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前 言

卷煙硬盒翻蓋包裝機(jī)分別是意大利某公司和德國某公司生產(chǎn)的, 它們在全球卷煙行業(yè)包裝機(jī)械中占主流地位。 中國卷煙行業(yè)自上世紀(jì)九十年代引進(jìn)了這兩種 機(jī)型及相關(guān)技術(shù)，并且已在行業(yè)中普及&這兩 種卷煙包裝機(jī)具有相同的400包/分的生產(chǎn)能力、 相同產(chǎn)品規(guī)格（使用的商標(biāo)規(guī)格與產(chǎn)品外觀基本 相同）、產(chǎn)品執(zhí)行相同的國家工藝標(biāo)準(zhǔn)&然而, 這兩種型號的卷煙包裝機(jī)在國內(nèi)外卻有著不同 的市場、不同的使用效果與評價，自身的升級 換代（更高速）出現(xiàn)不同的結(jié)果&本文將從兩種 機(jī)型在設(shè)計風(fēng)格、設(shè)計理念、設(shè)計思路等方面 的比較著手進(jìn)行了全面的分析研究，從而能給 機(jī)械設(shè)計者們以有用的參考價值。

1設(shè)計風(fēng)格的不同

眾所周知意大利人不拘小節(jié)、松弛懶散、 不拐彎抹角、比較隨意&而德國人機(jī)械、執(zhí)著、 嚴(yán)謹(jǐn)。他們的性格非常準(zhǔn)確地體現(xiàn)到他們的設(shè) 計風(fēng)格上。

意大利人設(shè)計生產(chǎn)的結(jié)構(gòu)松散、布 局隨意、體積較大，給人的印象是只要覺得有 必要，在機(jī)器的任何地方都可以加裝一個部件或完成一個包裝功能，可以用一個轉(zhuǎn)輪只去完 成一個傳遞作用（例如：1號輪只用作煙支的傳 遞，4號輪只用作鋁薄紙與內(nèi)框架紙裹包的傳 遞），全然不用去考慮整體結(jié)構(gòu)和動作的協(xié)調(diào)一 致性，在他們的機(jī)器中很難找到在一個工位或 步驟中完成多個功能的設(shè)計。但整機(jī)結(jié)構(gòu)松散、布局凌亂、體積龐大現(xiàn)象可以使 得設(shè)計變得輕松、隨意，是設(shè)計者以“自我” 為中心的集中體現(xiàn)。

德國人設(shè)計生產(chǎn)的卻將他們的機(jī)械、執(zhí)著、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)男愿耋w現(xiàn)的完整無余。整 機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊、布局合理、橫豎有秩，給人的感 覺是很少有浪費(fèi)的空間。

從原輔材料的輸入到成品的輸出總 共經(jīng)過14.5米，而只經(jīng)過8.5米。 在整個主機(jī)中共運(yùn)用了 8個轉(zhuǎn)輪，而主機(jī)卻只用了 5個轉(zhuǎn)輪。

為了達(dá)到結(jié)構(gòu)緊湊、布局合理，德國人沒 少花心思，很多地方形成了一個轉(zhuǎn)輪完成多個 功能，機(jī)構(gòu)布局巧妙合理，如煙支轉(zhuǎn)輪完成了 煙支傳遞、空頭檢測、濾嘴檢測；折疊轉(zhuǎn)輪完 成了煙盒除兩側(cè)外邊外的所有折疊。當(dāng)仔細(xì)研 究這種機(jī)器時，往往會驚嘆于它的精巧構(gòu)思。 也正是這種費(fèi)盡心思的設(shè)計使得機(jī)器有很強(qiáng)的 實(shí)用性與適應(yīng)性。

設(shè)計風(fēng)格不同，使得兩種機(jī)器在結(jié)構(gòu)、布 局等方面有較大的差異，也使得它們在性能與 使用效果上存在差異。

有較長傳遞路徑的,機(jī)器易被膠垢與 灰塵污染，但結(jié)構(gòu)松散又使其易于被清潔保養(yǎng)。 卻相反，被膠垢與灰塵污染的地方 較少，但結(jié)構(gòu)緊湊不易被清潔保養(yǎng)。

2設(shè)計思路的不同

在設(shè)計思路上，兩種類型的包裝機(jī)也采用 了不同的形式。

2.1傳動系統(tǒng)設(shè)計

采用的是傳統(tǒng)的傳動方式，即動力由 主電機(jī)傳出，在齒輪箱中分成上、左、右三路， 通過齒輪、鏈條等傳動件將動力傳到齒輪箱中 的各凸輪、槽輪機(jī)構(gòu)、連桿機(jī)構(gòu)后帶動各執(zhí)行 元件，完成特定的功能。其傳動系統(tǒng)簡圖如圖3

