CN104709498A

CN104709498A - 一种用于烟支包装机的全排空和半排空装置

Info

Publication number: CN104709498A
Application number: CN201310722900.2A
Authority: CN
Inventors: 赵霙; 洪强; 邓超; 崔芃; 安飞; 陆迪; 刘汝强; 伊民; 孙梦迪
Original assignee: NINGBO SHENGHAN TOBACCO MACHINERY Co Ltd; SHANGHAI ZHONGCHEN TOBACCO MACHINERY PARTS Co Ltd; Shanghai Tobacco Group Co Ltd
Current assignee: NINGBO SHENGHAN TOBACCO MACHINERY Co Ltd; SHANGHAI ZHONGCHEN TOBACCO MACHINERY PARTS Co Ltd; Shanghai Tobacco Group Co Ltd
Priority date: 2013-12-17
Filing date: 2013-12-17
Publication date: 2015-06-17
Anticipated expiration: 2033-12-17
Also published as: CN104709498B

Abstract

本发明公开了一种用于烟支包装机的全排空和半排空装置，其包括全排空装置、半排空装置以及PLC，全排空装置包括烟支第一推进器主轴、第一齿轮、第二齿轮，第一齿轮通过第一离合器能够分合的与烟支第一推进器主轴相连，半排空装置包括驱动轴、第三齿轮、伺服电机、连接驱动轴和伺服电机的传动齿轮组、编码器，第三齿轮通过第二离合器能够分合的与驱动轴相连，PLC接收编码器所采集的驱动轴转速信号并控制伺服电机转速，该PLC还控制第一、第二、第三气缸的启闭及运行。本发明的应用减少了因停机超过设定时间后剔除的烟包，减少浪费，避免了巨大的人力、物力的投入。

Description

一种用于烟支包装机的全排空和半排空装置

技术领域

本发明涉及一种烟草包装机械，尤其是涉及一种用于烟支包装机的全排空和半排空装置。

背景技术

GDX2型小盒包装机是GDX2(ZB45)包装机组的主机，其功能是将烟库中的烟支按工艺要求整理成7－7－6排列的烟支组，然后用铝箔纸、内框纸和商标纸依次包装，形成合格的硬盒小烟包，并送至下游机进行透明纸小包包装。在生产中，GDX2型小盒包装机经常由于上游机停机或其它故障使包装机没有烟支，GDX2型小盒包装机也经常因为吃饭停机或下游机（4350）停机故障等待时间长。包装机在停机后再次开机时，机器会剔除因商标纸上的胶水干结（默认值90秒）、7号轮烟包输送通道上的烙铁长时间（720秒）烘烤使烟包变形的烟包。天津卷烟厂共有GDX2(ZB45)包装机组六台，每年因停机超过设定时间后剔除的烟包巨大，造成很大浪费。同时，在处理这些剔除的烟包时，也需投入了相应的人力，拆解这些烟包后，还需进行残烟处理和废弃的包装材料的处理工作，耗费了大量的人力、物力。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种用于烟支包装机的全排空和半排空装置，其结构简单、操作便捷。

为了解决上述技术问题，本发明包括全排空装置、半排空装置以及PLC，所述全排空装置和半排空装置均与包装机的主传动轴传动连接，所述全排空装置包括烟支第一推进器主轴、通过轴承套装在所述烟支第一推进器主轴上的第一齿轮以及与所述第一齿轮啮合且用于传递主传动轴动力的第二齿轮，所述第一齿轮通过第一离合器能够分合的与所述烟支第一推进器主轴相连，所述第一离合器由第一气缸驱动，所述烟支第一推进器主轴端部固接有一制动盘，所述制动盘一侧设有与其相配合的制动块，所述制动块由第二气缸驱动；所述半排空装置包括用于驱动包装机烟包调整轮、干燥轮、烟包输出轮的驱动轴、用于传递主传动轴动力且通过轴承套装在所述驱动轴上的第三齿轮、伺服电机、用于传动连接所述驱动轴和伺服电机的传动齿轮组以及用于采集所述驱动轴转速信号且安装在该驱动轴端部的编码器，所述第三齿轮通过第二离合器能够分合的与所述驱动轴相连，所述第二离合器由第三气缸驱动；所述PLC接收编码器所采集的驱动轴转速信号并控制所述伺服电机转速，该PLC还控制所述第一、第二、第三气缸的启闭及运行。

所述第一离合器/第二离合器采用牙嵌式离合器，该第一离合器/第二离合器中有两个离合板，其中一个离合板与所述第一齿轮/第三齿轮的端面固接，另一个离合板通过花键与所述烟支第一推进器主轴/驱动轴固接且该离合板还通过连杆与所述第一气缸/第三气缸连接，所述连杆一端形成有一半圆槽，另一端与第一气缸/第三气缸输出端固接，所述半圆槽的两个端部分别设有一滑块，两个所述滑块能够滑动地插装在对应离合板周向形成的环形滑槽内。

