摘要：YB65硬条包装机在运行过程中，因吸盘磨损而造成条盒纸吸不下或吸不好，导致条盒纸在输送过程中出现歪斜、堵塞等现象时有发生，造成设备非正常停机次数增加。设备正常运行时经常需要更换吸盘，造成吸盘的备件消耗过大，每台设备1至2个班次就需更换一副新吸盘，这既影响了设备运行效率又增加了辅料及零备件的消耗。为减少这种情况发生，更换不同厂家的吸盘，但情况仍未好转。采取怎样的措施才能让吸盘的备件消耗减少、因条盒纸堵塞造成的停机次数减少，这一问题一直未得到有效解决。
关键词：YB65包装机；条盒纸吸风头；改进措施
前言
YB65条盒纸吸风头和吸盘安装在CT条盒纸扇形吸纸轮上，扇形吸纸辊位于纸库的底部，其功能是将纸库中的硬盒纸吸至输送机构，除吸风头和吸盘外，其结构还包括轴、扇形轮等零件。条盒纸是由扇形吸纸辊将条盒纸吸取后做往复旋转运动，将条盒纸输送至接纸辊与输送辊之间。
扇形吸纸轮吸纸的吸力，是由于吸盘中有负压，负压由中央供气站集中提供，吸盘中负压有否及负压吸放的快慢是由电器相位和电磁阀来控制的。
一、对于造成吸盘的备件消耗过大，因条盒纸堵塞造成的停机次数增加的原因，我们从以下几个方面进行了分析
1、原材料原因
GDX2是我国烟草进出口总公司引进意大利GD公司技术制造，实际运行速度400包/分，在工厂的生产布局中长期担任着重要的生产任务，由于车速较高，相应对辅材原料上也有较高的要求。随着辅材原料在质量上的不断提高，条盒纸的硬度及表面处理等材质特性也不断增加，使得条盒纸在吸取和传送过程中对吸盘的磨损越来越严重，造成吸盘漏气，吸取及输送过程中产生吸取不下或输送歪斜造成条盒纸堵塞。
2、吸盘质量原因
YB65硬条包装机在运行过程中，条盒纸吸盘在使用过程中容易出现磨损，有时是因为厂家的不同吸盘材料其材质特性会不稳定，磨损的程度也会不同。有时更换新吸盘后甚至会出现条盒纸吸不好，释放输送时条盒纸歪斜、堵塞等故障现象，影响了设备有效作业率、增加了原辅材料的消耗。
YB65硬条包装机的条盒纸吸盘为GD专用件，其原材料为普通橡胶材料和硅橡胶材料，普通橡胶材料耐磨性较差但价格相对便宜，硅橡胶材料耐磨性较好但价格相对较高。
3、吸盘接触面过大
现有设计中，相对于软质吸盘的外径面积，硬质吸风头的端面面积偏小，从而条盒纸在吸取传送过程中主要靠软质的吸盘与条盒纸的接触来实现对条盒纸的控制，完成吸取动作，这样既容易加快吸盘的磨损，也会由于吸取条盒纸时软质的吸盘对条盒纸的控制面积过大，而条盒纸与硬质的吸风头端面的接触面积过小，造成条盒纸在吸取时变形弯曲，直接导致商标纸在输送时前后定位不稳定或左右压力不一致造成输送歪斜，即使吸盘未磨损时也偶尔会出现条盒纸传送堵塞的现象。原用吸风头实物，其下端为M14螺纹，吸盘安装在上段，并有吸盘的止退槽，顶部平面形状是一个直径为12mm的圆平面，其面积经计算为
，且只有两道凹槽与中心的吸风孔相通。
二、改进内容
1、改进思路
(1)对条盒纸吸风头重新设计，扩大其端面面积，增大吸风头与条盒纸的接触面积，这样既能增强条盒纸吸风头吸取条盒纸的吸力与控制力，更能使条盒纸在被吸附时的弯曲变形减少，提高条盒纸吸风头吸取条盒纸的稳定性。根据对多种包装机型的了解，在FOCKE350S硬盒硬条包装机组的小盒商标纸输送机构中有类似部件，在设计时可借鉴其成熟的外形结构。
(2)选取更合适的吸盘。条盒纸与吸风头接触面积增大，在吸附效果不变的前提下，可适当缩减吸盘与条盒纸的接触面，减少条盒纸在吸取时的弯曲变形。
经查阅相关资料，在通用件资料库中选取了型号为V20S的V型圈作为新吸盘，其内径18mm，外径26mm，高度7.9mm/10.5mm，适应轴径19.0mm-21.0mm，基本符合工作尺寸。
