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1. 概述

包裝機(jī)小盒商標(biāo)紙吸取輸送機(jī)構(gòu)，主要功能是完成商標(biāo)紙拾取輸送，在輸送過程中完成涂膠、打碼等動(dòng)作。該機(jī)構(gòu)具有結(jié)構(gòu)復(fù)雜、調(diào)整點(diǎn)多，易損件多穩(wěn)定性差等特點(diǎn)。商標(biāo)紙輸送阻塞、歪斜故障是該部件的主要故障，發(fā)生頻率高，對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量造成較大隱患，由于輸送通道設(shè)計(jì)緊湊，如發(fā)生阻塞，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)造成周邊相關(guān)零件的損壞。我們?cè)趯?duì)商標(biāo)紙吸取輸送機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)原理和實(shí)際運(yùn)行情況進(jìn)行了詳細(xì)分析后, 發(fā)現(xiàn)主要問題存在于第一輸送輥對(duì)處。為提高設(shè)備的穩(wěn)定性，消除產(chǎn)品質(zhì)量隱患，我們對(duì)商標(biāo)紙輸送機(jī)構(gòu)的第一輸送輥對(duì)處的相關(guān)零部件進(jìn)行了改進(jìn)。

2. 商標(biāo)紙輸送方式及機(jī)構(gòu)原理
   1. 商標(biāo)紙輸送原理

從商標(biāo)紙輸送示意圖（圖1）中可以看出，商標(biāo)紙從吸紙輪    釋放后，到達(dá)折疊拍板前共經(jīng)過四對(duì)輸送輪。第一輸送輥輪為     商標(biāo)紙接紙輸送輪，作用是將吸紙輪的商標(biāo)交接到商標(biāo)紙輸送    通道。第二輪為小盒打碼的鋼印輪，對(duì)商標(biāo)紙進(jìn)行打碼。第三輪     為商標(biāo)紙涂膠輪，對(duì)商標(biāo)紙進(jìn)行涂膠。最后一組為商標(biāo)紙的傳     輸輪，作用是將商標(biāo)紙快速輸送到折疊位置。

圖 1 商標(biāo)紙輸送示意圖

1. 1. 第一輸送輥結(jié)構(gòu)分析
      1. 如圖2     所示，第一輸送輥由上面的定輥和下面的壓輥組成，壓輥兩端安裝有彈簧，由于彈簧的壓力，壓輥始終受到一  個(gè)壓向固定輥的力，使兩者始終接觸，從而壓住商標(biāo)紙向前輸  送。兩輥之間的最小間隙由輥兩端的限位環(huán)面限定，不可調(diào)節(jié)。     定輥上設(shè)計(jì)有凹槽，凹槽內(nèi)安裝有截面直徑為4mm 的O 型橡

膠圈。工作時(shí)橡膠圈被壓緊變形，以增加輸送輥和商標(biāo)紙間的摩擦力，保證商標(biāo)紙的正常輸送。

但橡膠圈使用一段時(shí)間會(huì)產(chǎn)生塑性變形和磨損，造成兩輥    對(duì)商標(biāo)紙的夾持力減小。橡膠圈磨損后直徑繼續(xù)減小，就會(huì)出     現(xiàn)商標(biāo)紙輸送打滑，導(dǎo)致商標(biāo)紙輸送不順暢，造成商標(biāo)紙進(jìn)入商     標(biāo)輸送通道后出現(xiàn)商標(biāo)頻繁阻塞、涂膠位置不正確及小盒鋼印  錯(cuò)位等故障現(xiàn)象。

1. 1. 1. 一般出現(xiàn)上述故障時(shí)更換設(shè)備上第一輸送輥的橡膠圈

后設(shè)備就能恢復(fù)正常運(yùn)行狀態(tài)。但O型橡膠圈更換后，由于磨    損快，使用周期短，隨著其使用時(shí)間的延長(zhǎng)，阻塞故障一直呈上     升趨勢(shì)。而發(fā)生商標(biāo)紙堵塞故障時(shí)，故障處理至少需要10 分鐘以上，對(duì)生產(chǎn)效率將產(chǎn)生一定影響，同時(shí)也造成原輔材料的浪 費(fèi)。

1. 1. 第一輸送輥的受力分析
      1. 如圖2  所示，安裝橡膠圈的輸送定輥2   兩端的直徑不同，限位環(huán)面端直徑為39.6mm，安裝橡膠圈的小端直徑為39mm，則在未安裝橡膠圈時(shí)該位置的上下輸送輥間隙為： 0.3mm。而安裝橡膠圈的槽直徑為32mm，考慮到橡膠圈受到一    定的拉伸但是拉伸量不大，因此O  型橡膠圈的直徑仍然按照4mm    計(jì)算，則安裝橡膠圈后的理論直徑為40mm，大于限位環(huán)面端直徑39.6mm,說明橡膠圈安裝后將在輸送定輥和壓緊輥間產(chǎn)    生了0.2mm 的壓縮形變。
      2. 從商標(biāo)紙輸送過程分析：商標(biāo)紙的輸送是一個(gè)純滾動(dòng)的傳遞過程，是通過送紙輥之間的壓力使商標(biāo)紙和輥輪的表面    產(chǎn)生摩擦力實(shí)現(xiàn)商標(biāo)紙輸送。從摩擦力計(jì)算公式分析，可以得    到兩個(gè)滾輪間的間隙變化為什么會(huì)影響商標(biāo)紙的正常輸送。計(jì)     算公式為：

fmax=μN式中：

Fmax 為最大靜摩擦力μ為靜摩擦系數(shù)

