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0. 引言

德國某公司的機(jī)演變而來  ，具有很強(qiáng)的繼承性和實(shí)用性  ，機(jī)構(gòu)布局巧妙合理 。 目前 ，在深度消化硬盒包裝機(jī)技術(shù)的基礎(chǔ)上 ，國內(nèi)研發(fā)人員對(duì)其部分功能部件進(jìn)行了優(yōu)化改進(jìn)。 本文將從設(shè)計(jì)思路 、傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)等方面對(duì) ７０３ 、８００ 、７０１ 三 種 包裝機(jī)的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行全面分析研究 ，為 １ ０００ 包/ 的超高速包裝機(jī)的機(jī)械設(shè)計(jì)提供參考 。

1. 設(shè)計(jì)思路

某公司通過對(duì)其單路包裝機(jī)進(jìn)行雙路拓機(jī)型號(hào)從 ４００ 包/ ～ １ ０００ 包/ 的全覆蓋 ，得以與上游機(jī)實(shí)現(xiàn)速度匹配 ，本文將從工藝流程 、包裝形式兩個(gè)方面分析其設(shè)計(jì)思路 。

１ .１ 工藝流程

公司在包裝機(jī)的設(shè)計(jì)理念上注重繼承性和系列化 ，方便用戶的操作 、維修以及零配件的供應(yīng) 。如前所述 ，將單路 ３５０ 改為雙路高速硬盒包裝機(jī) ７０３ 、   ８００ 、  ７０１ ， 其 包 裝工藝流程基本不變 ，只是從動(dòng)力學(xué)角度優(yōu)化傳動(dòng)機(jī)構(gòu)以提升其生產(chǎn)能力。路的速度提升不大 ，機(jī)構(gòu)的加速度并未急劇上升 。 同時(shí) ，通過優(yōu)化部件的結(jié)構(gòu) ，部件的質(zhì)量僅僅提升了 ３０％ ，整個(gè)機(jī)構(gòu)所需的動(dòng)能和動(dòng)力由式 （１）和式（３）計(jì)算 :

E ＝ １ mv２ . （１）由式（１ ） 和式（３ ） 可知 ，由于部件質(zhì)量提升了３０ ％ ，所以整個(gè)機(jī)構(gòu)所需的動(dòng)能和動(dòng)力也增加了３０ ％ 。 由此可見 ，這種思路既達(dá)到了機(jī)器速度提升的目標(biāo) ，又起到了節(jié)能減耗的作用  ，非常值得國產(chǎn)煙機(jī)借鑒 。以硬盒包裝機(jī)為例 ，其工藝流程見支整理轉(zhuǎn)塔 、商標(biāo)紙成型轉(zhuǎn)塔 、煙包烘干轉(zhuǎn)塔 、五角輪轉(zhuǎn)塔和煙包輸出轉(zhuǎn)塔。 每個(gè)包裝轉(zhuǎn)塔可完成多個(gè)功能 ，可滿足機(jī)器結(jié)構(gòu)緊湊 、布局合理的要求 ，如 :煙支整理轉(zhuǎn)塔完成了煙組傳遞 、空頭檢測(cè) 、濾嘴檢測(cè)等功能 ; 商標(biāo)紙成型轉(zhuǎn)塔完成了煙包除兩側(cè)外其余所有商標(biāo)紙的折疊動(dòng)作。

影響機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué)特性的因素主要有機(jī)構(gòu)的質(zhì)量

（轉(zhuǎn)動(dòng)慣量）和加速度（角加速度） 。 因此 ，可以通過降低構(gòu)件質(zhì)量 、改善構(gòu)件質(zhì)量分布 、提高構(gòu)件剛度以及降低機(jī)構(gòu)的加速度來優(yōu)化機(jī)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)特性 。 具體到設(shè)計(jì)中  ，一方面需要對(duì)構(gòu)的振動(dòng)和噪聲 ，提高機(jī)構(gòu)動(dòng)作執(zhí)行的可靠性 ;另一方面需要深入研究包裝工藝 ，優(yōu)化執(zhí)行構(gòu)件的相位和運(yùn)F ＝ ma   . （３）

