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[摘 要]CH机透明纸输送偏斜所引发的拉线接头错位是通过错位调整装置进行调整校正。由于该装置设计上存在一定的缺陷，调整时经常出现拉线接头错位不能彻底消除和透明纸褶皱现象，甚至出现烂包和反向错位。针对这些问题，从理论上对拉线接头错位的调整过程进行分析，找出该装置设计缺陷，提出改进方案。通过对调整装置浮动下折叠板改进和上折叠板安装位置调整，有效地解决了CH机拉线接头错位调整装置存在的问题，提高了小盒透明纸的包装质量。
[关键词]CH机 拉线接头 错位 调整装置 改进
中图分类号：TS103.9文献标识码：A文章编号：1009-914X（2013）21-0078-02
GDX2包装机组是我国卷烟行业应用最广泛的包装设备之一，但是该机组小盒透明纸包装机（CH）普遍存在着透明纸拉线接头错位不能有效调整校正的问题。透明纸拉线错位和透明纸褶皱是GDX2包装机组中最为突出的质量缺陷，严重影响着卷烟包装的质量，因此很有必要对CH小盒透明纸包装机拉线接头错位调整装置进行改进。
1 原拉线错位的校正过程
CH小盒透明纸包装机没有透明纸定位装置，且透明纸输送距离较长，加之透明纸为柔性物质，刚度较差，因此不可避免会产生偏斜，引发盒外透明纸拉线接头错位。为此该机在折叠部位设计安装一套拉线接头错位调整装置（见图1）。当拉线接头错位时，通过调整偏心销9使折叠通道安装架11绕固定销轴6顺时针或逆时针方向转动，这样固定在折叠通道安装架11上的上折叠板3和浮动下折叠板5相对烟包就会产生一定角度的倾斜。这一倾斜使上、下两折叠板对透明纸里外两端产生的摩擦力大小发生变化，这样呈“”形包裹小盒的透明纸上、下表面相向滑移转动，使拉线接头彼此接近，从而实现拉线错位调整。
2 拉线接头错位调整装置的缺陷原因分析
2.1 调整过程缺陷的原因分析
CH 小盒透明纸包装机的拉线接头错位校正过程分为两个阶段：一是小盒接触呈倾斜状态的上下折叠板边缘的校正阶段（见图2中①）；二是小盒进入两折叠板后的校正阶段（见图2中②）。
当小盒烟包开始接触上下两折叠板边缘时，由于两折叠板是倾斜的，所以小盒上下表面透明纸所受的摩擦力是不均匀。以下以拉線接头向上错位为例进行分析，如图3a所示，上折叠板对透明纸的摩擦力从左至右逐渐减小，而下折叠板对透明纸的摩擦力从左至右逐渐增大（见图4a）。根据平行力系的简化原理，图3a的平行力系可以简化为一个合力F1和一个相对A点逆时针方向的力偶M1（见图3b）；图4a的平行力系可以简化为一个合力F2 和一个相对A点顺时针方向的力偶M2（见图4b）。在力偶M1的作用下，上表面的透明纸克服其与小盒烟
改进前：X=1.2mm 改进后：X=0.6mm 1.上折叠板 2.折叠通道安装架 3.固定块 4.销轴 5.偏心销 6.调整
标线 7.调整标记
图9 拉线接头调整装置改进前后调整范围对比图包的摩擦力，相对小盒作逆时针滑移转动。同时下表面的透明纸在力偶M2的作用下相对小盒作顺时针滑移转动，这样上下表面的拉线接头相向彼此接近，从而消除或缩小了拉线接头的错位量。
