一种小包香烟在线存储器设备设计

一种小包香烟在线存储器设备设计

黄敬贵，魏江宁，肖东滨

(江西中烟工业有限责任公司赣州卷烟厂，江西 南昌 330096)

摘要：针对目前卷烟生产过程中更换材料时产生堵烟、缺烟等问题，设计了一种烟包在线缓存设备。首先说明设备特点及技术规格，其次确定设备总体结构与外形尺寸，再次介绍设备装卸烟工作流程。通过对烟包的存放，提高了生产线的自动化程度，最终实现降低停机率、提高工作效率、降低消耗、减轻操作劳动强度的目的。

关键词：烟包；缓存设备；总体方案；工作流程；特点；工作效率

随着设备管理理念的不断更新，尤其是通过对传统装备的技术改造，使企业意识到设备改进的重要性。现代化卷烟生产过程中，香烟制作机械化、自动化程度较高，技术成熟，结构紧凑，输送速度比较快，需要流水生产线不间断运转，以便更快、更多地生产出香烟。然而传统的香烟生产线没有配备小包缓存设备，卷接包机材料用完以后需要更换材料，从而造成条包包装机无烟可包，若不及时处理就会使后面工位出现停机状况，严重时会导致整条线路停止运转；当条包包装材料用完以后，也需要停机更换材料，这时就会造成堵烟现象，影响正常生产，降低工作效率[1-3]。因此设计一种临时存储小包香烟的设备，附加在传输导轨上，可大大降低生产线的停机率，提高主设备有效作业率[4]。

1 设备特点与技术规格

小包香烟在线存储器设备应具有以下特点：

1)储烟量大。储烟容量大小与设备有效作业率直接相关，是衡量小包存储装置最关键的指标。目前国外生产的小包存储装置容量为1 500包，本文所设计的小包存储装置达到1 944包，比国外同类产品的储烟容量高出30%。

2)外观整洁大方，空间利用率高。小包存储装置虽然容量大，但占地面积并没有增加。由于采用了独特的立式造型设计，结构紧凑，不占用过多空间，对现场环境要求不高，容易部署。储烟栅格采用全铝合金设计，质量小、整洁美观、防腐防锈[5]。

3)双保险安全设计。本着以人为本的设计理念，把操作工的人身安全放在了首位，在机器内设计了2道安全屏障：第1道，光电光栅感应有外物进入时，整台机械就会自动停止运转；第2道，当外物在机器内部受到挤压，超过初始设计的安全值时，整台机器也会停止运转。这样可以全方位有效确保操作工的人身安全。充分考虑烟包的安全存放问题，在夹放烟部件中增加了弹簧、旋转板等部件，避免对烟包的意外损伤。

4)性能可靠、噪声低。电机、气缸等外购件质量可靠性高，确保性能稳定。同时传动采用同步带柔性设计，消除不必要的噪声。

5)操作维护方便、快捷。整机采用模块化设计，易于拆卸维护。

小包存储装置储烟速度大于等于500包/min，储烟容量为1 944包，占地面积小，功耗低，且适用范围较广。表1为小包存储装置主要技术规格。

表1 小包存储装置主要技术规格

序号项目指标1储烟速度/(包·min-1)≥5002储烟容量/包19443外观尺寸(长×宽×高)/mm2190×1080×24554整机质量/kg3005整机功耗/kW≤56适用范围GD包装机,要求传输导轨周边留有一定空间

2 设备总体结构与外形尺寸

2.1 设备总体结构

小包存储器主要包括6个部分：储烟罐、入口挡板、出口挡板、夹烟装置、装卸烟导轨和光电开关。储烟罐可容纳约2 000包烟，光电开关安装在跑道边，感应小包是否在位以及具体位置，装卸烟导轨安装在跑道导轨侧边，方便储烟罐与跑道之间的烟包导入和卸出。系统结构原理简图如图1所示。

图1 系统结构原理图

图2所示为小包存储器结构示意图，箱体1通过支撑架2与底座3连接。图3所示为链条组结构示意图，带传动机构的链条组6安装在箱体1内，其截面为“0”型，外形与箱体1的椭圆形左右端面相对应，外侧设有多组径向发散的格栅板5，格栅板5的外周设有格栅挡板4，格栅挡板4与相邻的两片格栅板5组成一个存储单元，所有的存储单元组成储烟罐。图4所示为烟包进出存储器示意图，箱体1下端面上设有横向延伸的第一开口，开口下方安装传送带12，储烟挡板4的下端与第一开口对应位置设有第二开口，传送带12通过支架与气缸9连接，气缸9的轴销上设有旋转板7，传送带12为储烟罐输送烟包13。图中8为轴销、10为铰链、11为烟包传送跑道。

