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1引言

硬盒包裝機(jī)組是由德國某公司生 產(chǎn)的具有800包/min生產(chǎn)能力的超高速硬盒包裝機(jī)組，從硬盒包裝機(jī)（400包/min）到硬盒 包裝機(jī)（800包/min）,包裝機(jī)的包裝流程幾乎沒有變化, 某公司通過對單路包裝機(jī)進(jìn)行雙路的拓展,使其包 裝速度提高到800包/min。某公司在包裝機(jī)的設(shè)計(jì) 理念上注重繼承性和系列化，方便了用戶的操作和維修， 以及零配件的供應(yīng)。我國卷煙生產(chǎn)廠家從2002年開始引 進(jìn)該設(shè)備,從摸索到熟悉，國內(nèi)對于該設(shè)備的相關(guān)研究也 逐漸增多，本文試從機(jī)械傳動(dòng)方面闡述該設(shè)備的特性。

2 硬盒包裝機(jī)傳動(dòng)的特點(diǎn)

2.1 包裝原理及組成

硬盒包裝機(jī)的包裝原理為煙庫中的煙支 經(jīng)28個(gè)下煙通道后由推煙板推出至煙支轉(zhuǎn)塔1完成煙 組成型，第一水平輸送鏈完成鋁箔紙包裝及內(nèi)框紙輸入， 商標(biāo)紙折疊包裝輪?5完成商標(biāo)紙包裝成型，第二水平輸 送鏈對商標(biāo)紙的二側(cè)上膠再經(jīng)提升至五角輪，煙包經(jīng)第 一干燥輪、第二干燥輪定型后輸出到下游機(jī)。

按功能劃分.硬盒包裝機(jī)由包裝原輔材 料（煙支、鋁箔紙、商標(biāo)紙、內(nèi)框紙等）供給、煙支排列、鋁箔紙煙包包裹、商標(biāo)紙煙包成型、干燥輪定型及輸出等部 分組成（見圖1⑴），并且利用機(jī)械傳動(dòng)、氣壓傳動(dòng)、電控系 統(tǒng)和潤滑等方式保證了這些功能間的協(xié)調(diào)運(yùn)作。

                                                                             

 

圖1 硬盒包裝機(jī)包裝原理

1.煙支轉(zhuǎn)塔及煙組成型2.鋁箔紙系統(tǒng)3.內(nèi)框紙系統(tǒng)

                                                                           4.商標(biāo)紙傳送5.商標(biāo)紙包裝成型6.煙包定型與輸出

2.2主、副傳動(dòng)

硬盒包裝機(jī)的機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)根據(jù)動(dòng)力源 的不同，可分為主傳動(dòng)系統(tǒng)和副傳動(dòng)系統(tǒng)兩大部分，主傳 動(dòng)由主電機(jī)驅(qū)動(dòng),通過減速齒輪箱經(jīng)一對圓錐齒輪輸出， 將動(dòng)力傳入各執(zhí)行軸，再通過凸輪、連桿等機(jī)構(gòu)，完成煙 支供給、煙支轉(zhuǎn)塔及煙組成型、鋁箔紙包裝成型、商標(biāo)紙 包裝成型、第一干燥輪煙包烘干、各折疊機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)等包裝 動(dòng)作。硬盒包裝機(jī)絕大部分功能都是由主傳 動(dòng)系統(tǒng)來完成。

副傳動(dòng)包括煙支攪動(dòng)系統(tǒng)、鋁箔紙卷供給系統(tǒng)、商標(biāo) 紙堆供給系統(tǒng)、第二干燥輪系統(tǒng)等部分。分別由各自的獨(dú) 立電機(jī)驅(qū)動(dòng)，故這里重點(diǎn)分析硬盒包裝機(jī)的 主傳動(dòng)系統(tǒng)。

2.3間歇運(yùn)動(dòng)與連續(xù)運(yùn)動(dòng)

為了完成從煙支到煙包包裝成型各個(gè)功能，采用了 間歇運(yùn)動(dòng)與連續(xù)運(yùn)動(dòng)相結(jié)合的方式達(dá)到各功能的要求。 間歇運(yùn)動(dòng)主要傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括內(nèi)框紙輸送的三輪變速機(jī) 構(gòu)、滾子槽凸輪分度機(jī)構(gòu)（煙支轉(zhuǎn)塔、商標(biāo)紙折疊轉(zhuǎn)塔、五 角輪）等；連續(xù)運(yùn)動(dòng)包括齒輪傳動(dòng)、煙組輸送及鋁箔紙成 型的第一鏈?zhǔn)絺鲃?dòng)、商標(biāo)紙煙包輸出的第二鏈?zhǔn)絺鲃?dòng)及 內(nèi)框紙推入機(jī)構(gòu)等機(jī)械傳動(dòng)。

