０ 引 言

在生產運行中,包裝機鋁箔紙剔除裝置存在電磁鐵易積灰、頂針易磨損、定位銷意外剪斷等故障隱患,設備維修保養難度大,運行故障率高。 目前,國內有 2 種改進方式, 一種在電磁鐵端開吹灰孔避免煙塵堆積[1] ,一種采用雙作用氣缸與頂針直接相連,並在氣缸與底座之間留下漏灰間隙[2] ,但由於頂針在動作時不僅有軸向往複運行,還有擺動,氣缸容易磨損後漏氣和缸體積塵。

針結構改動,頂針磨損頻繁、定位銷異常剪斷問題沒有得到 本質解決。 采用密封性良好的雙作用氣缸和具有緩衝功能的定位連杆,改變連接螺杆和連接座結構,通過改進後,降低剔除機構故障率和維修時間,提高產品質量和設備運行效率。

１ 結構原理與故障分析

ＺB4５ 型硬盒包裝機組的鋁箔紙剔除機構采用電磁鐵驅動,配合彈簧實現複位功能[3-4] 。 如圖 1 所示,當有空頭、缺支等需要剔除鋁箔紙時,固態繼電器得到剔除信號使電磁鐵通電,頂針向上動作帶動四杆機構從而使剔除鋼輥向前動作,與轉動的剔除輥一起將鋁箔紙剔除掉[５] 。剔除完畢後,電磁鐵斷電,頂針在彈簧作用下向下動作,剔除鋼輥離開,接紙鉤接住並定位鋁箔紙,和煙支一起進入二號輪。

１.１    存在問題

         1) 鋁箔紙剔除不暢、鋁紙歪斜

圖 １ 鋁箔紙剔除機構原理

電磁鐵與頂針尖端( 鐵芯) 有橡皮密封圈,阻止煙塵進入電磁鐵。 由於剔除機構運行頻繁且速度較快,頂針動作時不僅存在軸向運行還存在一定擺動,密封圈極易磨損失效,煙塵極易進入電磁鐵內部造成鐵芯的運行不穩定, 接紙鉤歸位不到位、剔除滾不能很好接觸,出現鋁箔紙剔 除不暢、鋁紙歪斜等故障。

2. 電磁鐵易積灰,清潔時間長

電磁鐵積灰後需要經常清潔,清潔頻率為 2 次/ 月,由於安裝空間狹窄和角度問題[６] ,拆裝不便,單次清潔時間 20 min 以上。

3. 頂針易磨損,需頻繁更換

頂針尖端( 鐵芯) 由於頻繁撞擊電磁鐵端,當剔除量大時,其磨損較快,需要經常進行距離調試及更換,以便鋁箔紙順利剔除[7] 。

4. 定位銷意外剪斷,維修時間長

電磁鐵瞬間啟動速度大,頂針由 ５×1５ mm 的定位銷、彈簧實現定位緩衝功能,銷孔極易由原來的 ５ mm 擴大到８ mm 以上,定位銷活動行程由 2 mm 擴大到 ５ mm 以上後在連續剔除時易異常剪斷,單次維修恢複時間 2 h 左右。故障時間統計見表 1。

表 １ １４ 台包裝機鋁紙剔除機構故障時間統計

  維修項目 故障次數 故障時間/ h          

電磁鐵積灰清潔 3  ６2

調試、更換頂針 13  1６５

更換定位銷 2  1６８

更換剔除膠滾 1 31

加權平均故障次數 2 次/ ( 台/ kh)

    加權平均故障時間       0.7５h / ( 台/ kh)

１.２    改進方法

1) 氣缸代替電磁鐵

原電磁鐵由於密封圈極易失效導致積灰,而且瞬間啟動速度大,剛性運行容易造成零件變形和磨損,現采用密封性良好的雙作用氣缸代替。  根據頂針的行程為 10 ｃm,以及安裝空間尺寸,所選氣缸要求體積小,最終選用 AD- VU-32-10-A-P-A＃1５６６17 的雙作用緊湊型氣缸[８] ,如圖 2。  工作氣壓最佳範圍為 0.1 ~ 0.1５  ｂaｒ,具體視鋁紙厚度、硬度而變化。

由於原結構隻有自對中功能,無緩衝功能,現將活塞倉末端銑深 ５ mm 左右,在加入緩衝彈簧,如圖 ５。

2. 控製原理( 圖 3)

圖 ３ 氣缸控製原理圖

2. 自對中活塞杆連接件改進

本結構由某公司的氣缸相配套的

20６3 自對中活塞杆連[９] 接件改裝而成,原結構如圖 4。

上定位環固定在緩衝倉左端,下定位環受右端固定的緩衝彈簧約束,自對中活塞杆在上下定位環作用下可以做萬向擺動以及緩衝、定位,實現自動對中緩衝定位功能。該結構由於各個環節結構比較大且精度要求低不易磨損, 壽命高,對衝壓力適應性強,取代頂針結構,解決了頂針往複運行時的擺動問題。 此結構右端與氣缸活塞采用螺紋連接,並用並緊螺母緊固,如圖 7。

５)  連接座的設計

由於改為氣缸驅動後,氣缸與關節軸承之間的距離較之前增加了 ５3 mm,氣缸的安裝連接座一端與原電磁鐵安裝機座連接,一端與氣缸安裝孔連接。 連接座設計成下側和左右三麵鏤空結構,下側為漏灰孔,左右兩側為免折吹 灰孔,防止氣缸活塞杆處灰塵、煙末堆積,如圖 ８。

圖 ７ 氣缸與自對中連杆用螺紋連接

最終安裝效果如圖 ９

圖 ９ 最終安裝效果

３ 結 語

通過包裝機鋁紙剔除裝置的改進,成功解決了鋁紙剔除過程中故障率高的問題,提高了設備運行效率。

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