GD包裝機機腹下清理專用工具設(shè)計-網(wǎng)絡(luò)版

1、GD包裝機機腹清理專用工具設(shè)計摘 要：為解決GD包裝機機腹下煙末、煙支、包裝材料等的堆積、堵塞，設(shè)計了GD包裝機機腹清理專用工具，該工具采用金屬材料制作，且進行了相應(yīng)的防彎曲、防變形的熱處理。主要用于在設(shè)備進行換牌保養(yǎng)、周保養(yǎng)、月保養(yǎng)、結(jié)束生產(chǎn)保養(yǎng)時清理設(shè)備機腹下難以清理的前述各種雜物。GD包裝機機腹清理專用工具是為GD包裝機量身設(shè)計，可單機配置。應(yīng)用效果表明，該工具使用方便、利于收撿，在與壓縮空氣的配合下，能100%清理掉設(shè)備機腹下堆積、堵塞的煙末、煙支等雜物，杜絕了霉變，且徹底解決了各類煙蟲在機腹下滋養(yǎng)、生存的溫床，優(yōu)化了生產(chǎn)工藝環(huán)境。關(guān)鍵詞：GD包裝機機腹；煙支；清理專用工具；煙蟲，工藝

2、環(huán)境煙草產(chǎn)業(yè)的核心設(shè)備是卷煙包裝機1。目前，我國煙草行業(yè)使用較多的卷煙包裝機主要為意大利GD公司的GD系列包裝機，以及國產(chǎn)化后的設(shè)備ZB25、ZB45、ZB47等，屬我國主流卷煙包裝設(shè)備。該類設(shè)備一直存在的一個很大的影響生產(chǎn)現(xiàn)場工藝環(huán)境的缺陷，那就是機腹下易積存各類與生產(chǎn)相關(guān)的雜物，且在設(shè)備保養(yǎng)過程中不易清理干凈，易形成霉變、蟲害。煙蟲，感染和為害加工過程中各種形態(tài)的煙草2,因此，卷煙生產(chǎn)現(xiàn)場的煙蟲感染是客觀存在的，也是各個企業(yè)蟲害防治的重要一環(huán)。目前，針對該問題的研究改進文獻報道較少，利用微波高頻交變電磁場3滅蟲是方法之一，生產(chǎn)企業(yè)制絲、卷接和卷煙包裝現(xiàn)場的蟲害治理方式大都頻繁采用藥物滅殺。

3、微波適用于特定場所，而藥物使用太頻繁，后果就是形成一定的毒害、產(chǎn)生的異味不符合過程工藝控制、影響生產(chǎn)進度。為此，根據(jù)設(shè)備特點，設(shè)計此GD包裝機機腹清理專用工具，以解決設(shè)備保養(yǎng)中存在的“死角”和煙蟲“溫床”問題，為消滅煙草企業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場的煙蟲危害提供了參考。1 存在問題1.1 包裝設(shè)備的不平衡振動及控制GD-X1、GD-X2等卷煙包裝機組或引進GD技術(shù)后國產(chǎn)化的ZB25、ZB45、ZB47等卷煙包裝機組是集機械、電器、氣動等技術(shù)于一體的高速卷煙包裝設(shè)備，在機械、電器方面具有很高的穩(wěn)定性4，其設(shè)計生產(chǎn)能力可達每分鐘400包至每分鐘550包，該類設(shè)備的新一代型號為GDH1000，GDH1000包裝機組

4、是目前技術(shù)最先進的（超）高速卷煙包裝設(shè)備之一，設(shè)計生產(chǎn)能力達到了1000包/min5。當(dāng)前國內(nèi)使用的高速包裝機主機的質(zhì)量都在10000KG左右，這是高速設(shè)備防振動的必要設(shè)計。以GDX2主機討論，主傳動系統(tǒng)動力由主電機（11KW,1800轉(zhuǎn)/分）驅(qū)動，經(jīng)二級三角皮帶通過傳動軸傳入6,再經(jīng)多路齒輪將連續(xù)的高速運動傳遞到10余個高速間歇回轉(zhuǎn)運動的、工藝任務(wù)相對獨立的機械系統(tǒng)和其他高速往復(fù)、回轉(zhuǎn)運動的機械系統(tǒng)。根據(jù)機械特點及振動原理，機械系統(tǒng)受電動機持續(xù)激勵產(chǎn)生的高速運轉(zhuǎn)決定了設(shè)備會產(chǎn)生相應(yīng)的機械振動，機械系統(tǒng)的振動可分為阻尼振動、無阻尼振動、強迫振動7。做圓周運動的物體，由于本身的慣性，總有沿著圓周