N為正壓力

從上面的計(jì)算公式可以看出，當(dāng)靜摩擦系數(shù)不變前提下，正    壓力和最大靜摩擦力（摩擦力）成正比。產(chǎn)生正壓力的前提是表     面相互接觸并使接觸面發(fā)生彈性形變，才能產(chǎn)生摩擦力。當(dāng)?shù)?   一輸送輥的橡膠圈磨損達(dá)到需要更換狀態(tài)時(shí)，橡膠圈對(duì)商標(biāo)紙    的壓力減小，造成摩擦力減小，商標(biāo)紙沒有向前的力，將會(huì)造成    商標(biāo)紙輸送打滑并堵塞。

因此橡膠圈磨損到一定程度后，導(dǎo)致第一輸送輥商標(biāo)紙和輸送輥間壓力較小，導(dǎo)致商標(biāo)紙輸送摩擦力減小，是造成商標(biāo)    紙輸送堵塞的主要原因。

2. 具體實(shí)施方案
   1. 改進(jìn)新裝置的設(shè)計(jì)

從前述分析可以看出，保證商標(biāo)紙輸送的摩擦力是保證商    標(biāo)紙正常輸送的先決條件，商標(biāo)紙輸送摩擦力的保證，就需要    及時(shí)的對(duì)橡膠圈進(jìn)行更換。而橡膠圈使用壽命較短，當(dāng)更換不    及時(shí)，將影響商標(biāo)紙正常輸送，同時(shí)由于使用壽命的原因，橡膠     圈的更換也較為頻繁，不僅增加了維修工作量，也增加了零備件的成本。為此，需要重新設(shè)計(jì)改進(jìn)第一輸送輥定輥，才能徹底是接紙輸送輥，為實(shí)現(xiàn)順利交接商標(biāo)紙因此上下輥之間應(yīng)留有     一定的間隙，以保證商標(biāo)紙的前端能平穩(wěn)進(jìn)入。新的直紋滾花     輸送輥進(jìn)行了安裝調(diào)試，并進(jìn)行生產(chǎn)測(cè)試，結(jié)果能滿足商標(biāo)紙     接紙輸送要求，送紙穩(wěn)定不打滑。圖4     為第一輸送定輥的零件圖。

3.2.3 由于上面直紋滾花輸送輥接觸商標(biāo)紙背面，下面壓緊輥是光面輥接觸印刷面，在測(cè)試中低速運(yùn)行時(shí)直紋滾花輸送輥和商標(biāo)紙的接觸面無(wú)明顯壓痕印跡。輸送輥的正壓力可適當(dāng)調(diào)低，保持調(diào)整后的摩擦力恒定。商標(biāo)紙的厚度為大約0.25mm，并有一定的波動(dòng)范圍，要保證有足夠的摩擦力輥輪的間隙不能大于0.20mm，另外要保證進(jìn)紙順利間隙又不能為零。根據(jù)這計(jì)算輸送輥限位面端的直徑Φ39.6mm 保持不變，則新的輥?zhàn)拥?/span>直徑為Φ39.3mm。第一輸送輥定輥與壓輥之間的間隙為0.15mm，解決問題。我們決定將第一輸送輥定輥改為鋼件平面輥結(jié)構(gòu)， 這個(gè)間隙既能方便商標(biāo)紙順利進(jìn)入又能保證有足夠的摩擦力使輥的面對(duì)與商標(biāo)紙的接觸面積增大，以提高輸送輥輸送商標(biāo)    時(shí)的摩擦力。

1. 1. 輸送輥的材料及尺寸選擇
      1. 借鑒其他一些包裝機(jī)設(shè)備的商標(biāo)紙輸送方式，重新設(shè)   計(jì)第一輸送輥，表面采用直紋滾花處理，如圖3    所示,以增加輸送的穩(wěn)定性，使輸送具有更好的防滑性能。選材時(shí)考慮便于加    工、經(jīng)濟(jì)耐用，因此選用較為常見的40Cr     鋼。為使輥輪的工作面具有較強(qiáng)的耐磨和更高的硬度，零件表面采用滲氮處理。經(jīng)過    熱處理后零件有良好的機(jī)械性能，由于零件表面硬度可達(dá)HV450，因此磨損量很小幾乎忽略不計(jì)，上下輸送輥之間間隙也    將長(zhǎng)期保持一個(gè)恒定值。

輸送商標(biāo)紙，如圖5 所示。計(jì)算公式為：

限位環(huán)面直徑- 直紋滾花輸直徑÷2 半徑= 間隙

（39.6mm-39.3mm）/2=0.15mm

1. 使用效果分析

我們此次改進(jìn)的機(jī)臺(tái)有四臺(tái)，分別時(shí)3#、4#、5# 和7#。我們在改進(jìn)前就對(duì)這四臺(tái)機(jī)器的輸送輥引起的商標(biāo)紙輸送故障頻次（即堵塞次數(shù)）進(jìn)行過數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，如表1 所示。

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