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关键词： NK 透明纸 包装机 拉线 装置
中图分类号：S220.33
摘要：NK条盒透明纸拉线供给随动释放装置是针对条盒透明纸包装后，在拉线粘贴部位透明纸不平整，出现连续小皱纹而进行的技术革新改造项目。该项目的成功完成，消除了拉线卷放线阻力造成的拉线与透明纸输送不同步产生的产品质量缺陷，保证了条盒透明纸包装的平整性，稳定了产品质量，提高了卷烟成品外观的美誉度。
前 言
NK条盒透明纸包装机的拉线供给装置为被动式释放拉线，它的工作原理是：将拉线粘贴在条盒透明纸上，随着透明纸的输送运动带动拉线的运动（见图1），拉线运动的拉力带动拉线供给装置（见图2）上的制动摆臂向上摆动，摆臂带动芯轴做径向转动，固定在芯轴上的凸轮随之也转动；凸轮的凸起部分脱离拉线卷安装轮的制动块释放制动，使拉线的拉力带动拉线卷转动，拉线卷释放拉线。反之，透明纸停止输送拉线也停止拉动，拉线供给装置上的制动摆臂依靠拉簧的拉力向下摆动，芯轴上的凸轮随之反向转动；凸轮的凸起部分顶紧拉线卷安装轮的制动块，制动块制动拉线卷的转动，拉线卷不释放拉线。
受原材料影响，该装置在运行过程中造成条盒透明纸包装后拉线粘贴部位有连续的小皱纹，对条盒透明纸包装的平整性产生了一定的影响。通过长期的观察和实验发现是由以下原因造成的：
a、拉线供给装置的制动块调整不当，使得拉线卷的拉动阻力增大；
b、剩余拉线越少拉动阻力越大。
这两种原因的出现形成拉线产生微量的拉伸，当拉线粘贴到透明纸上后一旦所有的外力消除，拉线就会回缩，造成条盒透明纸包装后在拉线粘贴部位有连续的小皱纹现象出现。
为消除这一现象的产生，我们确定对拉线供给装置进行局部的改造，增加消除拉线卷拉动阻力增大的装置，确保条盒透明纸包装的平整性。
1 改造方案
针对消除拉线卷拉动阻力增大的改造方案有两种：一是购进新型的拉线供给装置；二是自行设计拉线供给随动释放装置。我们对这两种方案进行了可行性分析。
1.1 购进新型的拉线供给装置：该方案是借鉴CH小包透明纸包装机上的拉线供给装置，它有以下的优、缺点：
1.1.1 优点：采用独立的同步直流电机传动，拉线的释放无需外力的影响，拉线运动时的线速度与透明纸运动的线速度保持一致，保证了透明纸包装的平整性。
1.1.2 缺点：
1.1.2.1 费用高、投入大；
1.1.2.2 电气控制部分复杂，与NK条盒透明纸包装机的匹配存在一定的困难；
1.1.2.3 机械连接部分改动量大。
1.2 自行设计拉线供给随动释放装置：该方案借鉴RC小包透明纸拉线供给装置的释放功效，它有以下优、缺点：
1.2.1 优点：
1.2.1.1 利用机械传动达到拉线供给时的线速度与透明纸供给的线速度保持一致的目的，无需电气改造；
1.2.1.2 投入费用少，只需零件加工费用几千元；
1.2.1.3 机械连接改动量少。
1.2.2 缺点：自行设计的拉线供给随动释放装置需要引入机械同步，机械设计方面稍微麻烦。
综合比较上述可行性分析，确定采取自行设计拉线供给随动释放装置的改造方案。
2 方案的设计及实施
2.1 工作原理
拉线供给随动释放装置的工作原理（见图3、图4）是：以第一输送辊（1）为主传动带动被动辊（2）转动，随动轮（3）紧貼被动辊（2）的外圆依靠摩擦力转动，随动轮靠向拉线卷带动拉线卷转动，从而使拉线获得释放。随动轮是安装在绕被动辊轴心转动的摆杆（7）上，摆杆（7）在弹簧（8）拉力的作用下使得随动轮始终保持与拉线卷接触的状态，直至拉线卷上的拉线随放完毕。
2.2 设计要素的确定
为保证设计的合理性就必须对设计过程中所牵涉的主要数据给予确定，了解清楚改造部位准确的空间位置尺寸及相关尺寸。
通过精确测量我们获得了各项数据（见图5）
2.3 被动辊、轴的设计
2.3.1 被动辊的设计
被动辊运动的线速度要和第一输送辊的运动线速度保持一致，才能保证被释放的拉线和透明纸一致的长度，即L拉=L输。因为透明纸输送长度等于第一输送輥转数乘以第一输送辊的周长，即：L透=D输×л×n输。要保证V被=V输，首先保证被动辊的辊径与第一输送辊的辊径相同，即D被=D输。
