YB611型硬条及条外透明纸包装机螺旋提升器故障分析及改进措施

摘要：为减少YB611型硬条及条外透明纸包装机螺旋提升器故障次数，针对烟包供料流程和入口烟包对中流程，分析了造成螺旋提升器故障的主要原因——烟包回撤距离小，烟包间存在间隙，通过增加寻零传感器，增大烟包回撤距离来解决了上述问题。由对用户机组的跟踪调查得知，改进后螺旋提升器故障次数由原来的日均5.05次降低至日均1.53次，大大提高了设备的有效作业率。

关键词：YB611;螺旋提升器;故障次数;烟包回撤

中图分类号：TS43    文献标志码：A    文章编号：1671-0797（2024）11-0059-03

DOI：10.19514/j.cnki.cn32-1628/tm.2024.11.015

0    引言

ZB416型硬盒硬条包装机组由YB416型硬盒包装机、YB511型盒外透明纸包装机和YB611型硬条及条外透明纸包装机三部分组成，是上海烟草机械有限责任公司在整合国内外包装机组技术优点的基础上，集成创新与自主创新相结合，研制出的国产高速硬盒包装机组。该机组填补了国产600包/min横包式包装机的空白，为行业高速卷烟包装设备升级换代提供了支撑，是面向未来、面向行业高质量发展的主力机型。该机组的稳定运行，是行业内各烟厂重点关注的项目。

1    存在问题

自2023年来，公司接到各烟厂反馈，其厂内ZB416型包装机自使用以来，整体运行比较稳定，但其中YB611型硬条及条外透明纸包装机的螺旋提升器容易发生故障，而螺旋提升器故障处理困难且耗时，降低了包装机的有效作业率，同时增加了操作人员的工作量。

通过对多家烟厂的跟踪调查，统计出螺旋提升器故障次数为日均5.05次。为解决该问题，需对YB611烟包供料流程及入口烟包对中流程进行分析，以减少螺旋提升器故障次数，提高产量。

2    问题分析

2.1    烟包供料流程分析

YB611型硬条及条外透明纸包装机的烟包供料装置由入口输送带、螺旋提升器和旋转推烟器三部分构成[1]，如图1所示。

YB511成型的透明纸烟包从其输送通道输出，经由入口输送带有序地传送至螺旋提升器，烟包在螺旋通道中旋转提升至旋转推烟器，旋转推烟器的推手按照特定的轨迹运动，将成组烟包推送到第一推烟杆的推烟起始位置。下面详细介绍烟包供料装置各组成部分。

1）入口输送带：由YB511盒外透明纸包装机包装完成的烟包通过输送带传到YB611硬条及条外透明纸包装机的入口输送带右侧入口，输送皮带在伺服电机的驱动下将烟包有序传送至螺旋提升器。伺服电机由齿轮将动力分为两路，分别驱动上下两条输送带转动[2]。

2）螺旋提升器：螺旋提升器由传动同步带带动顺时针转动（从上方看），底部由十个均布的烟包入口槽组成，入口输送带将烟包逐个推入，相邻两烟包入口槽合并成为一条螺旋通道，两个烟包完成堆叠后在螺旋通道中旋转提升，最后两两堆叠的烟包从五个独立的螺旋通道输出，形成紧密相邻的二五平包排列的烟包组。

3）旋转推烟器：螺旋提升器将烟包排列成二五平包的烟包组输出后，由输送带上下夹持烟包组向包装工位输送。在烟包前进过程中，旋转推烟板进入输送通道，将烟包组往前推送，保证成组烟包到达准确位置。

2.2    入口烟包对中流程分析

为了让烟包能够更顺利地进入快速旋转的螺旋提升器，YB611采用了伺服电机控制入口输送带来与螺旋提升器配合。整个烟包入口对中装置由伺服电机32M902、伺服电机驱动器以及对射式光纤传感器32B168组成[3]，其位置如图2所示。

对射式光纤传感器32B168用于管理由无刷电机驱动的烟包入口输送带，以便保持烟包紧凑，让烟包在正确的时刻进入螺旋提升器。其主要工作原理为当YB511型盒外透明纸包装机出口皮带上的烟包数量变少，31B539（CH出口槽最低填充水平）的信号消失之后，螺旋提升器脱开啮合，YB611型硬条及条外透明纸包装机入口输送带上的烟包会回撤，直到32B168的信号消失之后烟包再往前走一段距离，直到再次触发传感器32B168，入口输送带对中寻零结束[4]。

