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0. 引言

ZB45型包裝機(jī)是中國煙草進(jìn)出口總公司引進(jìn)意大利某公司ＧDＸ2機(jī)型交由上海煙草工業(yè)機(jī)械廠國產(chǎn)化的設(shè)備，該型設(shè)備因性能穩(wěn)定，生產(chǎn)效率高，廣泛用于各卷煙生產(chǎn)企業(yè)。隨著煙草制品的發(fā)展，一種提拔式翻蓋包裝應(yīng)運(yùn)而生，包括ZB45型硬盒包裝機(jī)在內(nèi)的傳統(tǒng)包裝方式已經(jīng)不能滿足這種包裝要求，目前，多數(shù)生產(chǎn)企業(yè)只能采用純手工方式，對這種提拔式翻蓋產(chǎn)品進(jìn)行包裝。本項(xiàng)目基于ZB45型包裝機(jī)提供一種一體式商標(biāo)紙切割裝置，將包裝后的一體式商標(biāo)紙進(jìn)行切割，分切成“大蓋”和“小蓋”商標(biāo)紙（正常產(chǎn)品都是一張整體的商標(biāo)紙），達(dá)到提拔式翻蓋煙包包裝的要求。

1. ZB45商標(biāo)紙包裝系統(tǒng)介紹

ZB45商標(biāo)紙經(jīng)縱向輸送，上膠器上膠后，由C型推手推動，進(jìn)入5＃輪與鋁箔煙包匯合，并在5＃完成折疊后進(jìn)入6＃輪（如圖1），6＃輪對不合格煙包進(jìn)行剔除后，在內(nèi)部馬耳他輪間隙運(yùn)動驅(qū)動作用下，將合格煙包輸送到圖1所示槽板槽架4部位，進(jìn)行一次停頓。此時(shí)推塊24

（如圖1）做垂直上升運(yùn)動，推動煙包25經(jīng)過由槽架11和槽板10所構(gòu)成的煙包通道，進(jìn)入7＃輪煙包工位，由7＃輪對煙包進(jìn)行輸送，熨燙后，進(jìn)入8＃輪對不合格煙包進(jìn)行剔除后，進(jìn)入下游工序。

2. 商標(biāo)紙切割裝置的探索

ZB45包裝機(jī)在CH入口部位，煙包由C600機(jī)構(gòu)單包輸送到CH通道上，再由齒形帶上的推塊，將煙包分開并一包接一包向透明紙包機(jī)構(gòu)輸送，煙包兩端被導(dǎo)塊限位，上部由有機(jī)玻璃板限位，下部由輸送導(dǎo)條限位，理論上能在此增設(shè)切割機(jī)構(gòu)，對商標(biāo)紙進(jìn)行切割。由于齒形帶上兩推塊間距離是130mm,而煙包的寬度為55mm，煙包在橫向移動中沒有被固定，切割圓刀旋轉(zhuǎn)方向只能與煙包運(yùn)行方向相反，靠后面的推塊橫向限位煙包進(jìn)行切割，所以導(dǎo)致煙包對切割圓刀的沖擊較大，刃口容易形成鋸齒形，影響切刀使用壽命和切割效果。

ZB45包裝機(jī)在從6＃輪進(jìn)入7＃輪的部位，由槽板10

和槽架11構(gòu)成一煙包通道，其作用是固定煙包周向位置，在接煙塊（接應(yīng)板）和煙包推塊24（頂升板）的共同作用下，引導(dǎo)煙包順利從6＃輪進(jìn)入7＃輪。此部位，煙包在運(yùn)行過程中，6個面都被限位固定，煙包只能隨頂升板和接應(yīng)板做垂直向上的運(yùn)動，如果在該部位安裝商標(biāo)紙切割裝置，那么切刀旋轉(zhuǎn)方向可以與煙包運(yùn)行方向相同，減少切割時(shí)煙包對刀的沖擊，延長切刀的使用壽命，是理想的切割環(huán)境。根據(jù)設(shè)備上的位置特點(diǎn)，空間布局，設(shè)計(jì)切割裝置，并對槽板和槽架在不影響功能的前提下，加以必要的改進(jìn)，使切刀片能順利切割商標(biāo)紙。

經(jīng)過分析比較，最終選擇在6＃輪進(jìn)7＃輪部位增設(shè)一體式商標(biāo)紙切割裝置。

3. 一體式商標(biāo)紙切割裝置的設(shè)計(jì)

切割圓刀及電機(jī)的選型

要對已經(jīng)包裝好的商標(biāo)紙進(jìn)行切割，而不傷及內(nèi)部的包裝材料和煙支。對切割系統(tǒng)有三個要求：一是被切割的煙包位置固定，二是刃口保持鋒利，三是切割速度適