其中 :E 為動(dòng)能 ;m 為質(zhì)量 ;v 為速度 ;a 為加速度 ;v０為初始速度（煙草包裝機(jī)一般為 ０） ;t 為時(shí)間 ;F 為力規(guī)律 ，從而降低加速度 。基于以上分析 ，某公司通過優(yōu)化硬盒包裝機(jī)機(jī)構(gòu)研制出新機(jī)型７０１ ，相對(duì)８００S ，７０１ 的包裝速度增加 ２００ 步輸送帶 ，實(shí)現(xiàn)了煙包的平穩(wěn)輸送 、柔和推送以及機(jī)構(gòu)運(yùn)行的低噪聲目標(biāo) ;鋁箔煙包的推手也由原來的五桿機(jī)構(gòu)改為行星輪系凸輪連桿組合機(jī)構(gòu) ，即由往復(fù)運(yùn)動(dòng)變?yōu)檫B續(xù)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng) ，不僅提高了速度 ，還減小了振動(dòng) ， 推手的動(dòng)力學(xué)性能得以優(yōu)化 ，解決了 ８００ 推手機(jī)構(gòu)容易受損的問題 。優(yōu)化設(shè)計(jì)機(jī)器的零部件結(jié)構(gòu)是提高機(jī)器運(yùn)行性能的有效手段之一。 為了適應(yīng)高速運(yùn)動(dòng)的要求 ，相較于 ８００ 硬盒包裝機(jī) ， ７０１ /７０３ 硬盒包裝機(jī)的弧面分度凸輪在寬脊型定位 、 的運(yùn)動(dòng)規(guī)律 、動(dòng)靜比三個(gè)方面進(jìn)行了調(diào)整 ，其結(jié)構(gòu)更合理 ，在高速運(yùn)轉(zhuǎn)中能夠保持良好的剛度 ，增強(qiáng)了弧面分度凸輪的運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)性能 ，從而提高了機(jī)器的運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定性 。

１ .２ 包裝形式

有 １３ 個(gè)齒輪箱 ，即由 １３ 個(gè)功能模塊組成，各功能模塊平行地接收從同一傳動(dòng)軸傳出的動(dòng)力 ，傳動(dòng)件的損傷只局限于本身 ，對(duì)其他功能模塊的影響很小 ，更能保證后續(xù)精度設(shè)計(jì)的要求 ，容易更換部件 。 因此 ，其模塊化設(shè)計(jì)的方法不僅避免了串行設(shè)計(jì)思路的不足 ，更加有利于異型規(guī)格煙包的設(shè)計(jì)與應(yīng)用 。

目前，煙草包裝機(jī)械主要有橫包和直包兩種包裝形式 。

2 傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

硬盒包裝機(jī)的動(dòng)力從齒輪箱以圓周運(yùn)動(dòng)的方式傳出 ，然后在齒輪箱外通過不同的方式轉(zhuǎn)換成各種動(dòng)作 。 雖然整個(gè)動(dòng)力傳動(dòng)的設(shè)計(jì)過程較復(fù)雜 ，但將其轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)置于齒輪箱外 ，便于機(jī)器的維修與預(yù)防性維修 。 主副傳動(dòng)系統(tǒng)采用較為先進(jìn)的模塊化設(shè)計(jì)方法 ，即將動(dòng)作的執(zhí)行元件連同于其相應(yīng)的動(dòng)力傳動(dòng)齒輪箱視作為獨(dú)立的功能模塊 ，各功能模塊接收動(dòng)力后便可實(shí)現(xiàn)一定的功能 。系列包裝機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)的各功能模塊被安置于一個(gè)機(jī)身大平面上 ，并行地連接在一個(gè)剛性傳動(dòng)軸上 ，通過聯(lián)軸器和錐齒輪實(shí)現(xiàn)動(dòng)力傳遞 。

通過以上從設(shè)計(jì)思路 、傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)兩個(gè)方面對(duì)國外先進(jìn)的 包裝機(jī)關(guān)鍵技術(shù)的分析 ，為國產(chǎn)煙機(jī)開發(fā)者設(shè)計(jì)制造優(yōu)良的擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的高速煙草包裝機(jī)提供啟發(fā) ，為 １ ０００ 包/ 超高速包裝機(jī)重大專項(xiàng)的實(shí)施奠定基礎(chǔ)。

3 結(jié)語