2.4同步要求

為了完成煙包各包裝成型功能,硬盒包 裝機(jī)的主傳動(dòng)采用由主電機(jī)驅(qū)動(dòng).通過9個(gè)聯(lián)軸器將各 部件運(yùn)動(dòng)聯(lián)結(jié)起來，各部件運(yùn)動(dòng)關(guān)系必須同步。從中速硬盒包裝機(jī)到中高速硬盒包裝機(jī)， 傳動(dòng)路線基本一致，即主電機(jī)位于整機(jī)左前部，通過減速 齒輪箱將運(yùn)動(dòng)傳遞到主傳動(dòng)箱，再通過聯(lián)軸器將運(yùn)動(dòng)傳遞
圖2主傳動(dòng)分配軸及傳動(dòng)齒輪箱的平面布置到商標(biāo)紙裝置齒輪箱、內(nèi)框紙供給齒輪箱、鋁箔紙裝置齒 輪箱、商標(biāo)紙上膠齒輪箱、煙組成型齒輪箱、煙包輸出傳 動(dòng)箱等（見主傳動(dòng)分配軸及傳動(dòng)齒輪箱的平面布置圖2）。

1.主傳動(dòng)齒輪箱2.主電動(dòng)機(jī)3.包裝轉(zhuǎn)臺(tái)齒輪箱4.盤車手 輪齒輪箱5.內(nèi)框紙供給齒輪箱6.煙支檢測器齒輪箱7.煙 支轉(zhuǎn)臺(tái)齒輪箱8.煙支料斗機(jī)構(gòu)齒輪箱9.煙支定位機(jī)構(gòu)齒 輪箱10.鋁箔置齒輪箱11.煙支推送器齒輪箱12.商 標(biāo)紙裝置齒輪箱13.涂膠裝置齒輪箱

 

運(yùn)動(dòng)的同步分為轉(zhuǎn)速同步和線速度同步，其中轉(zhuǎn)速 同步的基準(zhǔn)是商標(biāo)紙折疊包裝輪，線速度同步的基準(zhǔn)是 包裝紙O在硬盒包裝機(jī)上,與商標(biāo)紙折疊包裝 輪轉(zhuǎn)速同步的有煙支轉(zhuǎn)塔、商標(biāo)紙折疊包裝輪、五角輪、 第一烘干輪及凸輪連桿機(jī)構(gòu)等，與包裝紙線速度同步的 有鋁箔紙輸送輻、第一鏈?zhǔn)捷斔蛶?、第二鏈?zhǔn)捷斔蛶?、?標(biāo)紙上膠輪等線速度，兩種同步以包裝紙（或煙包）的運(yùn) 動(dòng)作為設(shè)計(jì)和調(diào)整的依據(jù)。

3主傳動(dòng)分析

3.1主傳動(dòng)分析

反映硬盒包裝機(jī)速度的參數(shù)主要有兩 個(gè)，即生產(chǎn)能力。（包/min）和包裝轉(zhuǎn)臺(tái)轉(zhuǎn)速n（r/min）_o 硬盒包裝機(jī)的生產(chǎn)能力為0=800包/min,該 硬盒包裝機(jī)為雙路間歇運(yùn)動(dòng)，其凸輪軸的轉(zhuǎn)速為生產(chǎn)能 力Q/2=400r/min,商標(biāo)紙折疊包裝輪的轉(zhuǎn)速與間歇機(jī)構(gòu) 的分度數(shù)K有關(guān)，設(shè)商標(biāo)紙折疊包裝輪的分度數(shù)為K商 （K商=8）,商標(biāo)紙折疊包裝輪轉(zhuǎn)速為e商=400/8=50r/min。 將包裝轉(zhuǎn)臺(tái)每轉(zhuǎn)1周的分度數(shù)用K表示,單位是“包/r”。 分度數(shù)K與硬盒包裝機(jī)生產(chǎn)能力Q、商標(biāo)紙 折疊包裝輪轉(zhuǎn)速n商的關(guān)系式為:Q=Kn商它們表明了某一特定硬盒包裝機(jī)速度與 商標(biāo)紙折疊包裝輪轉(zhuǎn)速的關(guān)系，是硬盒包裝 機(jī)機(jī)械傳動(dòng)速度的設(shè)計(jì)依據(jù)。

3.2傳動(dòng)特點(diǎn)分析

硬盒包裝機(jī)主傳動(dòng)的傳動(dòng)特點(diǎn)：（1）主電 機(jī)經(jīng)齒輪變速帶動(dòng)水平布置的主軸通過并聯(lián)和串聯(lián)的方 式將動(dòng)力傳遞給各獨(dú)立的齒輪箱，布局合理、橫豎有序。 （2）主傳動(dòng)釆用間歇運(yùn)動(dòng)與連續(xù)運(yùn)動(dòng)相結(jié)合的方式達(dá)到 各功能的要求。在齒輪箱中煙支轉(zhuǎn)塔、商標(biāo)紙折疊包裝輪 及五角輪的間歇運(yùn)動(dòng)完成煙組成型、商標(biāo)紙包裝成型及 煙包輸送，兩條水平連續(xù)運(yùn)動(dòng)的輸送鏈完成鋁箔紙裹包 成型及煙包商標(biāo)紙兩側(cè)上膠和煙包輸送。（3）主傳動(dòng)系統(tǒng) 采用較為先進(jìn)的模塊化設(shè)計(jì)方法，設(shè)計(jì)特點(diǎn)是動(dòng)作的執(zhí) 行元件連同用于其相應(yīng)的傳動(dòng)動(dòng)力的齒輪箱被作為功能 模塊，來完成各功能的要求。