本发明的有益效果为：

1、本发明的应用减少了因停机超过设定时间后剔除的烟包，减少了浪费。同时，避免了以往处理这些剔除的烟包时，也需投入了相应的人力，拆解这些烟包后，还需进行残烟处理和废弃的包装材料的处理工作，本发明减少了巨大的人力、物力投入。

2、本发明创造的价值：以GDX2（ZB45）包装机组为例，分析得出GDX2(ZB45)包装机年损耗约为单班374盒×3班×6台×220天＝1374120万包，按照每盒4.5元出厂价格计算：4.5元×1374120＝618.354万元。本发明可以将上述损耗节约。

3、通过进行GDX2型小盒包装机自动排空装置设计，根据设备实际情况可通过离合器切换来实现主机各功能部件的独立驱动，消除因剔除烟包造成的成本消耗。实现该装置在烟草行业GDX2型小盒包装机领域内技术首创和率先应用。

附图说明

图1为GDX2型小盒包装机工艺流程图；

图2为本发明中全排空装置的立体结构示意图；

图3为本发明中全排空装置的主视结构示意图；

图4为本发明中半排空装置的立体结构示意图；

图5为本发明中半排空装置的主视结构示意图；

图6为本发明中主传动路线图；

图7为图6中主传动路线的表达式框图；

图8为本发明中左机座及3、4号轮部件的传动路线图；

图9为图8中传动路线的表达式框图；

图10为本发明中PLC的控制程序图。

具体实施方式

为便于对本发明的理解，现结合图1对GDX2型小盒包装机的工艺流程作以下说明：

其中，图1中1.烟库2.烟支搅动辊3.模盒输送带4.下烟道5.菱形块6.烟支交接轮（1号轮）7.铝箔块8.铝箔纸包装轮（2号轮）9.3号轮10.4号轮11.铝箔纸供给系统12.商标纸侧边上胶器13.商标纸盖子内端上胶器14.商标纸库15.商标纸16.商标纸码放输送带17.烟包调整轮（6号轮）18.干燥轮（7号轮）19.烟包输出轮（8号轮）20.商标纸包装轮（5号轮）21.卷筒铝箔纸

GDX2型小盒包装机主传动是通过模盒输送带和8个作间歇转动的包装轮完成的。硬盒小包制作过程是依靠各包装轮在不同工位时序、周期内完成特定的工作要求，来实现对烟支组的包装。其中机器生产所需的物料，分四条线供给，各供给线在规定的工位，按先后顺序供入机器。该机硬盒小包的成形过程划按物料供给的先后顺序和各个包装轮的特点分为八个阶段，其工艺流程见图1，具体如下：

1、烟支组成形：由烟库推烟排分别将7、7、6三组烟支推入模盒输送带对应模盒中，最终形成由20支烟组成的烟组。

2、烟支组检测与剔除：通过检测器检测烟支组是否有缺支、残支、缺嘴和空头等不合格品存在，对于不合格的烟支组，在相应工位进行剔除，避免不合格品进入下步工序。合格的烟支组由烟支组推进器将其推入1号轮模盒中。

3、铝箔纸包装与剔除：铝箔纸包装由铝箔纸包装轮进行包装。烟支组和铝箔纸进入2号轮，完成铝箔纸对烟支的“U’形包裹。烟包随2号轮依次经过折叠工位后，完成铝箔纸各边的折叠，形成铝箔纸烟包。3号轮检测铝箔纸烟包是否为合格品，并将不合格品进行剔除。合格烟包输出后进入4号轮。

4、内框纸成形：内框纸成形由4号轮完成。内框纸供给系统将已切好的内框纸输入4号轮最前工位（工位Ⅶ），并压制成“U”形。

5、商标纸包装：商标纸包装由5号轮完成。包装有铝箔纸和内框纸的烟包携商标纸进入5号轮依次经过各工位基本完成商标纸各边的折叠，形成烟包。进入6号轮夹烟包模盒，完成商标纸的全部包装。

6、成形检测与位置调整：烟包由5号轮工位Ⅶ夹烟包模盒进入6号轮，完成商标纸的全部包装。烟包经过6号轮的七个工位，调整烟包的状态，为烟包进入7号轮干燥定型作准备。同时在6号轮的工位Ⅲ剔除缺内衬纸和商标纸的烟包。

