ZB45包装机组自动储包补包装置的设计研究
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作者:吴良城
【摘 要】在ZB45包装机运行的过程中会因为辅机停机而造成主机停机次数过多以及原材料损耗过大的缺陷，因此，论文结合多年工作实践，设计一种自动储包补包装置，以此达到降低原材料损耗、减少主机停机次数的目的。通过检验设计的自动储包补包装置不仅减少了主机的停机次数，而且还有效降低了原材料的损耗，大大提升了烟草企业的经济效益。
【Abstract】During the operation of ZB45 packaging machine， the main machine will be shutdown for too many times and the loss of raw materials will be too large due to the shutdown of auxiliary machines. Therefore， this paper designs an automatic bag storage and filling device based on years of working practice to reduce the loss of raw materials and the number of main machine shutdowns. The automatic bag storage and filling device designed through inspection not only reduces the downtime of the main machine， but also effectively reduces the loss of raw materials and greatly improves the economic benefits of tobacco enterprises.
【关键词】ZB45;自动储包补包;设计
【Keywords】ZB45; automatic bag storage and filling; design
【中图分类号】TS452+.7 【文献标志码】A 【文章编号】1673-1069（2020）04-0186-02
1 引言
ZB45包装机组是当前我国烟草包装生产的主要设备，其主要包括主机部分和辅机部分，烟包传输通道是ZB45包装机的重要组成部分。然而由于基于烟草生产车间场地的限制，ZB45包装机烟包输送通道的长度有限，因此，当辅机部分出现故障停机时，烟包通道无法对主机正常生产的烟包进行存储，导致主机停机次数增多，造成原辅材料浪费。为了解决该问题，进行了多次改进，例如，通过在烟包输送通道设计在线缓冲装置，但是其仍然存在不少缺陷，尤其是无法解决辅机停机后的自动补包问题。因此，本文结合多年工作实践，立足于ZB45机组所存在的辅机故障而导致原材料浪费等现象，提出一种自动储包补包装置，以此达到节能增效的生產效果。
2 问题分析
ZB45包装机是烟草企业生产的关键设备，随着智能化技术的不断发展，ZB45包装机的性能越来越完善。结合多年工作实践，其工作流程主要是YB45硬盒包装机所生产的烟包经过输送通道传递给辅机YB55盒外透明纸包装机，以此完成条烟的整个生产。然而由于在更换原辅助材料或者因辅机出现故障时就会迫使主机不得不停机。而主机停机后如果停机的时间大于90s就会造成系统会自动剔除18包干胶烟包，这样无疑会增加生产成本支出，造成原材料浪费[1]。我们根据ZB45包装机整个生产流程不难看出，在现有技术条件下，辅机无法实现不停机的情况下，需要设计一种自动储包补包装置，以此解决因主机停机而造成的原材料浪费的问题。
3 系统设计
本文设计的自动储包补包装置如图1所示。
3.1 储包装置
储包装置的主要作用就是将停留在传输通道内的烟包进行保存，避免其因停机而造成的浪费。储包装置的构成如图2所示。根据储包装置的结构特点，其主要是通过对烟包输送通道的改进，利用柔性挡板实现与通道侧板与气缸活塞的连接。储包装置的工作原理为：当出现停机后，设计的柔性挡板会将堆积在光电传感器的烟包推送到储包装置。推板将烟包推送到储包装置后退回，重复上一动作。而当辅机开始工作后，通道内的烟包会向前输送，这样光电传感器检测不到烟包后气缸带动的柔性挡板就会自动退回，这样烟包就会沿着原有的输送通道进行工作。储包装置的最大优势就是降低了因设备重启造成的原辅料浪费的现象[2]。
3.2 补包装置
补包装置是解决因主机停机而造成烟包输送装置间隙问题的重要设备[3]。烟包补包装置结构如图3所示。补包装置安装在烟包输送通道的外侧，其与储包装置输送通道进行连接[4]。当辅机停机后，主机生产的烟包会储存在储存包内，由于主机与辅机存在运行速度差异，例如，当辅机开机后，由于其生产速度要高于主机，因此，主机生产的烟包进入烟包通道前存在空隙，而该阶段则是补包装置发挥作用的阶段。具体的工作步骤为：当传感器检测到通道存在烟包间隙后，挡板装置开始工作，阻挡烟包继续向前输送，一般阻挡的时间约为2s左右，同时在步进输送带上的烟包会向前输送，同时换向轮会将步进输送带烟包转化为与疏送通道内输送方向一致，输送到辅机通道内。同时当主机停机后（一般停机时间较短时），补包装置还可以向辅机进行烟包输送，以此解决人工补烟的缺陷。 3.3 通道长度确定
确定好通道长度是储包补包装置设计的关键环节，如图4所示，选取A点作为烟包入口，B为烟包出口。经过现场测量ZB45主机A点到辅机B点的距离为4.8m，因此，储包补包的通道长度为4.8m。根据现场调查，当辅机停止运行后，主机则以50包/min继续运行，当烟包输送通道中的烟包存储至A点时，储包补包装置开始进行储包，烟包在通道中转换成横向存储，每包烟的厚度为24mm。因此，储包补包通道中最多能存储4800÷24≈200包烟，主机继续运行时间延长ΔT=200÷50×60≈240s。根据调查对主机降速程序的优化处理后，主机可继续运行时间T2=55s，辅机停机后主机继续运行总延长时间T3 =T2 +ΔT=295s。
4 预期效果
通过设计自动储包补包装置，预期达到以下目标：①降低主机停机次数。主机停机会给烟包生产造成严重的损失，因此，通过设计自动储包存包装置以达到降低主机停机的次数，最多允许主机停机29.7次/班次。②降低原材料浪费问题。在节能增效的环境下，降低原材料浪费是实现烟草企业高质量发展的关键，实践表明停机会出现原材料浪费，因此，通过设计自动储包存包装置减少因停机剔除烟包数量过多的缺陷问题，为烟草企业节约原材料。③提高设备运行效率。辅机停机后主机一般只能运行9s，因此，通过设计自动储包补包裝置预期达到辅机停机290s内做到主机不停机的效果。
总之，本文设计的自动储包补包装置预期效果就是不仅降低主机停机而导致的原材料浪费的现象，而且还要达到提高烟草生产效率，最终促进节约型企业的建设发展的目的。
【参考文献】
【1】吕小波，马立，刀荣贵，等. ZB45 包装机组烟包干燥输出独立驱动装置的设计[J].烟草科技，2019（03）：107-111.
【2】蔡洪江，周诗华，张华，等.ZB45包装机组自动储包补包装置的设计[J].烟草科技，2019（10）：104-106.
【3】郭龙，蔡洪江，刘璇.浅谈ZB45包装机操作工如何做好卷烟质量管控[J].设备管理与维修，2020（03）：46-47.
【4】石信语.YB55小盒透明纸包装机补包装置检测功能的改进[J].现代制造技术与装备，2018（03）：127.
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