被动辊的长度不需严格要求，大于随动轮宽度的2-3倍都可。被动辊设计见图6。
2.3.2 轴的设计
轴的长度确定以保证被动辊位于拉线卷宽度的中心位置为原则，结合相关尺寸而设计，见图7。
2.4 传动件及连接件的设计
2.4.1 传动件设计
为保证被动辊运动和第一输送辊的运动线速度一致，传动速比就要是1：1。能够保证传动速比准确的传动方式有齿轮传动和同步齿形带轮传动，齿轮传动受两轴之间中心矩和空间尺寸的约束，同步齿形带轮传动不受两轴之间中心矩和空间尺寸的约束。考虑到齿轮传动加装位置空间狭小，我们选用同步齿形带轮传动的方式。在被动辊和随动轮之间采取摩擦传动的方式。
2.4.1.1、同步齿形带轮的设计及同步带的选用
同步齿形带轮的设计是根据选用的同步带的型号设计的。考虑到传动速度小、传动受力小，选用XL型、节距5.080mm、带宽12.7mm带宽代号为050的同步带。根据被动辊运动和第一输送辊之间的间距和轴孔的需求，查表（GB11361-89）选用外径=64.17mm、节径=64.68mm、齿数=40的同步带轮，见图8。 要求的传动速比是1：1，因此两个同步带轮的节径、齿数和宽度是一样的，只是在配合孔径有区别。同步带长度的选用根据两轮的中心距和带轮节径确定。被动辊和第一输送辊两外径间距保持20mm，辊径为70mm，中心矩a0=70mm+20mm=90mm。选择基本带长400mm左右
查表（GB11616-89）选用L型号、带宽代号050、带长代号160、标准带长406.40mm、齿数为80的同步带。因带长大于实际长度，需要增加压带轮。
2.4.1.2 随动轮的设计
随动轮根据被动辊与拉线安装轮之间的中心矩和摩擦力的需要，随动轮外缘表面采用聚氨酯橡胶材料。其设计见9。
2.4.2 连接件的设计
连接件是根据安装部位的空间尺寸和零件的需要进行设计的。它包括摆臂和连接板。
2.4.2.1 摆臂的设计
摆臂根据随动轮与被动辊的中心距设计，其中心距=（113mm+70mm）/2=91.5mm。摆臂绕被动辊的轴心转动。见图10。
2.4.2.2 连接板的设计
连接板是安装被动辊、随动轮、压带轮等改动件的依托，既拉线供给随动释放装置的机架，它与NK机身连接。其设计见图11。
2.5 压带轮组件的设计
压带轮组件包括固定板、芯轴、轴承（7000102两套）、轴用挡圈和压带轮。各零件的设计比较简单，只要求固定板可调节，便于压紧同步带。见图12。
2.6 实施组装
各零件设计、加工完成后，对其进行组装，各部位组装见下面的说明。
2.6.1 随动轮组件
随动轮组件由随动轮、芯轴、摆臂、手柄等零件和轴承（100两套、1000905一套）、孔用挡圈紧固螺帽等标准件组成，其中芯轴带有偏心量便于调整随动轮对被动辊的压力（调整摩擦力的大小），见图13。
随动轮组装后安装到被动辊的传动轴上。见图14。
2.6.2 传动件、压带轮组件与连接件的组装
传动件、压带轮组件与连接件组装到一起，除安装同步带轮、压带轮组件、同步带外，还需要轴承（104两套）、轴用挡圈、连接键、垫圈、紧固螺丝等标准件。为了保证同步带轮不轴向移动，还要增加定位套。图14是组装后的示意图。
2.7 设计完成后的情况
拉线供给随动释放装置设计完成及安装后的情况见图15、图16。其工作原理可参见图3。
3 项目完成后的效果總结
拉线供给随动释放装置安装调试投入运行后，保证了拉线供给与透明纸输送的同步，消除了NK条盒透明纸包装机条盒透明纸包装后出现的拉线粘贴部位连续小皱纹，稳定了产品质量，为企业树立良好的产品形象。
该装置在同类型设备上具有较高的推广价值。
参考文献
1 哈尔宾工业大学理论力学教研室。理论力学. 高等教育出版社，1985.07，69-75。
2 张永耀.机械制图. 机械工业出版社，2001.07，85-102.
3意大利GD公司.GD包装机维修调整手册.意大利GD公司，1994.11.
4 意大利GD公司.GD包装机零件装配图册.意大利GD公司，1994.11.