原设计考虑拉线接头调整时透明纸舒展需要，将浮动下折叠板的边缘设计了图4所示曲面形状。这种曲面形状设计，小盒烟包与浮动下折叠板初始接触长度较小，使浮动下折叠板对透明纸所产生的摩擦力偶M2较小，造成了浮动下折叠板对拉线接头错位校正能力的降低，这样操作者不得不采取增大上下折叠板的倾斜角度的办法来满足调整要求，而过大的倾斜角度对小盒烟包进入包装轮却产生不利的影响（其原因在2.2部分中进行分析）。
由于下折叠板是弹簧支撑的浮动板，所以小盒烟包进入两折叠板后，下折叠板与小盒的接触面是相吻合的。由于下折叠板工作面与小盒下表面在同一平面内，所以浮动的下折叠板对小盒下表面产生的摩擦力是均匀的，这样下折叠板对拉线接头错位的校正作用就完全丧失了。而此时上折叠板相对小盒依然保持原有的倾斜状态，对小盒上表面透明纸所产生的摩擦作用情况与图3相似。
如图5所示，小盒上表面透明纸在力偶M1′作用下相对烟包作顺时针滑移转动。在此过程中，力偶M1′除了克服透明纸与小盒上表面之间的摩擦力外，还要克服下表面透明纸逆时针滑移转动所受下折叠板对小盒的摩擦力偶M2′。 从理论上分析，力偶M2′越小越好，因为力偶M2′越小，上下表面的透明纸就越容易相向滑移转动，更有利于拉线接头错位的校正。但在实际工作中，由于浮动下折叠板与透明纸的接触面积较大，所以小盒下表面透明纸滑移转动所须克服的力偶M2′也比较大。力偶M2′过大不仅不利于拉线接头错位的调整，而且也不利于小盒下表面透明纸的疏展，很容易造成小盒下表面透明纸褶
皱[1]。
2.2 位置关系缺陷的原因分析
如图6所示，折叠通道总成的安装应确保上折叠板的平面b和烟包输送压板的平面a与包装轮模盒的平面C在同一平面内。在调整拉线接头错位时，上、下折叠板会出现了一定角度的倾斜。这一倾斜使上折叠板工作面b不能与面 a、c处在同一平面内。当上折叠板里侧向下倾斜时，工作面b的外端有可能高出包装轮模盒的工作面c，当小盒烟包携带透明纸在上下折叠板之间完成“”形折叠进入包装轮时，“”形透明纸上表面的外侧就受到包装轮工作面c的阻挡作用，对小盒上表面透明纸产生反向转动力矩，使透明纸产生相反的方向滑移转动。当该力矩达到一定数值时，小盒上表面透明纸就会产生较大的滑移量，不但造成拉线接头反向错位，而且还引发透明纸褶皱和划伤。
3 拉线接头调整装置的改进
由以上缺陷原因分析可知：CH小盒透明纸包装机的透明纸拉线接头错位调整装置存在着一定的设计缺陷。一是原浮动下折叠板曲面设计易造成了调整装置对拉线接头错位的调整能力下降；二是倾斜角度过大时会对拉线接头错位产生一定负面作用，既不利于透明纸的折叠成型，又易造成小盒上下表面透明纸褶皱和划伤。针对这些缺陷，对拉线接头错位调整装置的改进如下：一是改进浮动下折叠板工作面，提高调整装置对拉线接头错位的调节能力；二是修整上折叠板相对包装轮模盒上工作面c的安装位置，消除包装轮模盒上工作面c对小盒透明纸包装的影响。 3.1 浮动下折叠板工作面的改进
由机器的工作原理可知下折叠板应满足三个工艺条件：一是应具有良好的展纸性能；二是与小盒初始接触的长度要尽可能的长；三是当小盒进入两折叠板后，下表面透明纸所受的阻碍力偶尽可能小。
从下折叠板应满足的三个工艺条件出发，如图7所示把其外缘曲面的直线部分由原来的25mm改为85mm，把其工作面由平面改为沿小盒运行方向上的倒三角形状，三角平面部分突出0.3mm，并把三角形的顶端加工为一个宽4mm的斜面。
