卷烟封装设备装箱流程优化

李筱洁 王耀辉 张祖豪 孙何旭 和田

摘 要：条烟包装生产线装箱装置由支撑架、传动机构、侧挡板机构、推动机构、升降机构、取纸箱机构和气缸吸盘机构共七部分组成。首先吸箱装置横置的两个气缸开始运动，使竖直的吸盘处于箱子的中间位置，然后竖直的气缸开始运动，吸盘所在位置一直下降至接触到瓦楞纸板的上面后，吸盘开始通空气吸起纸箱上半部分，同时一侧的折箱装置开始运动，折叠板折叠至立起来，给纸箱侧面提供挤压作用力，并起到一定的阻挡作用。推动条烟组的装置通过皮带连接，皮带作为推动装置的动力，皮带选用同步带轮。电动机带动轴转动，同步带带动推纸箱装置，推头把50条一组的条烟组从升降台推到纸箱所在侧的承受板上，在条烟组入箱之前首先接触的是5块可动开箱辅助块，碰到铁片以后，铁片往后翻撑开箱子的左右和上面。等条烟组被推倒箱内正确的位置时，所有机构恢复原位。取箱杆上的气缸执行运动，使纸箱与传送带接触，随传送带传送至下一个环节。本课题对条烟组包装生产线装箱装置的设计分析。

关键词：条烟包装;生产线;装箱

一、课题选择

目前车间分为手工装箱和封箱机封箱两种方式。封箱机对纸箱展开方式基本分为机械臂撑箱和利用吸盘吸取封箱两支撑种。封箱机在推入条烟组的之前利用几个气缸控制撑箱铁片对箱体进行。封箱机装箱过程经常会发生挤条烟的情况和挤箱的情况。为减少空间移动方向降低卡条烟、挤箱频率以及节省成本，所以选择封箱机装箱装置设计课题进行机械设计和改进。

二、原因分析

针对挤条烟和挤箱的情况，观察41#、42#机台对应的封箱机条烟组运动情况发现，形成条烟组后，条烟组的空间运动方向较多，其中包含了XYZ轴坐标均有移动，且条烟组移动由启动到终止的过程中，加速度较大，若移动部件稍有松动，便会导致条烟异位，难以推进撑开的箱体中，进而会导致箱体挤烂。

41#、42#机台对应封箱机的箱体撑开过程是在箱体异位过程中进行撑箱的，撑箱转移过程可能会导致箱体难以吸起，或者转移过程中出現偏差，导致正常位置的条烟组难以进入非正常位置的箱体，导致箱体和条烟组的挤压。

三、制定设计方案

（一）总体方案拟定

条烟包装生产线装箱装置主要是由支撑架、传送机构、侧挡板机构、推动机构、升降机构、取纸箱机构和气缸吸盘机构组成的。此装置是持续循环往复运行的，工作时间较长。

三、封箱机装箱装置部分机构设计

（一）推动机构的设计

推动机构是直线运动，需要不断循环往复的推动条烟组进入箱中。推动机构相对重量比较大，防止条烟组散乱以及推动机构惯性太大影响设备的使用寿命，推动条烟组推动机构的速度不能太大。推动机构利用同步带进行运动，同步带与推头用螺栓连接，由于同步带是柔性的，质地较软，可一块薄的铁片放在带的上面，起到限制螺栓和防止同步带变形的作用

在推头前方加上一块光滑的铁板，这样与条烟组的侧面高度契合，同时起到一个对齐的作用。

（二）皮带张紧装置

皮带是柔性带，工作一段时间后，可能会出现皮带变松等情况，这样会影响推头的前进速度和前进精度。若不进行张进，会极大的影响工作效率，设置有可能发生设备损坏的情况，所以在皮带中张紧装置必不可少。本张紧装置设计中主要利用螺栓进行张紧，通过螺栓头顶到轴的两端，进行径向阻挡，相比41#、42#对应封箱机手动转圈来说，经济实用。圆周定位主要通过同步带轮的支撑板中的长形槽口，把轴的两端界面设计成长方形形状进行固定。

（三）取纸箱机构设计

纸箱放在装箱装置的附近。取纸箱的位置运用吸盘吸取纸箱，由于纸箱是瓦楞纸板材料的，所以吸盘吸取的位置并不是一个完全密闭的空间，它允许有少量的空气泄露，但是相对吸盘的空气流量，这并不影响对纸箱的吸取力。当取纸箱机构吸取到纸箱之后恢复原位，然后取纸箱机构上的气缸作用，使纸箱的下表面不能触及传送带。取纸箱所在轴处运用滚花设计，增大轴与取箱杆的摩擦力，防止产生相对滑动。取箱杆与轴直接连接，用螺栓上紧另一端，使之夹紧轴。

（四）展纸箱设计

取纸箱机构取下来的纸箱平铺在皮带之上一段距离处，侧面的两个气缸开始运动，运动至纸箱的正上方的某一位置处，大约处于纸箱的中间部分的时候，垂直面的气缸开始运动，向下运动至两个吸盘接触到瓦楞纸板上面，吸盘里面开始通入空气，吸盘吸住纸箱的上半面，开始向上运动，直至展开完全纸箱，同时侧面的气缸开始运动，侧面挡板立起，底面的挡板也横起来，为纸箱提供的侧面挤压力量和防护功能。底面的挡板折进去之后把纸箱的底面盖子也折进去，为下一个步骤封箱做好前提准备。

（五）气缸与轴的连接件设计

气缸活塞杆头上选择。利用气缸作为轴的动力，轴与活塞头需要有一个连接，设计一个卡子与轴进行啮合。卡子孔的直径稍微大于 轴的直径，末端用螺栓连接，通过铰制孔拉紧两个平行板的距离，使卡子孔的直径减小，直至卡子与轴过盈配合。当卡子带动轴转动时，滚花出的取纸箱杆同时转动。由于取纸箱杆重量相对较大，所以增加滚花增大摩擦力。

（六）前端撑箱部分设计

前方撑箱部分主要运用一根长板，贯穿两大部分，当条烟组升上来的时候就能够起到保护作用。只进入口处，安装5块折板，当条烟组入箱之前，先于5快撑箱板接触，避免与箱子发生干涉。

下面对箱盖的支撑部分用一根轴连接了两块撑箱板，需承受一部分条烟组的重力，下方撑箱部分用气缸进行控制。

四、使用性分析

推动部分需要连接在滑块上，由于推动部分在同步带下面，只能通过中介，先将一块铁板与滑块固定，然后与传动带固定在一起。铁板上面直接开出螺孔，减少螺母的使用，直接将螺栓安装到铁板上。推动部分的运动距离比较长，而且推动部分的前端距离后端较长，为了方便运输和安装并减少每个零部件的重量，采用把整体断开用螺栓连接的方式，从而提升工作效率。