7、烟包的干燥定型：烟包的干燥定型由7号轮完成。经过27个工位的加热干燥后，进入8号轮。在传送过程中，加热器使涂胶的烟包侧面粘贴牢固防止了烟包的开胶变形。

8、烟包的输出：烟包的输出，由8号轮完成。随8号轮转动，剔除变形烟包或未粘合住的烟包、内框纸有拼接头的烟包和长时间停机的烟包。将合格烟包以侧立状态推入机组烟包通道。

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：

如图2至图5及图10所示，本发明的一种用于烟支包装机的全排空和半排空装置包括全排空装置、半排空装置以及PLC（图中未示），所述全排空装置和半排空装置均与包装机的主传动轴传动连接，所述全排空装置包括烟支第一推进器主轴I₅、通过轴承套装在所述烟支第一推进器主轴I₅上的第一齿轮Z₉以及与所述第一齿轮Z₉啮合且用于传递主传动轴动力的第二齿轮Z₈，所述第一齿轮Z₉通过第一离合器101能够分合的与所述烟支第一推进器主轴I₅相连，所述第一离合器101由第一气缸102驱动，所述烟支第一推进器主轴I₅端部固接有一制动盘103，所述制动盘103一侧设有与其相配合的制动块104，所述制动块104由第二气缸105驱动；所述半排空装置包括用于驱动包装机烟包调整轮（6号轮）、干燥轮（7号轮）、烟包输出轮（8号轮）的驱动轴I₆、用于传递主传动轴动力且通过轴承套装在所述驱动轴I₆上的第三齿轮Z₁₁、伺服电机201、用于传动连接所述驱动轴I₆和伺服电机201的传动齿轮组202以及用于采集所述驱动轴I₆转速信号且安装在该驱动轴I₆端部的编码器203，所述第三齿轮Z₁₁通过第二离合器204能够分合的与所述驱动轴I₆相连，所述第二离合器204由第三气缸205驱动；所述PLC接收编码器203所采集的驱动轴I₆转速信号并控制所述伺服电机201转速，该PLC还控制所述第一、第二、第三气缸102、105、205的启闭及运行。

所述第一离合器101采用牙嵌式离合器，该第一离合器101中有两个离合板，其中一个离合板与所述第一齿轮Z₉的端面固接，另一个离合板通过花键与所述烟支第一推进器主轴I5固接且该离合板还通过连杆301与所述第一气缸102连接，所述连杆301一端形成有一半圆槽，另一端与第一气缸102输出端固接，所述半圆槽的两个端部分别设有一滑块，两个所述滑块能够滑动地插装在对应离合板周向形成的环形滑槽内。

所述第二离合器204采用牙嵌式离合器，该第二离合器204中有两个离合板，其中一个离合板与所述第三齿轮Z₁₁的端面固接，另一个离合板通过花键与所述驱动轴I₆固接且该离合板还通过连杆301与所述第三气缸205连接，所述连杆301一端形成有一半圆槽，另一端与第三气缸205输出端固接，所述半圆槽的两个端部分别设有一滑块，两个所述滑块能够滑动地插装在对应离合板周向形成的环形滑槽内。

现结合图2、图3、图6和图7对全排空装置作进一步详细的说明：

当GDX2机组更换牌号或试制新产品，或因吃饭、交接班等原因停止生产时，包装机运行全排空模式。当接到电信号后，包装机低速（150转/分钟）运行，运行至固定相位（推烟板回退位置）换向阀工作，第一气缸102和第二气缸105同时运动，第二气缸105将第一离合器101拉动，将啮合在一起的第一齿轮Z₉和第二齿轮Z₈轮脱开，这时烟支第一推进器主轴I₅因无动力传递而停止旋转，为了防止烟支第一推进器主轴I₅失去动力后自由转动，在烟支第一推进器主轴I₅外端设计制动盘103，第一气缸102工作推动制动块104锁住制动盘103，烟支第一推进器主轴I₅不会自由转动。通过主传动表达式（图7所示）可以看出，由于烟支第一推进器主轴I₅传动链停止，使得凸轮T₁₁停止，烟支第一推进器停止运动，从而烟库内烟支停供。当按动主机启动按钮，图6中除烟支第一推进器主轴I₅传动链以外，各传动链均正常运转，从而实现将1号轮至8号轮模盒内的烟包全部排空。包装机按照原速度将包装机上的所有烟包排空进入下游机。运行35秒后离合器自动复位，等待设备重新启动。上述是手动模式实现包装机的全排空，除此之外，还可以设置自动模式实现包装机的全排空。当上游机故障使得GD-X2无法继续生产时，通过PLC设定延时30-40秒，之后自动运行手动模式的全排空操作即可。

