圆压平烫金机输纸机构的改进

周 迪，周万成

（常德金鹏印务有限公司，湖南 常德 415000）

常德金鹏印务有限公司一台德国产SteuerPZ82/4圆压平烫金机，其飞达输送纸张的最大幅面是570mm×820mm，已不能满足产品的工艺需要。

一、原因分析

斯托拿圆压平烫金机的吸嘴输纸机构是一个双凸轮驱动的四连杆机构，如图1所示。

凹槽凸轮A推动摇杆1前后摆动，摇杆1通过连杆2带动摇杆3及吸嘴5前后摆动，吸嘴在凹槽凸轮A驱动下的运动过程是：吸纸（静止） →向前摆动→交接 （静止） →向后摆动。凸轮B通过摆杆4给摇杆3及吸嘴5一个叠加的上下运动，吸嘴在凸轮B驱动下的运动过程是：吸纸（静止） →上升→停留→下降→交接 （静止） →上升→停留→下降。吸嘴在双凸轮驱动下的合成运动是：吸嘴吸纸→上升→向前斜下降→纸张交接→向后斜上升→下降吸纸。由于烫印的纸张宽度超过设备最大输纸尺寸，当纸张在前规定位时，其拖稍已延伸到吸嘴与纸堆之间，因此当吸嘴5下降吸纸时会压住拖稍而吸不到纸。

图1

二、改进措施

1.改进要点

（1） 增大凹槽凸轮A的推程角和回程角，使吸嘴的摆动轨迹前后延伸； （2） 在吸嘴摆动轨迹向前延伸后，为了保证与递纸牙的交接位置不改变，需增加连杆2的长度，使吸嘴的摆动轨迹向后偏移； （3） 增大凸轮B的休止角以适应吸嘴前后摆动轨迹的延长。

图2

图3

2.改进过程

拆下飞达头，在吸嘴上绑一支铅笔芯，垂直输纸台放一白色纸板，慢慢转动凸轮轴，画一条封闭的曲线，即为吸嘴的运动轨迹线。由于吸嘴前摆和后摆的轨迹不重合，故其轨迹线是一条封闭的曲线。然后拆下四杆机构和凸轮，测量各杆的尺寸，在CAD上绘制出凸轮轮廓图及四杆运动图，根据吸嘴运动轨迹线和四杆机构的尺寸计算出摇杆1的最大摆角为0.34rad，再通过CAD模拟四杆机构运动，也显示摇杆1的最大摆角为0.34rad，说明CAD的模拟结果与实际运动相近。当把吸嘴的前后摆动轨迹模拟延长30mm时（吸嘴实际只需要向后偏移27mm），摇杆1最大摆角为0.45rad。根据模拟结果需要将凹槽凸轮A的推程角和回程角增大0.12rad。受原设计尺寸的影响，不能只通过减小凸轮基圆半径的办法来增大推程角和回程角，还需将远休止弧的半径增大（见图2）。基圆半径减小使吸嘴运动轨迹向后延伸，这是改进所需要的，但远休止弧半径增大会使吸嘴运动轨迹向前延伸，这样吸嘴与递纸牙的交接位置就发生了改变，与改进要求不符。因此还需要通过增加连杆2的长度来使吸嘴的运动轨迹向后偏移，保证吸嘴与递纸牙的交接位置不变。另外，由于吸嘴吸纸的位置后移了，输纸台的位置也要向后做相应的调整。对于凸轮B主要是增大远休止角，增加吸嘴在凸轮B

驱动运动中的停留时间，以适应吸嘴在凹槽凸轮A驱动运动中摆动轨迹的延长（见图3）。休止角的增大必然会减小推程角和回程角，而推程和回程的终点位置又不能改变，这就会增加吸嘴上升和下降的速度。在设计和加工凸轮时，尽量不减小推程角而是减小回程角，使吸嘴送纸速度基本维持原状，加快吸嘴纸张交接后的回程速度。

最终吸嘴在新双凸轮驱动下的运动过程是：吸纸(静止)→上升→向前斜上升→向前摆动→向前斜下降→纸张交接（静止） →快速向后斜上升→向后摆动→快速下降。

三、效果

改进后设备运行正常，飞达输纸幅面尺寸增大，完全满足工艺要求，使价值300多万元的设备得以继续使用。