5、切線方向飛去的傾向8,這種傾向在物理上被稱為離心力,見圖1。F離心力 m物體質(zhì)量 m2r向心加速度圖1 離心力示意圖旋轉(zhuǎn)越快離心力越強，在包裝設(shè)備中,裝配有執(zhí)行件的高速旋轉(zhuǎn)的回轉(zhuǎn)體以400次/min的頻率突然停止、急速運動，勢必形成更大的與轉(zhuǎn)速同頻的離心力、慣性離心力，而這些“力”最終作用到了設(shè)備的軸、軸承、齒輪、凸輪、槽輪等旋轉(zhuǎn)的構(gòu)件上，從而產(chǎn)生不平衡振動，見圖2。GD類包裝設(shè)備設(shè)計了大量的間歇運動機構(gòu)，這就決定了設(shè)備產(chǎn)生的不平衡振動遠大于連續(xù)運轉(zhuǎn)的卷煙卷制設(shè)備。運轉(zhuǎn)中的不平衡稱為動不平衡，當(dāng)然，回轉(zhuǎn)體產(chǎn)生動不平衡的因素很多，如加工制造、裝配和工作過程中的各環(huán)節(jié)上的誤差9等。有不平衡振動就有

6、振動控制。 （a）GDX2中3號輪及旋轉(zhuǎn)方向 （b）輪上煙包及材料圖2 GDX2包裝機可見回轉(zhuǎn)體之一示例GD包裝機不平衡控制引入了多項技術(shù),首先是其機器零部件的設(shè)計和制造剛度必需要滿足于能克服塑性變形或彈性變形；所有回轉(zhuǎn)體都要滿足靜平衡要求及動平衡實驗；機器機身滿足最優(yōu)的幾何特性及受力質(zhì)量；內(nèi)部傳動系統(tǒng)及各子系統(tǒng)布局合理且保證嚴格的時序控制；滿足高速運轉(zhuǎn)的潤滑系統(tǒng)等。本節(jié)討論的主要是機器機身滿足最優(yōu)的幾何特性及受力質(zhì)量。還以GDX2為例，由于機器零件剛度的需要，GDX2主機的左右機身及其他部分的總重達到了9500KG，其中75%以上為機身箱體的重量，機身箱體的質(zhì)量是為運轉(zhuǎn)的各回轉(zhuǎn)體產(chǎn)生的不平衡

7、振動提供足夠的承載基礎(chǔ)。為了最優(yōu)，GDX2的主機的機身被設(shè)計為4800mm×3100mm×2250mm（最大邊沿），緊挨地面的機腹長度尺寸為長3700mm，寬700mm至900mm，見圖3、圖4。根據(jù)平衡技術(shù)的嚴格要求，GDX2在安裝時，主機箱體的底平面與安裝地面之間的間隙為10mm左右中，不宜超過12mm。另，根據(jù)平衡和機械連接要求及防振動技術(shù)的需要，機箱體還要進行嚴格的水平檢測。1.機腹下調(diào)節(jié)機身水平支撐腳圖3 GDX2主機機腹底平面示意圖1.安裝地面 2.安裝地面 3.調(diào)節(jié)機身水平支撐腳圖4 GDX2安裝示意圖1.2車間的地面平整度及現(xiàn)狀 目前，國內(nèi)工業(yè)車間的地面都有

8、明確的要求。其水平落差指標都有專門的國家標準從檢驗程序和檢驗方法上進行嚴格控制。關(guān)于地面的要求，建筑工程施工質(zhì)量驗收統(tǒng)一標準（GB50300-2014）10從兩個方面進行了規(guī)定，一項為分部工程的屋面規(guī)定，一項為分部工程的建筑裝飾裝修。在建筑地面工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范（GB50209-2010）11中，屋面又分為基層和面層。地面的基層被細分為基土層、墊層、找平層、填充層、隔離層、絕熱層等，其每一層的表面平整要求從2mm到15mm不等。整體面層的表面凹陷落差要求從使用材料的不同而具有一定的區(qū)別，其中，采用水泥混凝土的為5mm，水泥砂漿為4mm，水磨石為2至3mm,大理石、花崗巖、涂料面層等均為2mm