改进后的浮动下折叠板边缘直线部分增加了60mm，这样下折叠板与小盒的初始接触长度增加了，对下表面透明纸产生的摩擦滑移转动力偶M2（见图4b）也随之增大，提高了浮动下折叠板纠正拉线接头错位的能力。而倒三角形状的工作面一方面可以满足了小盒透明纸的舒展空间需求，从根本上避免了透明纸褶皱；另一方面实现了小盒进入两折叠板后与浮动下折叠板较小的接触面积，保证下表面透明纸滑移转动所须克服的摩擦力偶M2′较小，更有利于撕带接头错位的调整。
3.2 折叠通道安装位置的修整
如图8所示，上折叠板1通过两固定折叠塊2安装在折叠通道安装架3上，折叠通道安装架3通过销轴、螺钉与固定板7相连接。为解决调整拉线接头错位所造成的工作面b的外端高出包装轮模盒上表面c的问题。通过对该部分结构分析可知：固定板7是通过定位块6安装在底座5上的，把定位块6长度缩短，上折叠板1就随之下移。
上折叠板安装位置修整时，只需将定位块6的长度缩短0.3mm，改变固定板7与底座5的相对安装位置，使上折叠板1的安装位置下移了0.3mm，这样上折叠板1的工作面b（见图6）就低于包装轮模盒上表面c（见图6）0.3mm。
上折叠板1下移0.3mm后，前面的上压板应等量下移0.3mm，同时为保证上压板与托烟板的距离为23.5mm（一个烟包的厚度）不变，托烟板也相应地下移0.3mm。
通过以上修整，小盒进入包装轮时，其上表面透明纸就不会再受包装轮模盒影响，从根本上消除了调整拉线接头错位所产生的负作用，避免了小盒上下表面透明纸因受力不均而产生的褶皱和划伤。
4 改进后的效果
拉线接头错位调整装置改进后，CH小盒透明纸包装机运行效果良好，拉线接头错位的纠正能力明显增强，而且还解决了小盒上下表面透明纸的褶皱问题。从质量检查、市场反馈及消费者反映来看，具有良好的效果。
在对拉线接头错位的调整时，上下折叠板的倾斜角度越小越好，如图9所示，经过实际测量在改进前折叠板的调整量为1.2mm，改进后折叠板的调整量仅为0.6mm。拉线接头错位的调整时，上下折叠板的倾斜程度明显减小了。
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.
[关键词]CH机 拉线接头 错位 调整装置 改进
中图分类号：TS103.9文献标识码：A文章编号：1009-914X（2013）21-0078-02
GDX2包装机组是我国卷烟行业应用最广泛的包装设备之一，但是该机组小盒透明纸包装机（CH）普遍存在着透明纸拉线接头错位不能有效调整校正的问题。透明纸拉线错位和透明纸褶皱是GDX2包装机组中最为突出的质量缺陷，严重影响着卷烟包装的质量，因此很有必要对CH小盒透明纸包装机拉线接头错位调整装置进行改进。
1 原拉线错位的校正过程
CH小盒透明纸包装机没有透明纸定位装置，且透明纸输送距离较长，加之透明纸为柔性物质，刚度较差，因此不可避免会产生偏斜，引发盒外透明纸拉线接头错位。为此该机在折叠部位设计安装一套拉线接头错位调整装置（见图1）。当拉线接头错位时，通过调整偏心销9使折叠通道安装架11绕固定销轴6顺时针或逆时针方向转动，这样固定在折叠通道安装架11上的上折叠板3和浮动下折叠板5相对烟包就会产生一定角度的倾斜。这一倾斜使上、下两折叠板对透明纸里外两端产生的摩擦力大小发生变化，这样呈“”形包裹小盒的透明纸上、下表面相向滑移转动，使拉线接头彼此接近，从而实现拉线错位调整。
2 拉线接头错位调整装置的缺陷原因分析
2.1 调整过程缺陷的原因分析