现结合图4、图5、图8和图9对半排空装置作进一步详细的说明：

本方案以手动动模式实现烟包的半排空，便于包装机右机身生产中出现各个故障，如；更换铝箔纸切刀；维修1号轮、2号轮、四十模盒等等，以及商标纸输送装置维修，内框纸切刀更换及维修等等。

GD-X2包装机烟包输送带的驱动是由GD-X2主机主传动传递而来。当机器启动半排空装置时，这时的GD-X2主机传动箱处于停止状态，无法为烟包输送带的驱动提供动力，也就无法将烟包输出。为解决此问题，特将烟包输送带的驱动方式改为独立的伺服电机201驱动，替代原有的由主机主传动通过联轴器来传动驱动力。改造后的烟包输送带驱动装置的伺服电机201由编码器203控制，编码器203采集的信号为6、7、8号轮驱动轴I₆的转速，这样就保证了在机车正常运行模式和启动半排空模式的情况下，烟包输送带的转速都能和机车运行转速相匹配。

工作原理：当包装机运行半排空模式时，第二离合器204将设备原啮合齿轮（第三齿轮Z11）与包装机左机身传动链脱开，半排空装置的伺服电机201运行，驱动驱动轴I₆旋转。包装机主机整个传动链处于停止状态，只有驱动轴I₆在半排空伺服电机201的驱动下旋转，从图9表达式中看出，驱动轴I₆旋转可带动6、7、8号轮传动箱，从而使6、7、8号轮运转，将6、7、8号轮模盒中的烟包全部排出，实现半排空的功能。当半排空完成后，第二离合器204自动将6、7、8号轮的驱动轴I₆与主传动复位复位，将半排空开关搬动至生产位置即可开始正常生产等待状态。

本发明创造价值，以GDX2（ZB45）包装机组为例：

分析得出烟包剔除数包含正常剔除，分析得出GDX2(ZB45)包装机年损耗约为单班374盒×3班×6台×220天＝1374120万包，按照每盒4.5元出厂价格计算：4.5元×1374120＝618.354万元。安装本发明的排空装置后，上述损耗均可避免。

综上所述，本发明的内容并不局限在上述的实施例中，本领域的技术人员可以在本发明的技术指导思想之内提出其他的实施例，但这些实施例都包括在本发明的范围之内。

Claims

1.一种用于烟支包装机的全排空和半排空装置，其特征在于：包括全排空装置、半排空装置以及PLC，所述全排空装置和半排空装置均与包装机的主传动轴传动连接，所述全排空装置包括烟支第一推进器主轴（I₅）、通过轴承套装在所述烟支第一推进器主轴（I₅）上的第一齿轮（Z₉）以及与所述第一齿轮（Z₉）啮合且用于传递主传动轴动力的第二齿轮（Z₈），所述第一齿轮（Z₉）通过第一离合器（101）能够分合的与所述烟支第一推进器主轴（I₅）相连，所述第一离合器（101）由第一气缸（102）驱动，所述烟支第一推进器主轴（I₅）端部固接有一制动盘（103），所述制动盘（103）一侧设有与其相配合的制动块（104），所述制动块（104）由第二气缸（105）驱动；所述半排空装置包括用于驱动包装机烟包调整轮、干燥轮、烟包输出轮的驱动轴（I₆）、用于传递主传动轴动力且通过轴承套装在所述驱动轴（I₆）上的第三齿轮（Z₁₁）、伺服电机（201）、用于传动连接所述驱动轴（I₆）和伺服电机（201）的传动齿轮组（202）以及用于采集所述驱动轴（I₆）转速信号且安装在该驱动轴（I₆）端部的编码器（203），所述第三齿轮（Z₁₁）通过第二离合器（204）能够分合的与所述驱动轴（I₆）相连，所述第二离合器（204）由第三气缸（205）驱动；所述PLC接收编码器（203）所采集的驱动轴（I₆）转速信号并控制所述伺服电机（201）转速，该PLC还控制所述第一、第二、第三气缸（102、105、205）的启闭及运行。

2.按照权利要求1所述的一种用于烟支包装机的全排空和半排空装置，其特征在于：所述第一离合器（101）/第二离合器（204）采用牙嵌式离合器，该第一离合器（101）/第二离合器（204）中有两个离合板，其中一个离合板与所述第一齿轮（Z₉）/第三齿轮（Z₁₁）的端面固接，另一个离合板通过花键与所述烟支第一推进器主轴（I₅）/驱动轴（I₆）固接且该离合板还通过连杆（301）与所述第一气缸（102）/第三气缸（205）连接，所述连杆（301）一端形成有一半圆槽，另一端与第一气缸（102）/第三气缸（205）输出端固接，所述半圆槽的两个端部分别设有一滑块，两个所述滑块能够滑动地插装在对应离合板周向形成的环形滑槽内。