图2 小包存储器结构示意图 图3 链条组结构示意图

2.2 设备外形尺寸

小包存储器外形尺寸如图5所示，共有格栅108个，每格储存18包烟，可存储1 944包烟。该存储器可为卷烟生产线争取4～5min的缓冲时间，避免流水生产线因更换材料而出现堵烟和停工等问题，维持生产流水线持续运转，提升设备有效作业率，减少损失，创造价值。

图4 烟包进出存储烟器示意图

图5 小包存储器外形尺寸

3 设备装卸烟工作流程

控制装置由伺服电机、气动系统、光电开关、接近开关和可编程控制器组成。小包存储器工作时，通过光电开关检测传送带上的烟包是否堵塞，当烟包堵塞时，气缸9带着旋转板7转动沿着铰链10向上转动一定角度，气缸9使旋转板7一端略高于格栅挡板开口(避免格栅挡板开口卡堵烟包)，进行储烟动作，传送带12将烟包13输送到格栅板5间的存储单元中，存储单元存满烟包后，传动机构在控制系统的操控下带动链条组6转动，将烟包13送入储烟罐中。这样就解决了生产线上烟包堵塞问题，保证了前后工位的正常工作。

生产线上的烟包过少也会影响其正常工作，从而影响了各个工位的正常运转，导致工作效率下降。这时就需要小包存储器进行卸烟动作。卸烟时，气缸9回缩并带动旋转板7向下旋转一定角度，使得旋转板7一端略低于格栅开口(烟包卸载不至于卡堵在旋转板7处)。链条组6的反方向转动将存储单元内的烟包13放到传送带12上，输送到下游机，以便于存储器的放烟动作正常进行，整个程序通过电控系统控制完成。

4 结束语

本文给出的小包存储器作为一种烟包在线缓存设备，为下游设备在短暂故障时能持续运行提供了一种新的解决方法。通过相关试验的验证，该装置可以通过对烟包的存、放来提高生产线的自动化程度。研究结果对包装设备的生产运行有一定的指导作用。但是，由于条件限制，目前的研究工作仅通过试验验证了方案的可行性，产品还未形成系列化，要真正在实践中体现其价值，还需要在后续工作中对产品外形尺寸作进一步的调整和改进，以便实现和上、下游设备在整体布局上的完美对接。

参考文献：

[1] 赵元昌.浅谈降低设备停机率的有效途径[J].酒钢科技,2011(3):84-85.

[2] 侯金华.实施设备“零故障”管理降低设备停机率[J].设备管理与维修,2007(8):4-5.

[3] 赵紫成,杜东升.一种实用新型侧整形滑块驱动机构的应用[J].科技与企业,2014(16):447.

[4] 喻树洪,解建斌，何建军，等.烟机设备修理(包装)专业知识[M].郑州：河南科学技术出版社，2013.

[5] 滕宏胤,冯春荣,李波.扭矩防滑链轮装置[J].宝钢技术,2014(3):34.

[6] 韩伟.提高穿梭车定位准确性[J].中国新通信,2014(3):51-52.

Design of an online memory device for cigarette package

HUANG Jinggui, WEI Jiangning, XIAO Dongbin

(Ganzhou Cigarette Factory of Jiangxi China Tobacco Industry Co.,Ltd., Jiangxi Nanchang, 330096, China)

Abstract：Aiming at the cigarette blocking and lacking during the process of the replacing materials for cigarette production, it designs an online memory device for cigarette package. It illustrates the equipment characteristics and technical specifications, determines the overall structure of the equipment, shows the detail about the working process of equipment loading and unloading. The application of the cigarette package shows that the system improves automation degree of the production line and the working efficiency, reduces the consumption and the labor intensity of operation.

Key words：cigarette package; cache device; overall structure; working process; features; working efficiency

DOI：10.3969/j.issn.2095-509X.2017.03.015

收稿日期：2017-01-13

作者简介：黄敬贵(1969—)，男，江西兴国人，江西中烟工业有限责任公司赣州卷烟厂工程师，主要从事设备管理、工程技术改造及在线检测设备的管理维护工作。

中图分类号：TH112

文献标识码：A

文章编号：2095-509X(2017)03-0076-03