在生产运行中,包装机铝箔纸剔除装置存在电磁铁易积灰、顶针易磨损、定位销意外剪断等故障隐患,设备维修保养难度大,运行故障率高。 目前,国内有 2 种改进方式, 一种在电磁铁端开吹灰孔避免烟尘堆积[1] ,一种采用双作用气缸与顶针直接相连,并在气缸与底座之间留下漏灰间隙[2] ,但由于顶针在动作时不仅有轴向往复运行,还有摆动,气缸容易磨损后漏气和缸体积尘。 2 种方法均未对顶针结构改动,顶针磨损频繁、定位销异常剪断问题没有得到 本质解决。 采用密封性良好的双作用气缸和具有缓冲功能的定位连杆,改变连接螺杆和连接座结构,通过改进后,降低剔除机构故障率和维修时间,提高产品质量和设备运行效率。

１ 结构原理与故障分析

硬盒包装机组的铝箔纸剔除机构采用电磁铁驱动,配合弹簧实现复位功能[3-4] 。当有空头、缺支等需要剔除铝箔纸时,固态继电器得到剔除信号使电磁铁通电,顶针向上动作带动四杆机构从而使剔除钢辊向前动作,与转动的剔除辊一起将铝箔纸剔除掉[５] 。剔除完毕后,电磁铁断电,顶针在弹簧作用下向下动作,剔除钢辊离开,接纸钩接住并定位铝箔纸,和烟支一起进入二号轮。

１.１    存在问题

电磁铁与顶针尖端( 铁芯) 有橡皮密封圈,阻止烟尘进入电磁铁。 由于剔除机构运行频繁且速度较快,顶针动作时不仅存在轴向运行还存在一定摆动,密封圈极易磨损失效,烟尘极易进入电磁铁内部造成铁芯的运行不稳定, 接纸钩归位不到位、剔除滚不能很好接触,出现铝箔纸剔 除不畅、铝纸歪斜等故障。

2. 电磁铁易积灰,清洁时间长

电磁铁积灰后需要经常清洁,清洁频率为 2 次/ 月,由于安装空间狭窄和角度问题[６] ,拆装不便,单次清洁时间 20 min 以上。

3. 顶针易磨损,需频繁更换

顶针尖端( 铁芯) 由于频繁撞击电磁铁端,当剔除量大时,其磨损较快,需要经常进行距离调试及更换,以便铝箔纸顺利剔除[7] 。

4. 定位销意外剪断,维修时间长

电磁铁瞬间启动速度大,顶针由 ５×1５ mm 的定位销、弹簧实现定位缓冲功能,销孔极易由原来的 ５ mm 扩大到８ mm 以上,定位销活动行程由 2 mm 扩大到 ５ mm 以上后在连续剔除时易异常剪断,单次维修恢复时间 2 h 左右。故障时间统计见表 1。

表 １ １４ 台包装机铝纸剔除机构故障时间统计

          维修项目                  故障次数                故障时间/ h          

电磁铁积灰清洁                    3                            ６2

调试、更换顶针                    13                          1６５

更换定位销                       2                           1６８

更换剔除胶滚                      1                             31

加权平均故障次数       2 次/ ( 台/ kh)

    加权平均故障时间       0.7５h / ( 台/ kh)                                 

１.２    改进方法

1) 气缸代替电磁铁

原电磁铁由于密封圈极易失效导致积灰,而且瞬间启动速度大,刚性运行容易造成零件变形和磨损,现采用密封性良好的双作用气缸代替。  根据顶针的行程为 10 ｃm,以及安装空间尺寸,所选气缸要求体积小,最终选用 AD- VU-32-10-A-P-A＃1５６６17 的双作用紧凑型气缸[８] ,如图 2。  工作气压最佳范围为 0.1 ~ 0.1５  ｂaｒ,具体视铝纸厚度、硬度而变化。

由于原结构只有自对中功能,无缓冲功能,现将活塞仓末端铣深 ５ mm 左右,在加入缓冲弹簧。