GD包裝機(jī)機(jī)腹下清理專用工具設(shè)計(jì)-網(wǎng)絡(luò)版

1、GD包裝機(jī)機(jī)腹清理專用工具設(shè)計(jì)摘 要：為解決GD包裝機(jī)機(jī)腹下煙末、煙支、包裝材料等的堆積、堵塞，設(shè)計(jì)了GD包裝機(jī)機(jī)腹清理專用工具，該工具采用金屬材料制作，且進(jìn)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(jìn)行換牌保養(yǎng)、周保養(yǎng)、月保養(yǎng)、結(jié)束生產(chǎn)保養(yǎng)時(shí)清理設(shè)備機(jī)腹下難以清理的前述各種雜物。GD包裝機(jī)機(jī)腹清理專用工具是為GD包裝機(jī)量身設(shè)計(jì)，可單機(jī)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(jī)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(jī)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(jī)機(jī)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(jī)1。目前，我國煙草行業(yè)使用較多的卷煙包裝機(jī)主要為意大利GD公司的GD系列包裝機(jī)，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(gè)很大的影響生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)工藝環(huán)境的缺陷，那就是機(jī)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(chǎng)的煙蟲感染是客觀存在的，也是各個(gè)企業(yè)蟲害防治的重要一環(huán)。目前，針對(duì)該問題的研究改進(jìn)文獻(xiàn)報(bào)道較少，利用微波高頻交變電磁場(chǎng)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(chǎng)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(chǎng)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(jìn)度。為此，根據(jù)設(shè)備特點(diǎn)，設(shè)計(jì)此GD包裝機(jī)機(jī)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(chǎng)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(dòng)及控制GD-X1、GD-X2等卷煙包裝機(jī)組或引進(jìn)GD技術(shù)后國產(chǎn)化的ZB25、ZB45、ZB47等卷煙包裝機(jī)組是集機(jī)械、電器、氣動(dòng)等技術(shù)于一體的高速卷煙包裝設(shè)備，在機(jī)械、電器方面具有很高的穩(wěn)定性4，其設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力可達(dá)每分鐘400包至每分鐘550包，該類設(shè)備的新一代型號(hào)為GDH1000，GDH1000包裝機(jī)組

4、是目前技術(shù)最先進(jìn)的（超）高速卷煙包裝設(shè)備之一，設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力達(dá)到了1000包/min5。當(dāng)前國內(nèi)使用的高速包裝機(jī)主機(jī)的質(zhì)量都在10000KG左右，這是高速設(shè)備防振動(dòng)的必要設(shè)計(jì)。以GDX2主機(jī)討論，主傳動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)力由主電機(jī)（11KW,1800轉(zhuǎn)/分）驅(qū)動(dòng)，經(jīng)二級(jí)三角皮帶通過傳動(dòng)軸傳入6,再經(jīng)多路齒輪將連續(xù)的高速運(yùn)動(dòng)傳遞到10余個(gè)高速間歇回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的、工藝任務(wù)相對(duì)獨(dú)立的機(jī)械系統(tǒng)和其他高速往復(fù)、回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的機(jī)械系統(tǒng)。根據(jù)機(jī)械特點(diǎn)及振動(dòng)原理，機(jī)械系統(tǒng)受電動(dòng)機(jī)持續(xù)激勵(lì)產(chǎn)生的高速運(yùn)轉(zhuǎn)決定了設(shè)備會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的機(jī)械振動(dòng)，機(jī)械系統(tǒng)的振動(dòng)可分為阻尼振動(dòng)、無阻尼振動(dòng)、強(qiáng)迫振動(dòng)7。做圓周運(yùn)動(dòng)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(qiáng)，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(yùn)動(dòng)，勢(shì)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(dòng)，見圖2。GD類包裝設(shè)備設(shè)計(jì)了大量的間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，這就決定了設(shè)備產(chǎn)生的不平衡振動(dòng)遠(yuǎn)大于連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的卷煙卷制設(shè)備。運(yùn)轉(zhuǎn)中的不平衡稱為動(dòng)不平衡，當(dāng)然，回轉(zhuǎn)體產(chǎn)生動(dòng)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(dòng)就有

