烟草行业发展迅速,对烟草包装机械的包装、传送速度要求就会变得更高,而高包装速度对推烟包机构运行稳定性的要求也会相应提高[1] 。 烟草包装机在推烟包时,会多次与烟草接触,而接触不可避免地会产生冲击力和挤压力,从而增大烟草包装机的故障率,影响使用寿命[2] 。 因此,对烟草包装机推烟包机构进行优化设计已是无法避免。 目前已有学者对烟草包装机推烟包机构的优化设计进行了研究,并取得了一定的成绩:文献[3] 提出对推烟包机构的分烟隔板和搅动棍进行改进,减少烟支摩擦力,确保烟支在下落过程可以顺畅通过, 成功提高了设备的运行效率;文献[4] 使用有限元分析软件,通过结构力学分析推烟包机构的整体结构,并在得出分析结果后将所有数据共享,从而实现优化设计。 上述方法虽然有一定优化效果,但是在解决烟草包装机推烟包机构故障率高、使用寿命短的问题上,效果并不明显。

针对上述问题,本文基于动力学仿真对烟草包装机推烟包机构进行优化设计,通过综合分析烟草包装机推烟包机构的工作原理、故障原因、受力情况以及运动要求,提出优化思路,对滑块、导轨、连接装置和润滑装置进行优化设计。

1. 烟草包装机推烟包机构动力学分析

1. 1 烟草包装机推烟包机构的组成及工作原理

烟草包装机推烟包机构组成示意图如图1 所

1—推烟杆;2—滑槽;3—滑块;4—球形副;5—安装座;

6—连杆;7,12—螺钉;8—摆件;9,10—制动电磁铁;

11—连接杆安装座;13—推烟杆安装座

图 1 烟草包装机推烟包机构的组成示意图

观察图 1 可知,推烟杆和摆件通过连杆连接, 连杆在推烟包机构中起驱动作用,摆件在推烟包机构中不断摆动,为推烟杆推送烟支提供动力,使推烟杆往复运动,进而完成推送工作。 塑料滑块支撑推烟杆安装座,塑料滑块在滑槽内部往复运动,使推烟杆安装座的径向转动和轴向转动受到约束。在烟草包装机推烟包的工作过程中,滑块对称安装 在推烟杆安装座上。 为保证烟草包装机推烟包机构工作过程的安全性,推烟杆的行程要小于安装座的总长。 在设定距离之前进行实验测量,确保滑块滑动的极限位置与滑槽端面有一段距离,以此扩大运行空间,防止出现碰撞。

1. 2 烟草包装机推烟包机构故障原因分析

烟草包装机推烟包机构在正常工作情况下,前端会保持水平状态,前端的滑块在反复运动时很容易出现磨损,导致故障的出现,这也是烟草包装机推烟包机