此V型圈材料为丁腈橡胶，是由丁二烯与丙烯腈共聚而制得的一种合成橡胶，主要采用低温乳液聚合法生产，耐油性极好，耐磨性较高，耐热性较好。此外，它还具有良好的耐水性、气密性及优良的粘结性能。常用于制作各类耐油模压制品，如O形圈、油封、皮碗、膜片、活门、波纹管等，也用于制作胶板和耐磨零件，材料特性符合对条盒纸吸盘工作环境的要求。
同时，重新设计的条盒纸吸风头尺寸也要根据选定的此V型圈尺寸来确定，并进行试验。
2、具体方案
2.1 新型条盒纸吸风头的设计
原来的条盒纸吸风头总长度为54mm，下端为M14螺纹，顶部平面形状是一个直径为12mm的圆平面，其面积为
。中间有一个直径6mm中心吸风孔，一个宽2mm深2mm的凹槽通过中心。新型吸风头是在此尺寸基础上进行改进设计。
根据V20S的V型圈内径18mm确定其在改进后吸风头上安装面的轴径为19mm，为便于V型圈的安装拆卸，设计出的轴面带有一定锥度。吸风头的边缘突起唇边高度为1mm，外径为20mm，使其工作时与条盒纸的吸附面积增大到 314
。
新型吸风头选用1Cr18Ni不锈钢材料，为了尽可能减少零件尺寸的改动，中心吸风孔的直径仍保持6mm，一个宽2mm深2mm的凹槽通过中心并且穿过边缘突起的唇边。
2.2 运行试验
新型吸风头设计出后，马上按照图纸进行了加工，并根据调试要求在机台上进行了运行试验。
根据反复试验观察发现，虽然现吸风头面积增大，增强了吸取条盒纸的吸力，但发现由于中心通风孔过大，加上边缘突起的唇边具有一定的高度，使整个吸风头在吸附条盒纸时的支撑面过于单薄，条盒纸仍会因为吸力导致接触面下陷，出现少量的不规则变形，另外会在一些条盒纸上压出唇边的痕迹，影响工艺要求。
2.3 进一步改进
针对第一次设计后运行试验中出现的问题，对新型吸风头顶部吸取条盒纸时对条盒纸的支撑面进行改进，在新型吸风头工作面上添加了一组圆形支撑面。为使整个支撑面分布合理，中心通风孔缩小到4mm，添加的圆形支撑面内径为6mm，外径8mm，高度1mm，与边缘突起的唇边在同一平面。同时凹槽宽度由原来的2mm变为1.5mm，深度不变为2mm，为不影响进风量，不增加粉尘堵塞进风口的几率，凹槽增加到两条，呈十字相通，穿过新增加的圆形支撑面和边缘突起的唇边。
三、项目费用
吸风头加工费用约300元/个，每台2个，7台改造共需约4000元。
四、取得效果
把重新设计的条盒纸吸风头重新安装调试后，经过反复的观察实验，增加支撑面后，使得吸取时条盒纸的变形大幅度减小，同时改进后的中心通风孔、两条凹槽同样能保证进风量，也能更快的平衡吸风头在吸取条盒纸时腔体内的吸风，使吸取更将稳定平稳。
YB65型硬条包装机条盒纸吸风头改进后，既能增强条盒纸吸风头吸取条盒纸的吸力与控制力，更能使条盒纸在被吸附时的弯曲变形减少，提高条盒纸吸风头吸取条盒纸的稳定性。原吸盘最低价34元/个，更换周期一个班，现用密封圈单价30元/个，更换周期240天,仅吸盘每年节约费用5万余元。
改进后条盒纸堵纸次数减少，条盒纸输送更加稳定。查阅改进前和改进后，即2015年和2016年的条盒纸消耗记录，2015年全年条盒纸的单箱消耗为251.57张/箱，2016年为250.95张/箱，节约0.62张/箱，按2016年硬盒产量211965箱，条盒纸单价0.55元/张计，共计节约：0.62张/箱
211965箱
0.55元/张 = 72280.065元。
两项合计，年创直接经济效益12.2万元。
参考文献
[1]《YB65型硬条包装机使用说明书》.上海烟草机械有限责任公司.
[2]《FOCKE350S包装机组立体图册》.德国FOCKE公司.
[3]《机械制图》.机械工业出版社.
[4]《机械设计手册》.化学工业出版社.s
论文作者:寇伟涛
论文发表刊物:《基层建设》2019年第15期
论文发表时间:2019/8/5
标签：吸盘论文; 风头论文; 凹槽论文; 面积论文; 包装机论文; 吸力论文; 磨损论文; 《基层建设》2019年第15期论文;