0. 引言

ZB45型包装机是中国烟草进出口总公司引进意大利某公司ＧDＸ2机型交由上海烟草工业机械厂国产化的设备，该型设备因性能稳定，生产效率高，广泛用于各卷烟生产企业。随着烟草制品的发展，一种提拔式翻盖包装应运而生，包括ZB45型硬盒包装机在内的传统包装方式已经不能满足这种包装要求，目前，多数生产企业只能采用纯手工方式，对这种提拔式翻盖产品进行包装。本项目基于ZB45型包装机提供一种一体式商标纸切割装置，将包装后的一体式商标纸进行切割，分切成“大盖”和“小盖”商标纸（正常产品都是一张整体的商标纸），达到提拔式翻盖烟包包装的要求。

1. ZB45商标纸包装系统介绍

ZB45商标纸经纵向输送，上胶器上胶后，由C型推手推动，进入5＃轮与铝箔烟包汇合，并在5＃完成折叠后进入6＃轮（如图1），6＃轮对不合格烟包进行剔除后，在内部马耳他轮间隙运动驱动作用下，将合格烟包输送到图1所示槽板槽架4部位，进行一次停顿。此时推块24

（如图1）做垂直上升运动，推动烟包25经过由槽架11和槽板10所构成的烟包通道，进入7＃轮烟包工位，由7＃轮对烟包进行输送，熨烫后，进入8＃轮对不合格烟包进行剔除后，进入下游工序。

2. 商标纸切割装置的探索

ZB45包装机在CH入口部位，烟包由C600机构单包输送到CH通道上，再由齿形带上的推块，将烟包分开并一包接一包向透明纸包机构输送，烟包两端被导块限位，上部由有机玻璃板限位，下部由输送导条限位，理论上能在此增设切割机构，对商标纸进行切割。由于齿形带上两推块间距离是130mm,而烟包的宽度为55mm，烟包在横向移动中没有被固定，切割圆刀旋转方向只能与烟包运行方向相反，靠后面的推块横向限位烟包进行切割，所以导致烟包对切割圆刀的冲击较大，刃口容易形成锯齿形，影响切刀使用寿命和切割效果。

ZB45包装机在从6＃轮进入7＃轮的部位，由槽板10

和槽架11构成一烟包通道，其作用是固定烟包周向位置，在接烟块（接应板）和烟包推块24（顶升板）的共同作用下，引导烟包顺利从6＃轮进入7＃轮。此部位，烟包在运行过程中，6个面都被限位固定，烟包只能随顶升板和接应板做垂直向上的运动，如果在该部位安装商标纸切割装置，那么切刀旋转方向可以与烟包运行方向相同，减少切割时烟包对刀的冲击，延长切刀的使用寿命，是理想的切割环境。根据设备上的位置特点，空间布局，设计切割装置，并对槽板和槽架在不影响功能的前提下，加以必要的改进，使切刀片能顺利切割商标纸。

经过分析比较，最终选择在6＃轮进7＃轮部位增设一体式商标纸切割装置。

3. 一体式商标纸切割装置的设计

切割圆刀及电机的选型

要对已经包装好的商标纸进行切割，而不伤及内部的包装材料和烟支。对切割系统有三个要求：一是被切割的烟包位置固定，二是刃口保持锋利，三是切割速度适

中。针对第一个要求，在前面分析已经说到，烟包的六个方向都被很好地限位，所以切割时烟包的位置相对固定。针对第二个要求，从6＃轮进7＃轮的烟包通道长度为65mm，所以切割圆刀的直径不能大于65mm，否则无法将圆刀安装进通道内，结合车间实际情况，卷烟机滤棒切刀所使用的圆刀片直径为60mm的钨钢刀片，而且刃口锋利，经久耐用，根据就地取材原则，选择滤棒切割圆刀片，作为商标纸切割的刀具。针对第三个要求，切割速度，根据设计之初给定的生产定额要求，应达到120包／min。

烟包从6＃轮进入7＃轮整个行程为65mm+55mm（65为塞。为了便于堵塞后的清理，切割机构需设计为可移动机构。移动机构（如图2）由底板18、滑块22、滑轨21、气缸19、底座20等组成；底板18通过螺纹连接固定在4个滑块22上，滑块可在滑轨21上移动，滑轨通过螺钉固定在底座20上。气缸座连接在底座20上，气缸输出轴通过关节轴承连接在底板18上。根据空间位置和实际需求，选通道长度，55为烟包进入7＃轮行程）即120mm。烟包在通道内的移动速度：120×120×4／1000=57.6m／min（其中4为设备功能需求的间歇次数，即每包烟只能用理论上的1／4的时间来完成从6＃轮进7＃轮的过程）。圆刀

表1小带轮转速对应的皮带种类及最小齿数

直径为60mm，根据公式，线速度=π ，得出=／（π），代入已知数据，=306r／min，即烟包以120123456789 10 11 10412813 14包／min运行，相当于圆刀转速为306r／min。由于切刀旋转方向与烟包运行方向相同，切割圆刀转速应远大于这个转速，才能保证正常切割，初步选择2级三相交流电机，2800r／min，300W。通过齿形带轮4：3（设计给定）传动比，圆刀线速度约为烟包移动速度6.9倍。

图2

切割机构的设计

刀轴1的左端设计安装有齿形带轮2（如图2），

右端通过压刀块9将刀片

1.刀轴2.带轮3.盖板4.刀轴座5.衬套6.轴承7.导轮8.切刀9.压刀块10.槽板11.槽架12.调节螺钉13.齿形带14.电动机15.小带轮16.键17.电机支架18.底板19.气缸20.底座21.滑轨22.滑块23.支座24.推块25.烟包26.铰耳27.铰链轴28.锁紧螺钉29.到位检测择气缸缸径15mm，行程50mm的双作用气缸。切割机构8固定，刀片8通过槽板10上的缝隙，伸入到由槽架11和槽板10所构成的烟包通道内，对烟包外商标纸进行切割作业。刀轴通过两轴承，安装固定在刀轴座4上。由于从6＃轮进7＃轮的部位，空间位置狭小，需充分考虑圆刀片的更换作业和圆刀调整的便利性，所以将刀轴座4设计为可以沿铰链轴27转动的活动刀轴座，通过螺钉28，固定联接在槽板10上，松开螺钉28，可通过调节螺钉12，对刀轴座进行调整，从而控制切刀8切割的深浅；取掉螺钉28，将刀轴座4沿铰链轴27旋转放下，可进行更换切刀的作业。槽板10和铰耳26，通过螺钉固定在支座23上；支座23通过螺钉固定在底板18上。