中图分类号：S220.33
摘要：NK条盒透明纸拉线供给随动释放装置是针对条盒透明纸包装后，在拉线粘贴部位透明纸不平整，出现连续小皱纹而进行的技术革新改造项目。该项目的成功完成，消除了拉线卷放线阻力造成的拉线与透明纸输送不同步产生的产品质量缺陷，保证了条盒透明纸包装的平整性，稳定了产品质量，提高了卷烟成品外观的美誉度。
前 言
NK条盒透明纸包装机的拉线供给装置为被动式释放拉线，它的工作原理是：将拉线粘贴在条盒透明纸上，随着透明纸的输送运动带动拉线的运动（见图1），拉线运动的拉力带动拉线供给装置（见图2）上的制动摆臂向上摆动，摆臂带动芯轴做径向转动，固定在芯轴上的凸轮随之也转动；凸轮的凸起部分脱离拉线卷安装轮的制动块释放制动，使拉线的拉力带动拉线卷转动，拉线卷释放拉线。反之，透明纸停止输送拉线也停止拉动，拉线供给装置上的制动摆臂依靠拉簧的拉力向下摆动，芯轴上的凸轮随之反向转动；凸轮的凸起部分顶紧拉线卷安装轮的制动块，制动块制动拉线卷的转动，拉线卷不释放拉线。
受原材料影响，该装置在运行过程中造成条盒透明纸包装后拉线粘贴部位有连续的小皱纹，对条盒透明纸包装的平整性产生了一定的影响。通过长期的观察和实验发现是由以下原因造成的：
a、拉线供给装置的制动块调整不当，使得拉线卷的拉动阻力增大；
b、剩余拉线越少拉动阻力越大。
这两种原因的出现形成拉线产生微量的拉伸，当拉线粘贴到透明纸上后一旦所有的外力消除，拉线就会回缩，造成条盒透明纸包装后在拉线粘贴部位有连续的小皱纹现象出现。
为消除这一现象的产生，我们确定对拉线供给装置进行局部的改造，增加消除拉线卷拉动阻力增大的装置，确保条盒透明纸包装的平整性。
1 改造方案
针对消除拉线卷拉动阻力增大的改造方案有两种：一是购进新型的拉线供给装置；二是自行设计拉线供给随动释放装置。我们对这两种方案进行了可行性分析。
1.1 购进新型的拉线供给装置：该方案是借鉴CH小包透明纸包装机上的拉线供给装置，它有以下的优、缺点：
1.1.1 优点：采用独立的同步直流电机传动，拉线的释放无需外力的影响，拉线运动时的线速度与透明纸运动的线速度保持一致，保证了透明纸包装的平整性。
1.1.2 缺点：
1.1.2.1 费用高、投入大；
1.1.2.2 电气控制部分复杂，与NK条盒透明纸包装机的匹配存在一定的困难；
1.1.2.3 机械连接部分改动量大。
1.2 自行设计拉线供给随动释放装置：该方案借鉴RC小包透明纸拉线供给装置的释放功效，它有以下优、缺点：
1.2.1 优点：
1.2.1.1 利用机械传动达到拉线供给时的线速度与透明纸供给的线速度保持一致的目的，无需电气改造；
1.2.1.2 投入费用少，只需零件加工费用几千元；
1.2.1.3 机械连接改动量少。
1.2.2 缺点：自行设计的拉线供给随动释放装置需要引入机械同步，机械设计方面稍微麻烦。
综合比较上述可行性分析，确定采取自行设计拉线供给随动释放装置的改造方案。
2 方案的设计及实施
2.1 工作原理
拉线供给随动释放装置的工作原理（见图3、图4）是：以第一输送辊（1）为主传动带动被动辊（2）转动，随动轮（3）紧貼被动辊（2）的外圆依靠摩擦力转动，随动轮靠向拉线卷带动拉线卷转动，从而使拉线获得释放。随动轮是安装在绕被动辊轴心转动的摆杆（7）上，摆杆（7）在弹簧（8）拉力的作用下使得随动轮始终保持与拉线卷接触的状态，直至拉线卷上的拉线随放完毕。
2.2 设计要素的确定
为保证设计的合理性就必须对设计过程中所牵涉的主要数据给予确定，了解清楚改造部位准确的空间位置尺寸及相关尺寸。
通过精确测量我们获得了各项数据（见图5）
2.3 被动辊、轴的设计
2.3.1 被动辊的设计
被动辊运动的线速度要和第一输送辊的运动线速度保持一致，才能保证被释放的拉线和透明纸一致的长度，即L拉=L输。因为透明纸输送长度等于第一输送輥转数乘以第一输送辊的周长，即：L透=D输×л×n输。要保证V被=V输，首先保证被动辊的辊径与第一输送辊的辊径相同，即D被=D输。