CH 小盒透明纸包装机的拉线接头错位校正过程分为两个阶段：一是小盒接触呈倾斜状态的上下折叠板边缘的校正阶段（见图2中①）；二是小盒进入两折叠板后的校正阶段（见图2中②）。
当小盒烟包开始接触上下两折叠板边缘时，由于两折叠板是倾斜的，所以小盒上下表面透明纸所受的摩擦力是不均匀。以下以拉線接头向上错位为例进行分析，如图3a所示，上折叠板对透明纸的摩擦力从左至右逐渐减小，而下折叠板对透明纸的摩擦力从左至右逐渐增大（见图4a）。根据平行力系的简化原理，图3a的平行力系可以简化为一个合力F1和一个相对A点逆时针方向的力偶M1（见图3b）；图4a的平行力系可以简化为一个合力F2 和一个相对A点顺时针方向的力偶M2（见图4b）。在力偶M1的作用下，上表面的透明纸克服其与小盒烟
改进前：X=1.2mm 改进后：X=0.6mm 1.上折叠板 2.折叠通道安装架 3.固定块 4.销轴 5.偏心销 6.调整
标线 7.调整标记
图9 拉线接头调整装置改进前后调整范围对比图包的摩擦力，相对小盒作逆时针滑移转动。同时下表面的透明纸在力偶M2的作用下相对小盒作顺时针滑移转动，这样上下表面的拉线接头相向彼此接近，从而消除或缩小了拉线接头的错位量。
原设计考虑拉线接头调整时透明纸舒展需要，将浮动下折叠板的边缘设计了图4所示曲面形状。这种曲面形状设计，小盒烟包与浮动下折叠板初始接触长度较小，使浮动下折叠板对透明纸所产生的摩擦力偶M2较小，造成了浮动下折叠板对拉线接头错位校正能力的降低，这样操作者不得不采取增大上下折叠板的倾斜角度的办法来满足调整要求，而过大的倾斜角度对小盒烟包进入包装轮却产生不利的影响（其原因在2.2部分中进行分析）。
由于下折叠板是弹簧支撑的浮动板，所以小盒烟包进入两折叠板后，下折叠板与小盒的接触面是相吻合的。由于下折叠板工作面与小盒下表面在同一平面内，所以浮动的下折叠板对小盒下表面产生的摩擦力是均匀的，这样下折叠板对拉线接头错位的校正作用就完全丧失了。而此时上折叠板相对小盒依然保持原有的倾斜状态，对小盒上表面透明纸所产生的摩擦作用情况与图3相似。
如图5所示，小盒上表面透明纸在力偶M1′作用下相对烟包作顺时针滑移转动。在此过程中，力偶M1′除了克服透明纸与小盒上表面之间的摩擦力外，还要克服下表面透明纸逆时针滑移转动所受下折叠板对小盒的摩擦力偶M2′。 从理论上分析，力偶M2′越小越好，因为力偶M2′越小，上下表面的透明纸就越容易相向滑移转动，更有利于拉线接头错位的校正。但在实际工作中，由于浮动下折叠板与透明纸的接触面积较大，所以小盒下表面透明纸滑移转动所须克服的力偶M2′也比较大。力偶M2′过大不仅不利于拉线接头错位的调整，而且也不利于小盒下表面透明纸的疏展，很容易造成小盒下表面透明纸褶
皱[1]。
2.2 位置关系缺陷的原因分析
如图6所示，折叠通道总成的安装应确保上折叠板的平面b和烟包输送压板的平面a与包装轮模盒的平面C在同一平面内。在调整拉线接头错位时，上、下折叠板会出现了一定角度的倾斜。这一倾斜使上折叠板工作面b不能与面 a、c处在同一平面内。当上折叠板里侧向下倾斜时，工作面b的外端有可能高出包装轮模盒的工作面c，当小盒烟包携带透明纸在上下折叠板之间完成“”形折叠进入包装轮时，“”形透明纸上表面的外侧就受到包装轮工作面c的阻挡作用，对小盒上表面透明纸产生反向转动力矩，使透明纸产生相反的方向滑移转动。当该力矩达到一定数值时，小盒上表面透明纸就会产生较大的滑移量，不但造成拉线接头反向错位，而且还引发透明纸褶皱和划伤。