4主要同步關(guān)系分析

以商標(biāo)紙折疊包裝輪中心為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，保證傳動(dòng)線 速度同步，從而實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和各主要功能的同步要求。 4.1切刀輯與供紙棍切刀輻上安裝有二把刀片,在傳送過程中，通過刀片 旋轉(zhuǎn),將鋁箔紙切割成單張鋁箔紙,因此必須使切刀輻表 面線速度與供紙根線速度保持一致，即:礦刀=礦供否則會(huì)產(chǎn)生向前拉動(dòng)鋁箔紙的力，影響切口質(zhì)量。 4.2 輸送棍、網(wǎng)紋輯與鋁箔紙輸送鋁箔紙輸送裝置由鋁箔紙卷經(jīng)輸送輪輸送、展開、網(wǎng) 紋輻滾壓形成帶網(wǎng)紋及司標(biāo)的鋁箔紙，再經(jīng)一分為二切 割、輸送、單張鋁箔紙切割到鋁箔紙包裝工位。為保證良 好的壓網(wǎng)紋質(zhì)量及單張鋁箔紙切割長度,必須使輸送輪、 網(wǎng)紋根的線速度與鋁箔紙輸送的線速度一致。

即：V輸=丫紙，*=阻

如果兩者線速度不一致，則會(huì)造成鋁箔紙長短不一、 褶皺或拉伸、網(wǎng)紋不清晰、鋁箔紙切口毛等問題。

4.3上膠輪與商標(biāo)紙傳送在第二水平輸送鏈上的商標(biāo)紙煙包傳送過程中，傳 動(dòng)的上膠輪將膠液滾壓在商標(biāo)紙上，形成帶膠液的商標(biāo) 紙。為保證上膠質(zhì)量,必須使商標(biāo)紙上膠輪線速度與商標(biāo) 紙煙包傳送速度一致，即W上股=丫輸。.

如果兩者線速度不一致，則造成上膠不均勻、膠液外 泄等問題。

4.4切刀輅與內(nèi)框紙傳送在內(nèi)框紙傳送過程中，通過刀片旋轉(zhuǎn)將內(nèi)框紙切割 成單張內(nèi)框紙，因此必須使切刀輟表面線速度與內(nèi)框紙 傳送速度一致，即:卩力=丫紙。如果兩者速度不一致，則會(huì)導(dǎo)致切口質(zhì)量差、內(nèi)框紙 長短不一等問題。

5傳動(dòng)精度

硬盒包裝機(jī)釆用的是先進(jìn)的模塊化設(shè) 計(jì)，通過各齒輪箱實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)的串并聯(lián)輸出。每個(gè)齒輪箱都 設(shè)計(jì)為一、二級齒輪傳動(dòng)，傳動(dòng)誤差由齒輪傳動(dòng)的精度保 證。在傳動(dòng)件的設(shè)計(jì)上,硬盒包裝機(jī)使用的是 精度等級較高且運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)的螺旋錐齒輪與聯(lián)軸器連接。 5.1運(yùn)動(dòng)精度

硬盒包裝機(jī)在運(yùn)動(dòng)方式的設(shè)計(jì)上，是采 用圓周輸出的方式來設(shè)計(jì)齒輪箱，然后在齒輪箱外通過 不同的方式轉(zhuǎn)換成各種動(dòng)作。例如，凸輪機(jī)構(gòu)選用的是共 輒凸輪機(jī)構(gòu)。單面槽凸輪中的槽在設(shè)計(jì)時(shí)要與在其中運(yùn) 動(dòng)的輻子之間留有間隙，因而存在運(yùn)動(dòng)誤差，而共匏凸輪 機(jī)構(gòu)調(diào)整要求達(dá)到零間隙，因而不會(huì)存在運(yùn)動(dòng)誤差。 5.2傳動(dòng)精度從主電機(jī)開始，傳動(dòng)鏈最短的是煙支攪動(dòng)傳動(dòng)鏈，最 長的是煙支轉(zhuǎn)盤齒輪箱傳動(dòng)。從硬盒包裝機(jī)的。

 

6結(jié)語

對硬盒包裝機(jī)的機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)特別是對 復(fù)雜的主傳動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行分析，可以較好地掌握包裝機(jī)的傳動(dòng)原理與設(shè)計(jì)理念，及時(shí)處理生 產(chǎn)中碰到的各種問題。

從包裝機(jī)的發(fā)展考慮，分析硬盒包裝機(jī) 的機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)可借鑒的地方：主傳動(dòng)采用模塊化的設(shè) 計(jì)，便于操作維護(hù)與精度的提高;保證各功能的同步要求 的前提下,連續(xù)運(yùn)動(dòng)與間歇運(yùn)動(dòng)的完美結(jié)合;雙路包裝工 藝設(shè)計(jì)使包裝速度提升1倍。為國內(nèi)高速硬盒包裝機(jī)的 設(shè)計(jì)提供了可靠的理論依據(jù)。

 

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