被动辊的长度不需严格要求，大于随动轮宽度的2-3倍都可。被动辊设计见图6。
2.3.2 轴的设计
轴的长度确定以保证被动辊位于拉线卷宽度的中心位置为原则，结合相关尺寸而设计，见图7。
2.4 传动件及连接件的设计
2.4.1 传动件设计
为保证被动辊运动和第一输送辊的运动线速度一致，传动速比就要是1：1。能够保证传动速比准确的传动方式有齿轮传动和同步齿形带轮传动，齿轮传动受两轴之间中心矩和空间尺寸的约束，同步齿形带轮传动不受两轴之间中心矩和空间尺寸的约束。考虑到齿轮传动加装位置空间狭小，我们选用同步齿形带轮传动的方式。在被动辊和随动轮之间采取摩擦传动的方式。
2.4.1.1、同步齿形带轮的设计及同步带的选用
同步齿形带轮的设计是根据选用的同步带的型号设计的。考虑到传动速度小、传动受力小，选用XL型、节距5.080mm、带宽12.7mm带宽代号为050的同步带。根据被动辊运动和第一输送辊之间的间距和轴孔的需求，查表（GB11361-89）选用外径=64.17mm、节径=64.68mm、齿数=40的同步带轮，见图8。 要求的传动速比是1：1，因此两个同步带轮的节径、齿数和宽度是一样的，只是在配合孔径有区别。同步带长度的选用根据两轮的中心距和带轮节径确定。被动辊和第一输送辊两外径间距保持20mm，辊径为70mm，中心矩a0=70mm+20mm=90mm。选择基本带长400mm左右
查表（GB11616-89）选用L型号、带宽代号050、带长代号160、标准带长406.40mm、齿数为80的同步带。因带长大于实际长度，需要增加压带轮。
2.4.1.2 随动轮的设计
随动轮根据被动辊与拉线安装轮之间的中心矩和摩擦力的需要，随动轮外缘表面采用聚氨酯橡胶材料。其设计见9。
2.4.2 连接件的设计
连接件是根据安装部位的空间尺寸和零件的需要进行设计的。它包括摆臂和连接板。
2.4.2.1 摆臂的设计
摆臂根据随动轮与被动辊的中心距设计，其中心距=（113mm+70mm）/2=91.5mm。摆臂绕被动辊的轴心转动。见图10。
2.4.2.2 连接板的设计
连接板是安装被动辊、随动轮、压带轮等改动件的依托，既拉线供给随动释放装置的机架，它与NK机身连接。其设计见图11。
2.5 压带轮组件的设计
压带轮组件包括固定板、芯轴、轴承（7000102两套）、轴用挡圈和压带轮。各零件的设计比较简单，只要求固定板可调节，便于压紧同步带。见图12。
2.6 实施组装
各零件设计、加工完成后，对其进行组装，各部位组装见下面的说明。
2.6.1 随动轮组件
随动轮组件由随动轮、芯轴、摆臂、手柄等零件和轴承（100两套、1000905一套）、孔用挡圈紧固螺帽等标准件组成，其中芯轴带有偏心量便于调整随动轮对被动辊的压力（调整摩擦力的大小），见图13。
随动轮组装后安装到被动辊的传动轴上。见图14。
2.6.2 传动件、压带轮组件与连接件的组装
传动件、压带轮组件与连接件组装到一起，除安装同步带轮、压带轮组件、同步带外，还需要轴承（104两套）、轴用挡圈、连接键、垫圈、紧固螺丝等标准件。为了保证同步带轮不轴向移动，还要增加定位套。图14是组装后的示意图。
2.7 设计完成后的情况
拉线供给随动释放装置设计完成及安装后的情况见图15、图16。其工作原理可参见图3。
3 项目完成后的效果總结
拉线供给随动释放装置安装调试投入运行后，保证了拉线供给与透明纸输送的同步，消除了NK条盒透明纸包装机条盒透明纸包装后出现的拉线粘贴部位连续小皱纹，稳定了产品质量，为企业树立良好的产品形象。
该装置在同类型设备上具有较高的推广价值。
参考文献
1 哈尔宾工业大学理论力学教研室。理论力学. 高等教育出版社，1985.07，69-75。
2 张永耀.机械制图. 机械工业出版社，2001.07，85-102.
3意大利GD公司.GD包装机维修调整手册.意大利GD公司，1994.11.
4 意大利GD公司.GD包装机零件装配图册.意大利GD公司，1994.11.