入口输送带结构如图3所示，烟包从右往左输送，需根据烟包厚度Spa调节入口高度Y=Spa-0.5 mm，出口高度X=Spa-1 mm。由于入口输送带在结构上入口松、出口紧，如果回撤距离小，烟包回撤的位置靠近入口输送带出口，此时上板1将烟包压得比较紧，入口输送带在向前输送过程中，由于后续烟包的推力较小，无法消除入口输送带出口烟包之间的间隙。如果烟包间存在间隙，烟包在进入螺旋提升器时可能并未靠在螺旋提升器内壁上，容易在提升过程中受到挤压[5]，进而造成螺旋提升器故障。

为了确定烟包回撤距离对螺旋提升器故障的影响，增大回撤距离，记录不同回撤距离时，螺旋提升器发生故障情况。每次调整增加5 mm，每一个回撤距离验证60次，记录螺旋提升器故障次数，结果如表1所示。

通过上述统计结果可以看出，螺旋提升器故障次数与烟包回撤距离呈负相关，即烟包回撤距离越大，螺旋提升器故障次数越少，当回撤距离大于140 mm时，螺旋提升器故障次数才会趋近于零。而目前烟包回撤位置以传感器32B168为基准，回撤距离仅为5 mm，烟包间隙较大，容易造成螺旋提升器故障。

3    改进措施

由于传感器32B168除具备寻零功能外还同时具备纠偏功能，不能随意改变位置，因此为了增大回撤距离，新增寻零传感器32B9036，编写相关程序，使得新的回撤位置以传感器32B9036为基准。32B9036的安装位置如图4所示。

3.1    寻零传感器选型

寻零传感器检测对象是烟包，是非金属，选用电容式传感器，考虑到入口输送带位置较小，选择的传感器要便于安装，经讨论最终选用得利捷的一组型号分别为SM-PR-2-F00-PP-SV2511和SM-PR-2-

G00-XG-SV2511的对射式光电开关，该传感器体积小，安装方便，满足现场需求。

3.2    寻零传感器安装位置确定

根据分析可知，增大回撤距离，可以减少螺旋提升器故障次数，但回撤距离又不能过大，如果回撤距离过大，会造成烟包回撤后YB511出口槽最低填充水平31B539感应到，影响设备的正常运行。于是通过试验确定传感器的最佳安装位置。回撤距离大于100 mm时，螺旋提升器故障次数较少，为了进一步确定最佳安装位置，从100 mm开始，每次试验增加5 mm，每一个回撤距离试验60次，记录螺旋提升器故障次数，结果如表2所示。

通过试验发现，回撤距离为150 mm时，可将螺旋提升器故障次数降为0，因此，将新增的寻零传感器32B9036安装在距离螺旋提升器入口150 mm处，既能最大程度增大烟包回撤距离，又能保证烟包回撤后传感器31B539不被感应到，不影响设备的稳定运行。

4    改进效果

对ZB416机组安装寻零传感器32B9036，并进行跟踪调查，统计螺旋提升器故障次数。根据调查结果，改进后烟包在入口输送带上的回撤位置由32B168变为32B9036，入口输送带出口烟包的间隙减小，螺旋提升器故障次数降至日均1.53次，大大提高了机组的有效作业率。

5    结束语

为了减少YB611型硬条及条外透明纸包装机螺旋提升器故障次数，首先分析了YB611的烟包供料流程和入口烟包对中过程，确定入口烟包回撤距离小、烟包间隙过大是造成螺旋提升器故障的原因。于是新增寻零传感器32B9036将烟包回撤距离由5 mm变至150 mm，增大145 mm。最后，根据调查结果可知，此改进方法可将螺旋提升器故障次数由原来的日均5.05次降低为日均1.53次，大大提高了设备的有效作业率。

[参考文献]

[1] 王文华.行业高速卷接包机组国产替代主力机型[N].东方烟草报，2023-04-10（003）.

[2] 蒙建宝，方茵.锻造生产“强引擎”[N].东方烟草报，2023-10-16（001）.

[3] 何成建，赵涛，李力，等.浅谈C800小盒透明纸包装机入口通道改造[J].中国设备工程，2023（2）：115-117.

[4] 施忠兵，吴建军，陆宇桢.ZB45异型硬盒硬条包装机组的设计[J].烟草科技，2020，53（11）：97-102.

[5] 商保鹏.YB917压板状态检测装置的设计应用[J].价值工程，2017，36（7）：85-86.

收稿日期：2024-01-30

作者简介：汤镟蓉（1995—），女，江苏人，助理工程师，研究方向：烟草行业包装机组电气设计。