安徽中烟工业公司蚌埠卷烟厂，安徽 蚌埠 233010
摘要：本文对高架库出口夹包机无杆气缸预充气装置进行了改进设计，预充气装置投入使用后，有效消除了加暴击的冲击问题，具有较强的经济性。本文对这种改进的预充气装置关键技术进行分析。
关键词：高架库；夹包机；预充气装置
一、引言
在制丝车间片烟高架库实际生产过程中，高架库出料时，需要通过出料夹包机将烟包夹起，使烟包与底部的托盘分离，然后，夹包机在移载气缸的驱动下，将烟包输送到出料辊道上，以运往叶片生产线，同时托盘被底部的链条输送到码盘机进行回收。所以，高架库出料夹包机是衔接高架库和叶片生产线的重要环节，一旦该夹包机出现故障，会耽误叶片线的正常生产。
目前，高架库出料夹包机多次出现过上、下位检测接近开关挤压损坏，抱夹的支撑轴承损坏等故障，严重耽误叶片线正常生产，而且增加了维修费用。对过去半年（2014年11月-2015年4月）统计以上情况，如下表所示。
表1 2014年11月-2015年4月夹包机故障调查表
二、原因分析
调查发现，高架库出料夹包机在正常工作中，运行平稳，不会对上、下位检测接近开关造成挤压，而且不会对抱夹的支撑轴承造成冲击。只有在夹包机停止工作较长时间后，夹包机重新开始工作，运送第一个烟包时，会出现抱夹夹着烟箱在移载气缸的驱动下向出料辊道方向快速移动，直到抱夹到达气缸上的磁性限位开关处时，抱夹又立刻停住。由于抱夹和烟包总重量大，且速度快，在抱夹停住时，会对气缸、抱夹支撑轴承产生巨大的冲击力，会加速气缸和支撑轴承的损坏，同时抱夹和烟包会在停住时产生较大程度的摆动，在抱夹放下烟包的过程中，容易使上、下位检测接近开关受到挤压。
图1 夹包机支撑轴承和接近开关实物图
通过详细的观察、分析和试验，总结出夹包机正常工作过程中运送烟包和停止较长时间后运送第一烟包过程的状态流程，结合移载气缸分别表述如下：
（一）夹包机正常工作过程中运送烟包
夹包机连续工作，每一次运送烟包，中间时间间隔短且均匀，如图当抱夹回到初始端夹取烟包时，移载气缸活塞也停留在初始端（移载气缸被活塞分为两个腔体，根据实际气缸动作我们设靠近初始端的为推进腔，靠近出料辊道的为返回腔），此时气缸返回腔内存有压缩空气，当夹包机运送烟包时，电磁阀动作，推进腔匀速进气，返回腔匀速放气，两腔内压缩空气压差均匀变化，则活塞收到的推力稳定，运动速度稳定，抱夹夹住烟包匀速运送。流程示意图，如下所示。
图2 夹包机正常工作流程和实物图
（二）停止较长时间后运送第一烟包
由于此移载气缸是侧面向外驱动的，虽然有很好的密封，不影响连续工作，但实际气缸上方是存在缓慢漏气的，当夹包机停止运行较长时间，返回腔内的压缩空气会泄露完，腔内气压基本上是大气压。当夹包机久停后运送第一个烟包时，电磁阀动作，推进腔输入压缩空气，与返回腔内的气压压差很大，则活塞会受到很大的推力，导致抱夹夹着烟包快速前进，直到活塞运动到终点位置（到位限位开关处，也就是气缸顶部），然后瞬间停止。这样会对整个气缸、夹包机抱夹和抱夹轴承支架产生巨大的冲击。虽然这样的情况每天只发生几次，但每一次都会大大加速夹包机各部件的损坏。流程示意图，如下所示。
图3 夹包机出现冲击的流程图和实物分析图
跟踪调查正常生产一周（工作6天）的情况，统计夹包机运行中出现冲击的次数，如下表所示。可见，平均每个班次出现4.9次，比较频繁。
表2夹包机冲击情况调查表
三、创新实施内容
（一）创新方案制定
通过以上分析，可确定了问题的关键是，夹包机的移栽气缸由于其本身结构特点，存在缓慢漏气的情况，停止较长时间后，导致返回腔内气压过低，从而造成夹包机运行的冲击和相关部件的损坏。所以，我们制定了解决方案，即设计夹包机移载气缸预充气装置。
（二）内容实施
在移载气缸返回腔压缩空气进气管上用三接头加一个压缩空气管路，通过一个电磁阀接到压缩空气气源上，电磁阀通过一个按钮手动控制，按钮上上有指示灯。夹包机停止时间较长后，在开始工作前，按下按钮后，电磁阀打开，给返回腔充气，同时按钮指示灯亮，保持5s后充气完成（通过实验，5s内可保证返回腔内充气完成），松开按钮，电磁阀关闭，同时指示灯熄灭。然后，夹包机开始工作，运送第一个烟包时，不再出现原先的问题。该装置安装前后、电路示意图如下所示。
图4 预充气装置示意图及控制电路图
按照以上设计，选择电磁阀、压缩空气软管、按钮和继电器，并连接好电路，即完成移载气缸预充气装置。通过实验，此装置运行良好。
（三）效果验证
通过实践检验，该装置工作状况良好，解决了夹包机长时间停止后运送第一个烟包时出现冲击的问题。跟踪正常生产一个月（四周），夹包机运行情况，如下表所示。
表3 改进后夹包机冲击情况调查表
可见，预充气装置投入使用后，可以完全消除夹包机发生冲击的现象，从而避免了部件的损坏和对生产造成的延误，节省了部件损坏的维修费用，项目实施效果良好。
（四）成果产生的经济效益及社会效益：
此创新的效益主要在社会效益上，消除了高架库出口夹包机在较长时间停止后，开始运行时运送第一个烟包出现的冲击情况，保证了夹包机正常运行和后续生产的连续性。同时也节省了因冲击损坏的部件的更换和维修费用。经济指标上，设计安装预充气装置投入成本150元。根据以往的维修情况计算，粗略估算半年可节省维修费用约3500元。
参考文献
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论文作者:汤振宇，胡林胜，徐鹏
论文发表刊物:《科技新时代》2018年7期
论文发表时间:2018/9/21
标签：包机论文; 气缸论文; 装置论文; 压缩空气论文; 高架论文; 工作论文; 较长论文; 《科技新时代》2018年7期论文;