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條盒包裝機(jī)是包裝機(jī)組的關(guān)鍵設(shè)備之一，主要完成卷煙小盒后的條盒包裝。條盒紙?jiān)?向下輸送過程中由上膠裝置對(duì)條盒紙進(jìn)行上膠，到達(dá)包 裝位置后，再由折疊成型裝置完成條盒的包裝⑴。乳膠 儲(chǔ)存在膠桶中，通過注膠閥向膠缸中注膠，由于膠缸處 于開放式環(huán)境，工作一段時(shí)間后，表層乳膠因水分蒸發(fā) 出現(xiàn)結(jié)皮現(xiàn)象，且清除的結(jié)皮或膠垢會(huì)造成環(huán)境污 染*1。蘇慧彬⑵對(duì)CT膠缸、陳元利等⑴對(duì)上膠裝置進(jìn)行了改進(jìn)，取消原機(jī)械式上膠裝置，改為電磁閥驅(qū)動(dòng)供 膠系統(tǒng)對(duì)條盒紙進(jìn)行上膠。該方法投資成本相對(duì)較高， 當(dāng)電磁閥失效或涂膠筆內(nèi)乳膠顆粒結(jié)垢時(shí)會(huì)使條盒紙 上膠點(diǎn)缺失，造成質(zhì)量缺陷并增加維修成本。為此，通 過電機(jī)驅(qū)動(dòng)和釆用PLC技術(shù)設(shè)計(jì)了膠缸乳膠攪動(dòng)和補(bǔ) 水裝置，以實(shí)現(xiàn)乳膠的自動(dòng)定時(shí)稀釋，解決乳膠結(jié)皮等 問題。

1存在問題

條盒包裝機(jī)膠缸中的上膠輻和輸送通道上的涂 膠器主要由傳動(dòng)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)作同步轉(zhuǎn)動(dòng)。兩個(gè) 上膠輻2安裝在同一根軸上，放置在膠缸1中，乳膠淹沒 上膠輻1/3位置，通過刮膠板3控制膠量，旋轉(zhuǎn)的涂膠器 從上膠輻上沾取適量乳膠后涂布到條盒紙指定部位。因此，機(jī)器運(yùn)行時(shí)上膠輻轉(zhuǎn)動(dòng)，停機(jī)后上膠輻停止，設(shè)備 停機(jī)時(shí)間長(zhǎng)短與車間溫濕度變化都會(huì)使乳膠水分流失、 濃度增加，造成膠缸內(nèi)乳膠結(jié)皮。

1.膠缸2.上膠輻3.刮膠板4.乳膠結(jié)皮

圖1 條盒包裝機(jī)上膠裝置結(jié)構(gòu)

2改進(jìn)方法

2.1 乳膠攪動(dòng)裝置

2.1.1結(jié)構(gòu)組成

乳膠攪動(dòng)裝置主要由電機(jī)、電機(jī)軸、水平軸、圓錐齒 輪、垂直軸、箱體、支架、攪動(dòng)器等部件組成3",見圖2。 其中，①支架：用3塊鋁合金板相互呈90。連接作為安裝 支架，用于安裝電機(jī)和箱體，并與條盒包裝機(jī)的機(jī)架 固定連接。②箱體：用鋁合金制造，固定在支架上，用于 傳動(dòng)零件的安裝定位和支撐。③傳動(dòng)軸：包括水平軸、 垂直軸和攪動(dòng)軸。水平軸左端與電機(jī)軸連接，右端安裝 小圓錐齒輪，用于將電機(jī)的動(dòng)力傳遞給小圓錐齒輪；垂 直軸上端安裝大圓錐齒輪，下端與攪動(dòng)器軸聯(lián)接，通過 圓錐齒輪帶動(dòng)攪動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)；為保證攪動(dòng)軸與垂直軸之間 的安裝配合，將其加工成鍵槽形狀，使垂直軸通過凹凸 狀配合將動(dòng)力傳遞給攪動(dòng)器。④攪動(dòng)器：通過實(shí)驗(yàn)確定 攪動(dòng)器的葉片數(shù)量為6片，加工容易，工作時(shí)阻力小，攪 動(dòng)后乳膠均勻性較好。將6片上部開有鋸齒狀的不銹

1.電機(jī)2.電機(jī)軸3.水平軸4.6.9,軸承5.小圓錐齒輪

7.大圓錐齒輪8.垂直軸10.箱體11.支架12.攪動(dòng)器13. 機(jī)架14.膠缸15.齒輪16.膠輻17.刮膠板18.隔板

圖2乳膠攪動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)