中。針對第一個要求，在前面分析已經(jīng)說到，煙包的六個方向都被很好地限位，所以切割時(shí)煙包的位置相對固定。針對第二個要求，從6＃輪進(jìn)7＃輪的煙包通道長度為65mm，所以切割圓刀的直徑不能大于65mm，否則無法將圓刀安裝進(jìn)通道內(nèi)，結(jié)合車間實(shí)際情況，卷煙機(jī)濾棒切刀所使用的圓刀片直徑為60mm的鎢鋼刀片，而且刃口鋒利，經(jīng)久耐用，根據(jù)就地取材原則，選擇濾棒切割圓刀片，作為商標(biāo)紙切割的刀具。針對第三個要求，切割速度，根據(jù)設(shè)計(jì)之初給定的生產(chǎn)定額要求，應(yīng)達(dá)到120包／min。

煙包從6＃輪進(jìn)入7＃輪整個行程為65mm+55mm（65為塞。為了便于堵塞后的清理，切割機(jī)構(gòu)需設(shè)計(jì)為可移動機(jī)構(gòu)。移動機(jī)構(gòu)（如圖2）由底板18、滑塊22、滑軌21、氣缸19、底座20等組成；底板18通過螺紋連接固定在4個滑塊22上，滑塊可在滑軌21上移動，滑軌通過螺釘固定在底座20上。氣缸座連接在底座20上，氣缸輸出軸通過關(guān)節(jié)軸承連接在底板18上。根據(jù)空間位置和實(shí)際需求，選通道長度，55為煙包進(jìn)入7＃輪行程）即120mm。煙包在通道內(nèi)的移動速度：120×120×4／1000=57.6m／min（其中4為設(shè)備功能需求的間歇次數(shù)，即每包煙只能用理論上的1／4的時(shí)間來完成從6＃輪進(jìn)7＃輪的過程）。圓刀

表1小帶輪轉(zhuǎn)速對應(yīng)的皮帶種類及最小齒數(shù)

直徑為60mm，根據(jù)公式，線速度=π ，得出=／（π），代入已知數(shù)據(jù)，=306r／min，即煙包以120123456789 10 11 10412813 14包／min運(yùn)行，相當(dāng)于圓刀轉(zhuǎn)速為306r／min。由于切刀旋轉(zhuǎn)方向與煙包運(yùn)行方向相同，切割圓刀轉(zhuǎn)速應(yīng)遠(yuǎn)大于這個轉(zhuǎn)速，才能保證正常切割，初步選擇2級三相交流電機(jī)，2800r／min，300W。通過齒形帶輪4：3（設(shè)計(jì)給定）傳動比，圓刀線速度約為煙包移動速度6.9倍。

圖2

切割機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)

刀軸1的左端設(shè)計(jì)安裝有齒形帶輪2（如圖2），

右端通過壓刀塊9將刀片

1.刀軸2.帶輪3.蓋板4.刀軸座5.襯套6.軸承7.導(dǎo)輪8.切刀9.壓刀塊10.槽板11.槽架12.調(diào)節(jié)螺釘13.齒形帶14.電動機(jī)15.小帶輪16.鍵17.電機(jī)支架18.底板19.氣缸20.底座21.滑軌22.滑塊23.支座24.推塊25.煙包26.鉸耳27.鉸鏈軸28.鎖緊螺釘29.到位檢測擇氣缸缸徑15mm，行程50mm的雙作用氣缸。切割機(jī)構(gòu)8固定，刀片8通過槽板10上的縫隙，伸入到由槽架11和槽板10所構(gòu)成的煙包通道內(nèi)，對煙包外商標(biāo)紙進(jìn)行切割作業(yè)。刀軸通過兩軸承，安裝固定在刀軸座4上。由于從6＃輪進(jìn)7＃輪的部位，空間位置狹小，需充分考慮圓刀片的更換作業(yè)和圓刀調(diào)整的便利性，所以將刀軸座4設(shè)計(jì)為可以沿鉸鏈軸27轉(zhuǎn)動的活動刀軸座，通過螺釘28，固定聯(lián)接在槽板10上，松開螺釘28，可通過調(diào)節(jié)螺釘12，對刀軸座進(jìn)行調(diào)整，從而控制切刀8切割的深淺；取掉螺釘28，將刀軸座4沿鉸鏈軸27旋轉(zhuǎn)放下，可進(jìn)行更換切刀的作業(yè)。槽板10和鉸耳26，通過螺釘固定在支座23上；支座23通過螺釘固定在底板18上。