ZB45包装机快换式烟支模盒的研制

林建彬

一、简介

为了提高/ZB45包装机组烟支输送模盒的更换效率，通过模盒的工作原理分析了影响烟支输送模盒更换效率的原因——由于模盒的结构和更换过程中操作复杂所造成。为此，经过分析得出一体式模盒的弊端，本项目将一体式模盒改造为一种可抽拉分体式模盒，且新设计了装配工装，从而简化更换过程，提高模盒的更换效率。通过对改造前后更换模盒的效果进行对比，一套模盒的更换时间由原来的7小时左右缩短到40分钟左右，大幅度提高了工作效率。

二、问题现状

ZB45包装机组烟支模盒采用一体式模盒，每条模盒输送带上均布有40个烟支模盒，模盒的使用周期在10-12个月。达到使用周期的模盒内腔磨损后将导致烟支残断、烟支质量检测器误检误剔的情况频繁发生。更换整套模盒，涉及到多个零件的拆分，需拆卸导轨、挡板、质量检测器、护罩等多个零件，且只能一个人在输送带下方操作，需要拆卸80个防松螺母后才能将40件烟支模盒取下，再进行反向安装，安装后还需要对40个模盒位置进行逐一校对，一到两名维修工连续工作，用时在7小时左右，维修工作量大且用时过长，严重影响设备效率。

三、问题分析

3.1烟支模盒的结构及定位分析

对模盒的结构和定位关系进行分析如下（如图1所示）。现有的烟支模盒为整体式的结构，而模盒2其底部的螺柱通过扣板和螺母4固定在模盒输送带上，而模盒前后有前挡板和后挡板卡入模盒的前后导轨内，对模盒进行限位和导向，除了上述各个零件对模盒的定位，最后模盒输送带还要进行张紧。在模盒输送带上的所有模盒中，除了模盒输送带左侧的缺口位置可以在不拆卸前挡板和后挡板的情况下进行更换模盒，而其余位置均要拆卸前后挡板。由于前后挡板所处位置比较特殊，要成功拆卸前后挡板，首先要拆卸与该挡板相关的若干个部件。

1驱动轮 2烟支模盒 3模盒盖板 4防松螺母

3.2烟支输送模盒的更换步骤分析

更换模盒时，需要拆卸右机身的下烟部件，将输送皮带的张紧装置松开，之后才能逐个拆下输送带上的模盒进行更换。主要分为准备时间，包括松开张紧装置，拆卸导轨、挡板、质量检测器、护罩等准备工作，前期的准备工作需要1个小时左右；更换模盒时间，每个模盒的平均更换时间为5分钟左右；对模盒校正时间，指的是逐个盘车，逐个对模盒进行校正，耗费时间2小时以上；最后是安装恢复时间，包括安装挡板、护罩、下烟部件等恢复到原始状态等，大概需要1个小时以上。如果能省去准备时间、对模盒校正时间、安装恢复时间，就能节省大量的时间，大幅度提高更换烟支模盒的效率。

四、改进措施

4.1 改进方案

1底板 2钢条 3模盒体 4左盖片 5右盖片

优化模盒拆装的方法，必须从根本上入手，由于拆卸模盒时涉及机器的诸多部件，尤其是机器的基础部件，因此只能从模盒的结构加以改进。把烟支模盒由传统整体式结构改造为分体式结构，即分解为模盒腔体与模盒基座，并且模盒腔体嵌入到模盒基座，形成可抽拉的分体式连接结构，模盒基座直接固定在模盒输送带上，若烟支模盒由于摩擦受损需要重新更换时，只需将模盒腔体从模盒基座上抽拉出来，即可更换，方便快捷，维护成本小，同时提高了生产效率。

经过分析，模盒的底面厚度较厚，将其设计成分体式不影响模盒的功能和强度，分体式模盒要满足安装方便和快速定位的要求。设计方案及模型如图3所示，可抽拉分体式模盒包括左盖板4、右盖板5、模盒体3、底板1、钢片2。模盒体3与底板1采用燕尾槽抽拉相连接，底板1上开横凹槽安放钢片，模盒体3上开有与底板1上对应的横凹槽。底板1上所开横凹槽内有孔，用于固定钢片2，钢片2两端超出底板110-15mm。由于原模盒底面厚度较厚，将模盒底面中间切出一组燕尾槽导轨，将模盒分为模盒体3及底板1上下两部分，燕尾槽导轨用于安装导向，可以使模盒体3通過燕尾槽导轨方便的安装到底板1上；在模盒体3和底板1中间结合处切出一条同时贯穿模盒体3和底板1的横槽，钢片2用螺钉固定在底板1的横槽内，此横槽用于快速定位模盒体3。底板1上的横槽采用了弧形设计，中间高起两边低。钢片2自然状态为水平状态，安装模盒体3时，钢片2被压入弧形槽内，以便模盒体3能顺利推入底板1，当模盒体3推到位，模盒体3与底板1的横槽对齐时，弹片2恢复为自然状态，同时将模盒体3和底板1定位且固定好。

4.2 改进方案实施

按照改进方案，依次对零件进行建模，出CAD图纸，如图4所示。

1底板 2钢条 3模盒体 4左盖片 5右盖片

由于模盒输送带上模盒之间的间距较小，手工拆装模盒不方便，为了快速拆装分体式模盒，本项目设计了新的工装，设计图如图5所示，板的左右两侧各有两个小缺口用来卡住弹片后向下压。因此，操作人员无需太高的操作技术，就能快速完成模盒的拆卸，极大简化了模盒拆卸的步骤，提高了更换模盒的效率。

五、效果验证

在卷包车间一区A-B6#、A-B7#包装机上使用了改造后的模盒，对A-B6#、A-B7#包装机的烟支模盒更换时间进行跟踪调查，与改造前的情况进行对比，具体见图6。

从图16的数据分析，改造后单套烟支模盒更换时间仅为0.7小时，也就是40分钟左右，与改造前的7小时相比，效率大幅度提高，同时还有效的降低了维修人员的工作强度。