǎo)軌上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)，并通過(guò)滑動(dòng)鉤與固定導(dǎo)軌上的固定鉤相配合，實(shí)現(xiàn)煙條等間隔提升。

1. 1. “一條一推”提升導(dǎo)軌的設(shè)計(jì)

“一條一推”提升導(dǎo)軌由左右兩個(gè)對(duì)稱的提升導(dǎo)軌組成，每個(gè)提升導(dǎo)軌又分為固定導(dǎo)軌和滑動(dòng)導(dǎo)軌兩部分。提升導(dǎo)軌的連接方式：固定導(dǎo)軌 1 通過(guò)螺釘固定在墻板 2 上，保持不動(dòng)；固定導(dǎo)軌 1 上安裝了若干個(gè)固定鉤 4 和導(dǎo)向軸 7，每個(gè)固定鉤底部均安裝有壓簧，當(dāng)煙條向上輸送通過(guò)固定鉤時(shí)，固定鉤在壓簧的作用下縮進(jìn)凹槽中避讓，而當(dāng)煙條兩端面完全通過(guò)后，固定鉤在壓簧彈力作用下迅速?gòu)椈?；?dǎo)向軸 7 通過(guò)滾針.

3.結(jié)論

基于堆疊式提升結(jié)構(gòu)改進(jìn)設(shè)計(jì)的“一條一推” 煙條提升美容裝置，以獨(dú)立的伺服電機(jī)為動(dòng)力源， 以兩條同步帶傳動(dòng)鏈、兩組齒輪齒條機(jī)構(gòu)作為動(dòng)力傳輸紐帶，在滑動(dòng)導(dǎo)軌、固定導(dǎo)軌相互配合下實(shí)現(xiàn)煙條等間隔提升，同時(shí)增加了第六面美容裝置對(duì)煙條進(jìn)行全方位美容。應(yīng)用效果表明，改進(jìn)后煙條提升模塊停機(jī)故障降低 28.5%，報(bào)廢煙條數(shù)量降 低 76.4% ，包 裝 質(zhì) 量 不 合 格 煙 條 數(shù) 量 降 低25.8%，煙條外觀質(zhì)量缺陷比例降低 16 百分點(diǎn)，有效提高了設(shè)備有效作業(yè)率，降低了原輔材料消耗， 改善了煙條外觀質(zhì)量。

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