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0. 引言

ZB45型包裝機是中國煙草進出口總公司引進意大利某公司ＧDＸ2機型交由上海煙草工業(yè)機械廠國產化的設備，該型設備因性能穩(wěn)定，生產效率高，廣泛用于各卷煙生產企業(yè)。隨著煙草制品的發(fā)展，一種提拔式翻蓋包裝應運而生，包括ZB45型硬盒包裝機在內的傳統(tǒng)包裝方式已經不能滿足這種包裝要求，目前，多數(shù)生產企業(yè)只能采用純手工方式，對這種提拔式翻蓋產品進行包裝。本項目基于ZB45型包裝機提供一種一體式商標紙切割裝置，將包裝后的一體式商標紙進行切割，分切成“大蓋”和“小蓋”商標紙（正常產品都是一張整體的商標紙），達到提拔式翻蓋煙包包裝的要求。

1. ZB45商標紙包裝系統(tǒng)介紹

ZB45商標紙經縱向輸送，上膠器上膠后，由C型推手推動，進入5＃輪與鋁箔煙包匯合，并在5＃完成折疊后進入6＃輪（如圖1），6＃輪對不合格煙包進行剔除后，在內部馬耳他輪間隙運動驅動作用下，將合格煙包輸送到圖1所示槽板槽架4部位，進行一次停頓。此時推塊24

（如圖1）做垂直上升運動，推動煙包25經過由槽架11和槽板10所構成的煙包通道，進入7＃輪煙包工位，由7＃輪對煙包進行輸送，熨燙后，進入8＃輪對不合格煙包進行剔除后，進入下游工序。

2. 商標紙切割裝置的探索

ZB45包裝機在CH入口部位，煙包由C600機構單包輸送到CH通道上，再由齒形帶上的推塊，將煙包分開并一包接一包向透明紙包機構輸送，煙包兩端被導塊限位，上部由有機玻璃板限位，下部由輸送導條限位，理論上能在此增設切割機構，對商標紙進行切割。由于齒形帶上兩推塊間距離是130mm,而煙包的寬度為55mm，煙包在橫向移動中沒有被固定，切割圓刀旋轉方向只能與煙包運行方向相反，靠后面的推塊橫向限位煙包進行切割，所以導致煙包對切割圓刀的沖擊較大，刃口容易形成鋸齒形，影響切刀使用壽命和切割效果。

ZB45包裝機在從6＃輪進入7＃輪的部位，由槽板10

和槽架11構成一煙包通道，其作用是固定煙包周向位置，在接煙塊（接應板）和煙包推塊24（頂升板）的共同作用下，引導煙包順利從6＃輪進入7＃輪。此部位，煙包在運行過程中，6個面都被限位固定，煙包只能隨頂升板和接應板做垂直向上的運動，如果在該部位安裝商標紙切割裝置，那么切刀旋轉方向可以與煙包運行方向相同，減少切割時煙包對刀的沖擊，延長切刀的使用壽命，是理想的切割環(huán)境。根據(jù)設備上的位置特點，空間布局，設計切割裝置，并對槽板和槽架在不影響功能的前提下，加以必要的改進，使切刀片能順利切割商標紙。

經過分析比較，最終選擇在6＃輪進7＃輪部位增設一體式商標紙切割裝置。

3. 一體式商標紙切割裝置的設計

切割圓刀及電機的選型

要對已經包裝好的商標紙進行切割，而不傷及內部的包裝材料和煙支。對切割系統(tǒng)有三個要求：一是被切割的煙包位置固定，二是刃口保持鋒利，三是切割速度適

中。針對第一個要求，在前面分析已經說到，煙包的六個方向都被很好地限位，所以切割時煙包的位置相對固定。針對第二個要求，從6＃輪進7＃輪的煙包通道長度為65mm，所以切割圓刀的直徑不能大于65mm，否則無法將圓刀安裝進通道內，結合車間實際情況，卷煙機濾棒切刀所使用的圓刀片直徑為60mm的鎢鋼刀片，而且刃口鋒利，經久耐用，根據(jù)就地取材原則，選擇濾棒切割圓刀片，作為商標紙切割的刀具。針對第三個要求，切割速度，根據(jù)設計之初給定的生產定額要求，應達到120包／min。

煙包從6＃輪進入7＃輪整個行程為65mm+55mm（65為塞。為了便于堵塞后的清理，切割機構需設計為可移動機構。移動機構（如圖2）由底板18、滑塊22、滑軌21、氣缸19、底座20等組成；底板18通過螺紋連接固定在4個滑塊22上，滑塊可在滑軌21上移動，滑軌通過螺釘固定在底座20上。氣缸座連接在底座20上，氣缸輸出軸通過關節(jié)軸承連接在底板18上。根據(jù)空間位置和實際需求，選通道長度，55為煙包進入7＃輪行程）即120mm。煙包在通道內的移動速度：120×120×4／1000=57.6m／min（其中4為設備功能需求的間歇次數(shù)，即每包煙只能用理論上的1／4的時間來完成從6＃輪進7＃輪的過程）。圓刀

表1小帶輪轉速對應的皮帶種類及最小齒數(shù)

直徑為60mm，根據(jù)公式，線速度=π ，得出=／（π），代入已知數(shù)據(jù)，=306r／min，即煙包以120123456789 10 11 10412813 14包／min運行，相當于圓刀轉速為306r／min。由于切刀旋轉方向與煙包運行方向相同，切割圓刀轉速應遠大于這個轉速，才能保證正常切割，初步選擇2級三相交流電機，2800r／min，300W。通過齒形帶輪4：3（設計給定）傳動比，圓刀線速度約為煙包移動速度6.9倍。

圖2

切割機構的設計

刀軸1的左端設計安裝有齒形帶輪2（如圖2），

右端通過壓刀塊9將刀片

1.刀軸2.帶輪3.蓋板4.刀軸座5.襯套6.軸承7.導輪8.切刀9.壓刀塊10.槽板11.槽架12.調節(jié)螺釘13.齒形帶14.電動機15.小帶輪16.鍵17.電機支架18.底板19.氣缸20.底座21.滑軌22.滑塊23.支座24.推塊25.煙包26.鉸耳27.鉸鏈軸28.鎖緊螺釘29.到位檢測擇氣缸缸徑15mm，行程50mm的雙作用氣缸。切割機構8固定，刀片8通過槽板10上的縫隙，伸入到由槽架11和槽板10所構成的煙包通道內，對煙包外商標紙進行切割作業(yè)。刀軸通過兩軸承，安裝固定在刀軸座4上。由于從6＃輪進7＃輪的部位，空間位置狹小，需充分考慮圓刀片的更換作業(yè)和圓刀調整的便利性，所以將刀軸座4設計為可以沿鉸鏈軸27轉動的活動刀軸座，通過螺釘28，固定聯(lián)接在槽板10上，松開螺釘28，可通過調節(jié)螺釘12，對刀軸座進行調整，從而控制切刀8切割的深淺；取掉螺釘28，將刀軸座4沿鉸鏈軸27旋轉放下，可進行更換切刀的作業(yè)。槽板10和鉸耳26，通過螺釘固定在支座23上；支座23通過螺釘固定在底板18上。