圖3 傳動系統(tǒng)簡圖

所示，其中的圓為傳動齒輪或傳動軸。

該設(shè)計思路可以較好地平衡處于傳動中間 路線軸的力量；傳動路徑主要是串行的，設(shè)計 程序簡單，便于產(chǎn)品的改革發(fā)展。但采用這種 設(shè)計的缺點(diǎn)一是由于動力基本是以直線路線傳 動，使得空間填充率低，機(jī)器的結(jié)構(gòu)松散、布 局凌亂、體積龐大；二是當(dāng)機(jī)器中某一傳動件 在工作中受到很大的損傷時，采用這種串聯(lián)式 傳動方式中的其它傳動件也會受到?jīng)_擊，對精 度影響很大；三是由于傳動是串行的，而齒輪 副間一般有0.25m的間隙（m模數(shù)），間隙積累 后形成了很大的傳動誤差。動力自主 傳動傳出后向右分出的傳動有23對齒輪副，向 左有12對齒輪副，向上有13對齒輪副。這就 使得傳動到最后形成了極大的間隙誤差累積。

1. 主減速箱2-附加干燥鼓減速箱3-折疊轉(zhuǎn)塔減速箱4-手輪減速箱5-內(nèi)框架減速箱6-端部檢測器減速箱7-香煙轉(zhuǎn)塔減速箱8-香煙料斗減速箱9-香煙定位器減速箱10-鋁箔裝置減速箱分配器減速箱12-商標(biāo)紙裝置減速箱13-封口裝置減速箱14-主電機(jī)15-螺旋傘齒輪副動系統(tǒng)釆用較為先進(jìn)的模塊化設(shè)計方法。設(shè)計 特點(diǎn)是動作的執(zhí)行元件連同用于其相應(yīng)的傳動 動力的齒輪箱被作為功能模塊（部件）。各功能 模塊可看著完全是工作獨(dú)立的機(jī)器，接受動力 后供應(yīng)相應(yīng)的原輔材料后便可完成一定的功能, 形成新的產(chǎn)品。各功能模塊被安置于一個大的 平面底座上，相對獨(dú)立，并行地吊掛于一個傳 動動力的剛性傳動軸上，通過聯(lián)軸器和傘齒輪 將動力分別傳給各功能塊，是相互平行的關(guān)系, 其中一個功能模塊受到損壞后對別的功能模塊 影響不大。全機(jī)共有13個功能模塊組成，分別 完成煙支推送成塊、煙支質(zhì)量檢測、煙支整理、 煙支傳送、鋁箔紙傳送與切割、鋁箔紙折疊、 內(nèi)筐架紙切割與傳送、商標(biāo)紙傳送與折疊、煙 包傳送、煙包壓縮與干燥等等功能。

采用的模塊化設(shè)計方法可以很 好地避免傳統(tǒng)的設(shè)計思路的不足。

• 可以通過聯(lián)軸器將動力傳到各個方向與 各個位置；
• 傳動件的損傷只局限于本身的齒輪箱， 波及到其它齒輪箱的影響很??；
• 各功能模塊的齒輪箱是平行地接受從同 一傳動軸傳出的動力，因而誤差很小，而各功 能模塊的齒輪箱中齒輪副對數(shù)很少，誤差積累 也就很少。

這種方式的設(shè)計思路優(yōu)點(diǎn)還體現(xiàn)在預(yù)防性 檢查時因?yàn)楦鼾X輪箱之間干擾少，容易發(fā)現(xiàn)問 題；當(dāng)某一功能模塊有問題時，可以方便地更 換下來，既有足夠的時間將功能模塊的各項(xiàng)精 度恢復(fù)，又對生產(chǎn)的影響降低到最小。但這種 設(shè)計思路需要很好的總體布局，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)乃悸罚?對設(shè)計人員要求高。

2.2運(yùn)動結(jié)構(gòu)設(shè)計

基本上是將傳動件和轉(zhuǎn)換件封于齒輪 箱內(nèi)，位于齒輪箱外的只是動作的執(zhí)行件，因 而從齒輪箱傳岀的動作大多是直線或是有小角 度擺動的直線運(yùn)動。

動力從齒輪箱傳出方式的將 其設(shè)計成圓周運(yùn)動的方式，然后在齒輪箱外通 過不同的方式轉(zhuǎn)換成各種動作。

比較這兩種運(yùn)動結(jié)構(gòu)的設(shè)計思路可以看岀， 設(shè)計思路隨意，不用考慮過程的影響， 只要結(jié)果達(dá)到目的即可。但機(jī)器結(jié)構(gòu) 松散、布局凌亂，也使得齒輪箱更加復(fù)雜； 方式中太多的非圓周運(yùn)動的方式使得密 封非常困難，灰塵容易進(jìn)入齒輪箱。

設(shè)計思路較為嚴(yán)謹(jǐn)，需要設(shè) 計者考慮將動作轉(zhuǎn)換成圓周運(yùn)動輸岀，再在齒 輪箱外將圓周運(yùn)動轉(zhuǎn)換成所需的動作，設(shè)計過 程較復(fù)雜。但是不僅齒輪箱中零件 數(shù)量遠(yuǎn)少于，而且很多轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)位于箱 外，這樣維修與預(yù)防性維修都非常方便。

比較這兩種運(yùn)動結(jié)構(gòu)對精度的影響也不同，方式中傳岀的直線動作傳岀齒輪箱基本是

波司加軸的形式，這種方式必須留有一定的潤 滑間隙，再加上磨損的存在，間隙會更大。受 齒輪箱空間的影響，其波絲波司中的軸的齒輪 箱端多采用的聯(lián)結(jié)方式如圖5。

圖6 運(yùn)動機(jī)構(gòu)圖