前言

目前国产的中速及以上的包装机基本上是通过技贸结合方式引进意大利某公司与德国某公司技术的产品，随着对这些技术掌握与研究的深入，改进与提升国外早期技术的产品，需对烟草包装机核心技术进行研究，对其分度机构及其动静比进行系统研究，以明确改进方向。

1、国产包装机包装轮分度机构的动静比研究

1. 1. 国产包装机包装轮分度机构的动静比

国产包装机包装轮分度机构的动静比详见表1。

注：工位转动时间：t=60/包装速度*转动度数/360。

1. 2. 各包装机干燥轮内的停顿时间

各包装机干燥轮内的停顿时间见表2。

包装机干燥轮内的停顿时间长短对烟包的质量至关重要，YB28轮内干燥时间虽然较短，其采用电感加热系统对二层商标纸之间的涂胶部位干燥也能够满足烟包的干燥。

1. 3. 各种分度机构性能比较及分析
      1. 各种分度机构性能比较

各种分度机构性能比较见表3

国产包装机在400包/分的分度机构均采用槽轮分度机构。随着包装速度的提高，YB47与X6S的一号轮改用平行分度凸轮机构，硬盒包装机的三、四号轮圆柱分度机构替代槽轮分度机构，利用输入轴与输出轴垂直的圆柱分度机构来简化传动路线，提高水平包装轮的综合性能。至于YB47、YB28的二号轮仍采用槽轮分度机构，主要是其二号轮转速分别是68.75、37.5rpm，在槽轮机构可允许的范围内，且二号轮在停顿时的包装折叠动作较多，其折叠机构技术比较成熟。

BV包装机采用弧面分度机构是适应中/重载的需要。

1. 4. 综合分析

间隙运动的包装机中，在一个360°的周期内，动静比是一对矛盾。

在结构尺寸允许的范围里，为降低振动与噪音，提高动力学性能，希望间隙运动转动时间提高，增大动静比；而众多的包装折叠动作是在间隙运动的停歇期内完成，又希望降低动静比。

包装速度与机器的振动与噪音又是一对矛盾，机器的包装速度从400包/分提高

到600包/分、800包/分甚至1000包/分。

从国产包装机某公司技术的产品提高包装速度采用的方法是在单路的工艺路线条件下增加工位数，优化动静比，采用更合理的分度机构，降低产生振动与噪音源，即降低加速度，提高动力学性能。

对动力学普遍方程：

ur r r

(Fi-mai)δri=0

(1)

在质量m、半径r基本相同的情况下，加速度a是影响动力学性能最主要因素,

S=1

2

at2 (2)

影响加速度a的主要因素从上述公式可见有S、t与m。

1. S是角位移，降低S最常见的方法是增加包装轮的工位数，YB25、YB47、YB28的二号轮同样的动静比0.6，在停顿时的同样的包装折叠动作，其包装速度则从400包/分提高至550包/分、600包/分。而且转动时间YB25为0.0563秒，、YB47为0.0409秒，角位移45°、YB28为0.0375，角位移22.5°。可见YB28的二号轮动力学性能最佳，YB47的二号轮动力学性能存在提升空间。
2. t是间歇运动分度机构的转动时间，改变动静比，略提高动的相位。

一号轮分析：YB25一号轮的动静比2，t=0.1、YB47的动静比3.186，t=0.0830、YB28的动静比3.186，t=0.0761。YB28由动从240°提高到274°，动静比提高1.593倍，其同时增加工位数的双重作用下包装速度得到提升的同时动力学性能也提高。

从分析可知，YB28一号轮的动力学性能最好，YB47一号轮较差，烟支中烟丝在一号轮转动时易受离心力的影响掉丝，应从二工位改为四工位。

硬盒包装机的三号轮分析：YB45三号轮的动静比0.6，t=0.0563、YB47的动静比1，t=0.0545、YB47由动从135°提高到180°，在t略减少，分度机构由槽轮改为圆柱分度的情况下速度可从400包/分提高到700包/分。

3. 质量m的影响:在动力学普遍方程中质量m存在一定的影响，质量m的影响体现在包装轮的转动惯量中，包装轮设计无论从结构尺寸还是材料的选用都经过优化，如二号轮的轻量化设计已到达一个很高的水平。分析对比几种包装轮设计基本相似，只是工位数变化引起的质量m的微小变化，其对动力学影响相对上述二点要小。

2、某公司技术的产品分度机构及动静比分析研究

1. 1. 某公司技术的产品分度机构及动静比

某公司技术的产品分度机构及动静比详见表4。

某公司产品包装轮的分度机构均采用弧面分度分度机构（YB618、779除外），YB48包装机的弧面分度凸轮机构动静比150°:210°，某公司其他产品包装机的动静比均≥1（干燥轮动静比0.925）。

1. 2. YB48包装机的弧面分度凸轮机构

图1YB48包装机的弧面分度凸轮机构

YB48包装机的弧面分度凸轮机构的弧面分度凸轮静止定位面是由不相邻的二个滚珠定位外脊，分度段由相邻的二个滚珠控制，见图1。

弧面分度凸轮采用的是修正正弦运动规律（MS），属于通用简谐梯形运动规律的一种。简谐梯形组合运动规律，是由简谐曲线和梯形曲线组合而成，目前广泛应用于中速凸轮机构中的一种改型运动规律。它兼有简谐运动规律在两端连续及梯形运动规律最大加速度较小的优点，因此能够满足工程上大多数中速凸轮机构设计要求。

1. 3. FOCKEF8/FX包装机的弧面分度凸轮机构

图2FOCKEF8/FX包装机的弧面分度凸轮机构

图3FOCKEF8/FX包装机的弧面分度凸轮机构

FOCKEF8/FX包装机弧面凸轮为了适应高速运动的要求，弧面分度凸轮较YB48有三大变化：宽脊型定位、HS的运动规律和动静比改变。

1）宽脊型定位

弧面凸轮有左、中、右脊三个脊，凸轮静止定位面是由二个滚珠定位左、右脊的外脊，分度段由三个滚珠控制左、中脊或中、右脊，其分度的凸轮定位面比常规设计要多一个脊，虽然加工难度大，但增强了其动力学性能。见图2图3。

2）HS的运动规律

YB48包装机弧面凸轮的静止段速度、加速度均为零。

采用传统方法设计的高速凸轮机构的动力学性能上的不足日益明显，这是由于构件的弹性加之共振现象的可能发生有时会使静止段的振动幅值增加到不容忽视的程度,它最显著地表现在那些要求严格控制凸轮机构从动件在停顿区的运动偏差的机械中。

FOCKEF8/FX采用HS的运动规律的高速凸轮，所谓HS的运动规律是凸轮机构谐综合(Harmonicsynthesis)，对整个周期都采用有限项叠加和函数作为运动输出方程，其阶数由固有频率和激振频率的比值来确定。理论研究表明：其方程在牺牲部分停歇精度（工程允许范围内）的情况下有效降低机构在高速运转时产生的余振响应。

3）动静比改变

动静比由YB48的0.714变为0.928-1.195，降低了速度与加速度峰值。动静比的改变也涉及关联推烟、折叠等机构相位改变，在静止时间相位减少的情况下关联推烟、折叠等机构还需完成规定动作，需逐一分析可行性。实际上FOCKE系列包装机偏心轮、曲柄连杆机构应用较多，这种机构对动静比为1的情况下影响有限。FOCKEF8/FX已较好协调解决动静比的改变问题。

1. 4. FOCKEF8/FX与YB48弧面分度凸轮的速度与加速度对比