9、。由前述各標準的限定及實際的建筑裝修實踐來看，工業(yè)車間單跨的地面表面凹陷落差根據(jù)使用材質(zhì)和施工水平的不同，一般都在5mm左右，甚至更大。1.3機腹殘留物的形成及影響由于設(shè)備設(shè)計及安裝要求的限定以及車間地面表面平整落差的客觀存在，就決定了GD包裝機在安裝完成后，其機腹與地面之間的間隙是不一至的，最小的可能只有4mm,甚至更小，這是目前生產(chǎn)技術(shù)條件下所無法克服的。在我們的生產(chǎn)過程中，煙末、煙支、包裝材料碎屑等雜物不可避免地會掉落地面、掉入設(shè)備機腹與地面的間隙中，這個間隙的面積大于35m2。而要清除這些雜物，生產(chǎn)中的實際做法都是在日常保養(yǎng)中使用不大于6bar的壓縮空氣。很顯然，由于機腹下間隙大小的不

10、一至以及面積較寬，在壓縮空氣的作用下，機腹下的雜物，特別是包裝材料碎屑、濾嘴絲索等會形成擠壓、結(jié)塊，最終難以徹底清除。而隨著時間的加長，這些處于機腹下的煙末、煙支、包裝材料碎屑，在油漬、膠垢、下沉的濕空氣作用下，就會發(fā)霉、變質(zhì)，破壞生產(chǎn)工藝環(huán)境，成為各類煙蟲滋養(yǎng)的溫床。2 解決方法2.1 GD包裝機機腹清理專用工具設(shè)計為了解決機腹下煙末、煙支、包裝材料碎屑的堵塞、堆積問題，結(jié)合GD包裝機安裝高度限制和安裝地面的落差的特性，設(shè)計了GD包裝機機腹清理專用工具，一件手持式板件，見圖5。此工具采用金屬材質(zhì)，工作板的厚度為2.5mm，寬14mm,長1180mm,板的前端設(shè)計了刀刃和回鉤,后端設(shè)計了手柄，

11、工具能橫向進入機腹底平面的最大寬度。任何材料實際都含有不同數(shù)量、不同尺寸的裂紋12,根據(jù)這一特性，考慮到機腹下堆積物一般附著都較頑固以及工具厚度的限制 ，在設(shè)計中，專門對工具的熱處理進行了說明，目的是要使工具具有良好的抗斷裂、抗變形、抗拉伸能力。圖5 GD包裝機機腹清理專用工具設(shè)計圖2.2 GD包裝機機腹清理專用工具的使用與存放根據(jù)卷煙生產(chǎn)的實際情況，GD包裝機機腹清理專用工具一般在周保養(yǎng)、月保養(yǎng)、結(jié)束生產(chǎn)保養(yǎng)、換牌保養(yǎng)時結(jié)合壓縮空氣一起使用，并需制訂相應(yīng)的使用和檢查制度。使用后的專用工具被設(shè)計固定放置于設(shè)備的適合位置，如小包透明紙包裝機的正面底護罩下方、GDX2主機小盒橫向輸送通道下方的護罩

12、蓋，見圖6。設(shè)備的這些位置均沒有裸露的傳動機件，不影響設(shè)備運轉(zhuǎn)、安全，也不影響生產(chǎn)現(xiàn)場的整齊統(tǒng)一。3 結(jié)論GD包裝機機腹清理專用工具的使用徹底解決了GD包裝機機腹下易積存煙末、煙支、包裝材料碎屑等雜物且難于清除的歷史難題，有效地改善了車間生產(chǎn)工藝環(huán)境，清除了各類煙蟲在GD包裝設(shè)備機腹下的滋養(yǎng)溫床，工具的使用使生產(chǎn)現(xiàn)場蟲害治理又多了一個實用的手段。 （a）設(shè)備外形圖 （b）1.打開的護罩示意 (b)2.工具存放示意圖6 GD包裝機機腹清理專用工具存放位置示意圖參考文獻1 曹瑞.探討卷煙包裝機設(shè)備維修維護與保養(yǎng)J.山東工業(yè)技術(shù)，2016，35（19）：260-2602 宋紀真，周漢平，奚家勤等.煙

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