鋼葉片均勻焊接在不銹鋼套上，安裝在攪動(dòng)軸上，并可 通過螺釘進(jìn)行軸向調(diào)節(jié)。⑤傳動(dòng)齒輪：通過對(duì)小圓錐齒 輪的接觸疲勞強(qiáng)度和彎曲疲勞強(qiáng)度校核，設(shè)計(jì)的齒輪能 夠滿足使用要求。⑥膠缸：去除刮膠板中段，避免與攪 動(dòng)器發(fā)生干涉。為保證膠缸中乳膠的流動(dòng)性，將兩塊不 銹鋼板在膠缸后側(cè)呈對(duì)稱三角形狀焊接，從而使兩側(cè)上 膠輻轉(zhuǎn)動(dòng)刮下的乳膠向后擠壓時(shí)，受到傾斜隔板的反射 作用向膠缸中間流動(dòng)。

乳膠攪動(dòng)裝置在工作過程中，由獨(dú)立電機(jī)1提供動(dòng) 力，電機(jī)軸2套裝在水平軸3的內(nèi)孔中，通過螺釘緊固。 工作時(shí)，動(dòng)力通過一對(duì)圓錐齒輪5,7帶動(dòng)垂直軸8轉(zhuǎn) 動(dòng)，垂直軸的下端與攪動(dòng)器12的軸通過鍵槽配合帶動(dòng) 攪動(dòng)器攪動(dòng)乳膠。此外，還設(shè)置了獨(dú)立控制開關(guān)用于控 制攪動(dòng)裝置的啟停，當(dāng)設(shè)備在長(zhǎng)時(shí)間停機(jī)時(shí)攪動(dòng)器仍能 攪動(dòng)乳膠，并保證膠缸清洗保養(yǎng)時(shí)能夠與原機(jī)一樣方便 取出。

由于葉片寬度以及葉片浸入乳膠的深度不同，平衡 扭矩T會(huì)隨之變化。設(shè)計(jì)時(shí)將葉片的上端面與膠位面 近似取平，即可不考慮葉片厚度及攪動(dòng)一定厚度乳膠需 要的扭矩。

2.1.3攪動(dòng)器轉(zhuǎn)速的確定

攪動(dòng)器攪動(dòng)乳膠時(shí)，轉(zhuǎn)速過低達(dá)不到攪動(dòng)效果，轉(zhuǎn) 速過高則會(huì)造成乳膠翻滾或溢出，且乳膠水分易流失。 為此，采用以下方法確定攪動(dòng)器的轉(zhuǎn)速:①選用攪動(dòng)器 葉片直徑為220 mm。②設(shè)計(jì)變頻伺服系統(tǒng)，將伺服電 機(jī)與攪動(dòng)器連接，并固定在膠缸上。③通過反復(fù)調(diào)整頻 率，確定理想轉(zhuǎn)速7i=10 ~ 13 r/tnin。④當(dāng)n=13 r/min時(shí)， 設(shè)定減速器效率9=98%,査詢機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)，計(jì)算得出電機(jī)最小選用功率P=3.8 Wo通過査詢手 冊(cè)可確定選用電機(jī)參數(shù)為:頻率50 Hz,工作電壓220 V, 轉(zhuǎn)矩5 Nm,轉(zhuǎn)速19.9 r/min,功率10 \¥。

2.2自動(dòng)補(bǔ)水裝置

乳膠經(jīng)攪動(dòng)器攪動(dòng)后，能夠避免乳膠表層產(chǎn)生結(jié) 皮，但也會(huì)使乳膠水分散失、濃度增加。雖然在運(yùn)行時(shí) 可以由人工補(bǔ)充適量的清水以稀釋乳膠的濃度，但無(wú)法 對(duì)添加量進(jìn)行有效控制。為此，在攪動(dòng)器傳動(dòng)箱體位置 加裝了一套自動(dòng)計(jì)時(shí)補(bǔ)水裝置，見圖3。該裝置與CT條 盒包裝機(jī)的運(yùn)行控制相關(guān)聯(lián)，當(dāng)條盒包裝機(jī)啟動(dòng)時(shí)， 裝置中的計(jì)時(shí)器開始計(jì)時(shí)；當(dāng)條盒包裝機(jī)運(yùn)行時(shí)間 達(dá)到程序設(shè)定時(shí)間后，PLC控制二位二通電磁閥給乳膠 添加一定量的清水，以控制乳膠的稀釋度。

3應(yīng)用效果

條盒包裝機(jī)乳膠攪動(dòng)和補(bǔ)水裝置投入使用后， 工作穩(wěn)定，安全可靠，有效減少了膠缸內(nèi)乳膠結(jié)皮現(xiàn)象， 降低了操作人員的維護(hù)保養(yǎng)時(shí)間。每周因結(jié)皮損耗的 乳膠由原來(lái)的平均4.22 kg/臺(tái)降低到1.08 kg/臺(tái)，降低了乳膠消耗。通過PLC控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了膠缸自動(dòng)補(bǔ)水，保 證了乳膠稀釋度和流動(dòng)性的穩(wěn)定，且控制系統(tǒng)與安全連 鎖裝置關(guān)聯(lián)，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)控制。

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