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包裝機是由意大利公司在八十年代設計制造的中高速香煙包裝機組。目前我廠的產(chǎn)品包裝主要由包裝機和包裝機完成。包裝機主要負責硬盒產(chǎn)品的包裝、包裝機主要負責軟盒產(chǎn)品的包裝。包裝機和包裝機在輔機設計理念和設計方案基本相同，區(qū)別在于產(chǎn)品外觀尺寸相關(guān)的設備調(diào)整尺寸。在實際使用中，包裝機具有運行穩(wěn)定、有效作業(yè)率高、消耗低、維修方便等優(yōu)點。在實際的生產(chǎn)過程中，發(fā)現(xiàn)由于某些部件設計的局限性，導致包裝后的小盒存在質(zhì)量缺陷以及故障停機問題，維修人員經(jīng)常頻繁調(diào)試設備，加大了維修人員的工作難度和強度。

存在問題

實際運行中，透明紙牽引力與透明紙紙圈架制動裝置對紙圈的制動摩擦力在工作過程中不能處于動態(tài)平衡狀態(tài)，制動片與制動鼓之間的摩擦力不能滿足生產(chǎn)的需要，造成透明紙在釋放速度快，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、拉線錯牙、小盒玻璃紙歪斜等質(zhì)量缺陷和造成透明紙在輸送通道上堵塞等故障。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 釋放下來的透明紙，均需經(jīng)一系列輥輪的導向，然后沿著導向輥 3 被垂直牽引向下， 牽引透明紙所謂動力來源于 一對送紙輥 4。在輸送過程中，切紙刀 5 將透明紙裁切成一定長度，被裁切的透明紙與未裁切的透明紙為便于輸送暫時保持四點相連，透明紙繼續(xù)向下輸送到軟盒煙包地進入位置（即包裝成型輪的包裝槽前面），由加速輪 6 來完成透明紙四點分離。

1、2．紙圈 3．導向輥 4．一對送紙輪

5．切紙刀 6．加速輥圖一 透明紙供給

透明紙在紙圈上的釋放的快慢與制動片與制動鼓之間的摩擦力大小決定，當制動片與制動鼓之間的摩擦力大，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、制動鼓、拼接裝置、彈簧板微動開關(guān)、制動擺桿、壓紙擺桿等組成。

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

在一對送紙

紙圈架 2、8．紙圈 3、9．制動鼓 4．拼接裝置 5、10．彈簧板 6、12、15．擺桿 7、11．滾輪架

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

圖二  紙卷安裝

輥對拉力牽引下，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輪繞著軸作逆時針轉(zhuǎn)動，這時制動擺桿下端制動片與紙圈上的制動鼓 3、9 放松，對制動鼓 3、9 摩擦力減少，紙圈作順時針轉(zhuǎn)動，透明紙從紙圈上自動松解釋放下來，如果透明紙從紙圈松解過快，呈松弛狀態(tài)，其對滾輪架上端的拉力減小，在擺桿下端的彈簧和制動擺桿下端彈簧拉力的作用下，使?jié)L輪架繞軸作順時針轉(zhuǎn)動，同時，制動擺桿在彈簧力的作用下也順時針方向擺動，制動擺桿下端制動片與制動鼓壓緊，摩擦力增加，從而防止了紙圈在運動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裝置對紙圈的制動摩擦力在工作過程中總處于動態(tài)平衡狀態(tài)。

2 . 2 . 1 制動擺桿的調(diào)整

如圖三所示，制動擺桿的調(diào)整：用螺釘來調(diào)整， 使制動擺桿下端的制動片完全地附在制動鼓上，另外調(diào)整偏心軸，在滾輪架處于沒有拉力的狀態(tài)時，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裝置對紙圈的制動摩擦力不能處于動態(tài)平衡狀態(tài)的原因分析。

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

彈簧板 2．滾輪 3．螺釘

制動擺桿 5．制動鼓圖三 制動擺桿的調(diào)整

圖四 制動擺桿

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

為保證紙圈架平穩(wěn)供應透明紙，透明紙的牽引力與制動片對制動鼓的摩擦力動態(tài)平衡，牽引力相對紙圈

圖五 制動片與制動鼓工作效果圖

的力矩與摩擦力相對制動鼓的力矩相等，力矩動態(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=制動片與制動鼓的摩擦力、L 摩=制動鼓半徑）對制動片進行受力分析和力矩分析：

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

圖六 受力分析圖

鼓交點處的切線方向。根據(jù)摩擦力的公式 F’=ｕN，其中ｕ為摩擦系數(shù)、N 為受力點所受的正壓力。則由于壓力 F 的受力方向指向制動鼓的圓心，即 F=N，則 A點所受的摩擦力為 F’A=ｕF，F(xiàn)’= 42 FA' ，通過公式可以直觀的發(fā)現(xiàn)制動鼓所受到的摩擦力為作用在制動片工作長度的各個點摩擦力的微積分。通過圖五，制動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擺桿的中心作圓周運動，造成制動片的有效工作長度減小，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，由于制動片與制動鼓的工作長度減小，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、拉線錯牙、小盒玻璃紙歪斜等質(zhì)量缺陷和造成透明紙在輸送通道上堵塞等故障。并且由于制動片的有效工作長度小，造成制動片局部磨損嚴重， 為了保證透明紙釋放的速度，維修人員經(jīng)常更換制動片或在制動片與制動鼓之間增加摩擦系數(shù)大的耐磨物質(zhì)便向增加摩擦制動片對制動鼓的摩擦力。

1. 改進的思路

根據(jù) F’= 0FA' 的微積分公式，制動鼓所受到的摩擦力為作用在制動片工作長度的各個點摩擦力的微積分。那增加制動片的有效的工作長度，是解決問題的突破點。將制動片無限延長，變成包角等于 180°的制動帶，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)整制動力。

5.結(jié)束語

通過包裝機透明紙剎車裝置的改進，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。

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