０ 引 言

在生产运行中,包装机铝箔纸剔除装置存在电磁铁易积灰、顶针易磨损、定位销意外剪断等故障隐患,设备维修保养难度大,运行故障率高。 目前,国内有 2 种改进方式, 一种在电磁铁端开吹灰孔避免烟尘堆积[1] ,一种采用双作用气缸与顶针直接相连,并在气缸与底座之间留下漏灰间隙[2] ,但由于顶针在动作时不仅有轴向往复运行,还有摆动,气缸容易磨损后漏气和缸体积尘。

 

针结构改动,顶针磨损频繁、定位销异常剪断问题没有得到 本质解决。 采用密封性良好的双作用气缸和具有缓冲功能的定位连杆,改变连接螺杆和连接座结构,通过改进后,降低剔除机构故障率和维修时间,提高产品质量和设备运行效率。

１ 结构原理与故障分析

ＺB4５ 型硬盒包装机组的铝箔纸剔除机构采用电磁铁驱动,配合弹簧实现复位功能[3-4] 。 如图 1 所示,当有空头、缺支等需要剔除铝箔纸时,固态继电器得到剔除信号使电磁铁通电,顶针向上动作带动四杆机构从而使剔除钢辊向前动作,与转动的剔除辊一起将铝箔纸剔除掉[５] 。剔除完毕后,电磁铁断电,顶针在弹簧作用下向下动作,剔除钢辊离开,接纸钩接住并定位铝箔纸,和烟支一起进入二号轮。

１.１    存在问题

         1) 铝箔纸剔除不畅、铝纸歪斜

 

图 １ 铝箔纸剔除机构原理

电磁铁与顶针尖端( 铁芯) 有橡皮密封圈,阻止烟尘进入电磁铁。 由于剔除机构运行频繁且速度较快,顶针动作时不仅存在轴向运行还存在一定摆动,密封圈极易磨损失效,烟尘极易进入电磁铁内部造成铁芯的运行不稳定, 接纸钩归位不到位、剔除滚不能很好接触,出现铝箔纸剔 除不畅、铝纸歪斜等故障。

2. 电磁铁易积灰,清洁时间长

电磁铁积灰后需要经常清洁,清洁频率为 2 次/ 月,由于安装空间狭窄和角度问题[６] ,拆装不便,单次清洁时间 20 min 以上。

3. 顶针易磨损,需频繁更换

顶针尖端( 铁芯) 由于频繁撞击电磁铁端,当剔除量大时,其磨损较快,需要经常进行距离调试及更换,以便铝箔纸顺利剔除[7] 。

4. 定位销意外剪断,维修时间长

电磁铁瞬间启动速度大,顶针由 ５×1５ mm 的定位销、弹簧实现定位缓冲功能,销孔极易由原来的 ５ mm 扩大到８ mm 以上,定位销活动行程由 2 mm 扩大到 ５ mm 以上后在连续剔除时易异常剪断,单次维修恢复时间 2 h 左右。故障时间统计见表 1。

表 １ １４ 台包装机铝纸剔除机构故障时间统计

  维修项目 故障次数 故障时间/ h          

电磁铁积灰清洁 3  ６2

调试、更换顶针 13  1６５

更换定位销 2  1６８

更换剔除胶滚 1 31

加权平均故障次数 2 次/ ( 台/ kh)

    加权平均故障时间       0.7５h / ( 台/ kh)

１.２    改进方法

1) 气缸代替电磁铁

原电磁铁由于密封圈极易失效导致积灰,而且瞬间启动速度大,刚性运行容易造成零件变形和磨损,现采用密封性良好的双作用气缸代替。  根据顶针的行程为 10 ｃm,以及安装空间尺寸,所选气缸要求体积小,最终选用 AD- VU-32-10-A-P-A＃1５６６17 的双作用紧凑型气缸[８] ,如图 2。  工作气压最佳范围为 0.1 ~ 0.1５  ｂaｒ,具体视铝纸厚度、硬度而变化。

由于原结构只有自对中功能,无缓冲功能,现将活塞仓末端铣深 ５ mm 左右,在加入缓冲弹簧,如图 ５。

 

2. 控制原理( 图 3)

    

 

 

图 ３ 气缸控制原理图

2. 自对中活塞杆连接件改进

本结构由某公司的气缸相配套的

20６3 自对中活塞杆连[９] 接件改装而成,原结构如图 4。

上定位环固定在缓冲仓左端,下定位环受右端固定的缓冲弹簧约束,自对中活塞杆在上下定位环作用下可以做万向摆动以及缓冲、定位,实现自动对中缓冲定位功能。该结构由于各个环节结构比较大且精度要求低不易磨损, 寿命高,对冲压力适应性强,取代顶针结构,解决了顶针往复运行时的摆动问题。 此结构右端与气缸活塞采用螺纹连接,并用并紧螺母紧固,如图 7。

５)  连接座的设计

由于改为气缸驱动后,气缸与关节轴承之间的距离较之前增加了 ５3 mm,气缸的安装连接座一端与原电磁铁安装机座连接,一端与气缸安装孔连接。 连接座设计成下侧和左右三面镂空结构,下侧为漏灰孔,左右两侧为免折吹 灰孔,防止气缸活塞杆处灰尘、烟末堆积,如图 ８。

 

图 ７ 气缸与自对中连杆用螺纹连接

 

 

 

 

最终安装效果如图 ９

 

图 ９ 最终安装效果

３ 结 语

通过包装机铝纸剔除装置的改进,成功解决了铝纸剔除过程中故障率高的问题,提高了设备运行效率。

 

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