6、振動(dòng)控制。 （a）GDX2中3號(hào)輪及旋轉(zhuǎn)方向 （b）輪上煙包及材料圖2 GDX2包裝機(jī)可見回轉(zhuǎn)體之一示例GD包裝機(jī)不平衡控制引入了多項(xiàng)技術(shù),首先是其機(jī)器零部件的設(shè)計(jì)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(dòng)平衡實(shí)驗(yàn)；機(jī)器機(jī)身滿足最優(yōu)的幾何特性及受力質(zhì)量；內(nèi)部傳動(dòng)系統(tǒng)及各子系統(tǒng)布局合理且保證嚴(yán)格的時(shí)序控制；滿足高速運(yùn)轉(zhuǎn)的潤(rùn)滑系統(tǒng)等。本節(jié)討論的主要是機(jī)器機(jī)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(jī)器零件剛度的需要，GDX2主機(jī)的左右機(jī)身及其他部分的總重達(dá)到了9500KG，其中75%以上為機(jī)身箱體的重量，機(jī)身箱體的質(zhì)量是為運(yùn)轉(zhuǎn)的各回轉(zhuǎn)體產(chǎn)生的不平衡

7、振動(dòng)提供足夠的承載基礎(chǔ)。為了最優(yōu)，GDX2的主機(jī)的機(jī)身被設(shè)計(jì)為4800mm×3100mm×2250mm（最大邊沿），緊挨地面的機(jī)腹長(zhǎng)度尺寸為長(zhǎng)3700mm，寬700mm至900mm，見圖3、圖4。根據(jù)平衡技術(shù)的嚴(yán)格要求，GDX2在安裝時(shí)，主機(jī)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(jī)械連接要求及防振動(dòng)技術(shù)的需要，機(jī)箱體還要進(jìn)行嚴(yán)格的水平檢測(cè)。1.機(jī)腹下調(diào)節(jié)機(jī)身水平支撐腳圖3 GDX2主機(jī)機(jī)腹底平面示意圖1.安裝地面 2.安裝地面 3.調(diào)節(jié)機(jī)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(biāo)都有專門的國家標(biāo)準(zhǔn)從檢驗(yàn)程序和檢驗(yàn)方法上進(jìn)行嚴(yán)格控制。關(guān)于地面的要求，建筑工程施工質(zhì)量驗(yàn)收統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)（GB50300-2014）10從兩個(gè)方面進(jìn)行了規(guī)定，一項(xiàng)為分部工程的屋面規(guī)定，一項(xiàng)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(yàn)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(xì)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(biāo)準(zhǔn)的限定及實(shí)際的建筑裝修實(shí)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(jī)腹殘留物的形成及影響由于設(shè)備設(shè)計(jì)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(jī)在安裝完成后，其機(jī)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(huì)掉落地面、掉入設(shè)備機(jī)腹與地面的間隙中，這個(gè)間隙的面積大于35m2。而要清除這些雜物，生產(chǎn)中的實(shí)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(jī)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(jī)腹下的雜物，特別是包裝材料碎屑、濾嘴絲索等會(huì)形成擠壓、結(jié)塊，最終難以徹底清除。而隨著時(shí)間的加長(zhǎng)，這些處于機(jī)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(huì)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(jī)機(jī)腹清理專用工具設(shè)計(jì)為了解決機(jī)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(jī)安裝高度限制和安裝地面的落差的特性，設(shè)計(jì)了GD包裝機(jī)機(jī)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(zhǎng)1180mm,板的前端設(shè)計(jì)了刀刃和回鉤,后端設(shè)計(jì)了手柄，

11、工具能橫向進(jìn)入機(jī)腹底平面的最大寬度。任何材料實(shí)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(jī)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(jì)中，專門對(duì)工具的熱處理進(jìn)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(jī)機(jī)腹清理專用工具設(shè)計(jì)圖2.2 GD包裝機(jī)機(jī)腹清理專用工具的使用與存放根據(jù)卷煙生產(chǎn)的實(shí)際情況，GD包裝機(jī)機(jī)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(shí)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(jì)固定放置于設(shè)備的適合位置，如小包透明紙包裝機(jī)的正面底護(hù)罩下方、GDX2主機(jī)小盒橫向輸送通道下方的護(hù)罩

12、蓋，見圖6。設(shè)備的這些位置均沒有裸露的傳動(dòng)機(jī)件，不影響設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)、安全，也不影響生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的整齊統(tǒng)一。3 結(jié)論GD包裝機(jī)機(jī)腹清理專用工具的使用徹底解決了GD包裝機(jī)機(jī)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(jī)腹下的滋養(yǎng)溫床，工具的使用使生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)蟲害治理又多了一個(gè)實(shí)用的手段。 （a）設(shè)備外形圖 （b）1.打開的護(hù)罩示意 (b)2.工具存放示意圖6 GD包裝機(jī)機(jī)腹清理專用工具存放位置示意圖參考文獻(xiàn)1 曹瑞.探討卷煙包裝機(jī)設(shè)備維修維護(hù)與保養(yǎng)J.山東工業(yè)技術(shù)，2016，35（19）：260-2602 宋紀(jì)真，周漢平，奚家勤等.煙

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