3 拉线接头调整装置的改进
由以上缺陷原因分析可知：CH小盒透明纸包装机的透明纸拉线接头错位调整装置存在着一定的设计缺陷。一是原浮动下折叠板曲面设计易造成了调整装置对拉线接头错位的调整能力下降；二是倾斜角度过大时会对拉线接头错位产生一定负面作用，既不利于透明纸的折叠成型，又易造成小盒上下表面透明纸褶皱和划伤。针对这些缺陷，对拉线接头错位调整装置的改进如下：一是改进浮动下折叠板工作面，提高调整装置对拉线接头错位的调节能力；二是修整上折叠板相对包装轮模盒上工作面c的安装位置，消除包装轮模盒上工作面c对小盒透明纸包装的影响。 3.1 浮动下折叠板工作面的改进
由机器的工作原理可知下折叠板应满足三个工艺条件：一是应具有良好的展纸性能；二是与小盒初始接触的长度要尽可能的长；三是当小盒进入两折叠板后，下表面透明纸所受的阻碍力偶尽可能小。
从下折叠板应满足的三个工艺条件出发，如图7所示把其外缘曲面的直线部分由原来的25mm改为85mm，把其工作面由平面改为沿小盒运行方向上的倒三角形状，三角平面部分突出0.3mm，并把三角形的顶端加工为一个宽4mm的斜面。
改进后的浮动下折叠板边缘直线部分增加了60mm，这样下折叠板与小盒的初始接触长度增加了，对下表面透明纸产生的摩擦滑移转动力偶M2（见图4b）也随之增大，提高了浮动下折叠板纠正拉线接头错位的能力。而倒三角形状的工作面一方面可以满足了小盒透明纸的舒展空间需求，从根本上避免了透明纸褶皱；另一方面实现了小盒进入两折叠板后与浮动下折叠板较小的接触面积，保证下表面透明纸滑移转动所须克服的摩擦力偶M2′较小，更有利于撕带接头错位的调整。
3.2 折叠通道安装位置的修整
如图8所示，上折叠板1通过两固定折叠塊2安装在折叠通道安装架3上，折叠通道安装架3通过销轴、螺钉与固定板7相连接。为解决调整拉线接头错位所造成的工作面b的外端高出包装轮模盒上表面c的问题。通过对该部分结构分析可知：固定板7是通过定位块6安装在底座5上的，把定位块6长度缩短，上折叠板1就随之下移。
上折叠板安装位置修整时，只需将定位块6的长度缩短0.3mm，改变固定板7与底座5的相对安装位置，使上折叠板1的安装位置下移了0.3mm，这样上折叠板1的工作面b（见图6）就低于包装轮模盒上表面c（见图6）0.3mm。
上折叠板1下移0.3mm后，前面的上压板应等量下移0.3mm，同时为保证上压板与托烟板的距离为23.5mm（一个烟包的厚度）不变，托烟板也相应地下移0.3mm。
通过以上修整，小盒进入包装轮时，其上表面透明纸就不会再受包装轮模盒影响，从根本上消除了调整拉线接头错位所产生的负作用，避免了小盒上下表面透明纸因受力不均而产生的褶皱和划伤。
4 改进后的效果
拉线接头错位调整装置改进后，CH小盒透明纸包装机运行效果良好，拉线接头错位的纠正能力明显增强，而且还解决了小盒上下表面透明纸的褶皱问题。从质量检查、市场反馈及消费者反映来看，具有良好的效果。
在对拉线接头错位的调整时，上下折叠板的倾斜角度越小越好，如图9所示，经过实际测量在改进前折叠板的调整量为1.2mm，改进后折叠板的调整量仅为0.6mm。拉线接头错位的调整时，上下折叠板的倾斜程度明显减小了。
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.