【摘要】：针对上游主机通过高架输送通道过来的不方正烟包，进入YB55小盒透明包装机后，频繁出现挤烟包的现象，多次挤烟导致小盒透明机链轮上曲柄轴的断裂，维修过程中需要拆装零件非常复杂，维修时间长达360分钟，严重影响设备有效作业率。因此，在YB55小盒透明包装机烟包输送入口处增加自动检测装置。当上游合格烟包顺利通过自动检测装置时，烟包触碰缓冲挡板后进行柔性掉头进入下游机内。当异常烟包触动检测时，使正常运转的设备提前停机，保障了产品质量，减少维修费用，节约维修时间，减轻了劳动强度，提高了设备的有效作业率，为预知预防维修打下良好的基础。

【关键词】：YB55小盒透明包装机 自动检测 挤烟

1 烟包输入部分的工作原理

烟包输入部分主要由压紧装置、提升器、入口推包装置、同步输送带装置、勾形推包装置组成。YB45包装主机生产出的烟包，通过高架输送通道到达YB55小盒透明包装机入口，经过压紧装置输送，进入提升器，由入口尼龙推包板将其推入横向同步输送带上，最后由勾形推包杆推入包装成形轮的包装槽内，进行小盒透明的包装见图1。

2 故障现象

生产实践中，上游主机输送过来的不方正烟包，进入YB55小盒透明包装机后，频繁出现挤烟包的现象，多次挤烟将会导致小盒透明机链轮上曲柄轴的断裂。

维修过程中需要拆卸、更换销钉、链轮轴等多种零件，尤其在更换时需要经过绞孔、配置销钉多道工序，其调整精度要求高，维修时间长达360分钟，严重影响设备有效作业率。

3 改进设想

3.1 机械改进设想

通过对YB55小盒透明包装机提升转向入口的原理，以及电气控制方面造成的故障原因进行分析，认为上述原因都是不可控的，因此产生增加活动检测装置的想法。

在烟包输送到位入口增加一套具有相对运动的自动检测装置。根据烟包宽度53mm、厚度23.5mm进行设计，设定传感器与检测点的有效检测距离为0.5mm。自动检测装置由限位块、固定支座、弹簧、螺钉、检测组成，限位块与固定支座有相对运动，提前对小盒不方正烟包和输送不到位烟包，向上提升前触动检测，做到提前停机，有效预防设备故障，很好做到预防维修见图2。

3.2电气改进设想

为了避免不方正烟包进入YB55小盒透明包装机内，设想安装1个检测和1个电磁换向阀，实现检测活动限位块的变化以及控制电磁阀吹风通断。

改造设想：YB55小盒透明包装机入口上方安装自动检测装置，通过检测活动限位块的上下运动，检测上游主机输送过来的烟包是否方正，触发设备停开机。

4 改进措施

4.1自动检测装置

自动检测装置主要有固定座、活动限位块、压簧、支架、检测、连接螺钉、传感器线路连接、自动检测装置监测点高低位置的调整八部分组成。

（1）限位块固定座设计：根据YB55小盒透明包装机烟包输送入口提升转向部位有限空间，设计加工限位块固定座，材料选用45#钢，调质处理。限位块固定座形状为框架型，成阶梯状。两侧有固定孔1，孔为通孔，孔的大小为6mm，由两个规格型号为M6*15mm和M6*20mm的螺钉穿过，固定在设备上。固定座上层中间横向有三个通孔，纵向有两个螺纹孔。螺钉穿于横向中间部位的孔2，连接活动限位块，活动限位块加入弹簧的两个轴，穿于大小为7mm的通孔3内，纵向螺纹孔为M4用于固定检测支架见图3。

（2）活动限位块设计：依据限位块固定底座，设计活动限位块，因为两个零件存在相互运动，要确保活动限位块上下运动顺利，进行间隙配合，加工材料选用45#钢，调质处理。活动限位块，形状为长方体，长方体中间靠边有两根光轴，两根轴中间有一个螺纹孔。两根轴和长方体正好穿于框型限位块固定座内。活动限位块与框型限位块固定座之间由规格型号为M6*20mm螺钉连接固定见图4。

（3）压紧弹簧选择：YB45包装机生产出的烟包，通过高架输送通道纵向输送到自动检测装置下方，合格烟包进入，而不合格的烟包将会在检测装置下方触动活动限位块，使其克服上方两个弹簧的弹力，触发检测，实现停机。由此看出弹簧的重要性，因此弹簧选材时必须考虑到弹簧材料的良好韧性，能够准确触发检测。所以，通过现场实验法，我们测出设备正常运转时，不合格烟包触发自动检测推力为3Kg，而机器位于高速运转时烟包的推力为4.5Kg。

活动限位块作用依靠套在两轴上的弹簧与限位块固定座螺钉连接来实现的，根据烟包宽度53mm、厚度23.5mm进行设计，通过螺钉调整活动限位块与输送带上烟包的间隙，设定传感器与检测点的有效检测距离调整为2mm。

根据压紧弹簧应力符合向上运动要求，选择线径1mm，内径8mm，外径10mm，高16mm的标准压紧弹簧，弹簧材质中碳结构钢为60Si2MnA，具有较高强度和良好的塑性，能够确保活动限位块在保持高度位置同时，不方正的烟包经过时，能够克服弹簧的压力，触发自动检测装置，设备停机见图5。

（4）传感器支架设计：为了保证检测灵敏度，设计加工出固定传感器的支架，提高检测的稳定性。固定支架选用材质为Cr18Ni9不锈钢，加工成Z形状，一端有两个4mm孔，与限位块固定座上的两个螺丝孔连接，另一端有一个固定传感器检测头的10mm的孔见图6。

（5）检测选用：YB55包装机烟包输送入口提升转向处需要设计安装一个传感器，不合格烟包通过这一装置时，会触动活动限位块，限位块触动后，传感器感应停机。

这一检测接通电源后，在开关的感应面将产生一个交变磁场，当检查点的金属物体接近此感应面时，金属中则产生涡流而吸取了振荡器的能量，使振荡器输出幅度线性衰减，然后根据衰减量的变化来完成检测物体的目的。

（6）连接螺钉：自动检测装置中一共五个螺钉，分别完成自动检测的固定、检测支架固定以及检测头的固定。其中一个螺钉为连接螺钉，加工成半螺纹丝扣，用于连接活动块与固定座的桥梁，也是检测感应的金属部位，其余为全螺纹螺钉。材质为45#钢，淬火+高温回火进行热处理。

（7）传感器的线路连接；信号的引出方法采取有线连接，将传感器3S888的电源线一根线接在450接线端，另一根线接到451处，第三根线信号输出线连接到475处，与小盒透明包装机过载离合的输出信号并联。当烟包发生挤烟时，自动检测装置感应到检测器3S888，N8的2号脚有高电平输入，则发生设备停机，OPC 显示CH传送链扭矩离合器信息，取走堵塞的烟包后复位故障消除见图7。

（8）自动检测装置监测点高低位置调整：为了确保设计有效，通过活动限位块高低调整螺丝，首先调整活动限位块与烟包表面高度间隙为23.5mm，其次调整传感器与螺钉检测点的有效检测距离为0.5mm，当不合格烟包到达自动检测装置下方时，触动活动限位块，使设备停机见图8、见图9。

参考文献

[1]黄德良.《ZB45型包装机组》.第一版.北京： 中国科学技术出版社，2001.107-142

[2]ZB45硬盒包装机组立体图册.上海：上海烟草机械有限责任公司，1997

[3]贺凤宝.《机械设计基础》.第二版.北京：中国计量出版社，2002