CN113955258A - 一种烟草烟箱扎带自动切割装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种烟草烟箱扎带自动切割装置，包括机架、第一连接臂、第二连接臂、伸出气缸、铲板、切割电机、锯片、对拉预紧弹簧及控制器；第一连接臂安装于机架上，对拉预紧弹簧与第一连接臂连接，伸出气缸安装于第一连接臂上，伸出气缸的气缸杆与第一连接臂之间连接有第二连接臂，铲板安装在第二连接臂上端，在铲板内安装有切割电机，锯片安装于切割电机的输出轴上；控制器与伸出气缸及切割电机均电信号连接。本技术方案实现了纸箱扎带由人工切割到自动切割的目的，降低了操作工劳动强度，减少了安全隐患，提高了设备的自动化程度，结构简单，易于运输、安装、保养、维护，并适用于各类纸箱的扎带切割。
Description
技术领域
本发明属于烟草机械技术领域，具体涉及一种烟草烟箱扎带自动切割装置。
背景技术
目前，烟草制丝生产线上采用片烟作为原材料，使用纸箱包装片烟作叶组配方，片烟以烟垛的形式装在纸制烟箱中，经开箱机开箱，然后装入周转钢箱送入真空回潮进行回潮。
片烟烟包→物流输送→人工切割扎带→开箱机→真空回潮
烟箱周围被扎带捆扎，防止在运输过程变形或散落。在开箱机开箱前需要操作工用特制刀具对烟箱上的扎带进行切割。现有割扎带方式增加了现场操作人员的劳动强度且切割扎带时存在一定的安全隐患，并且不能适应自动化连续生产的需要。
发明内容
本发明的目的是提供一种烟草烟箱扎带自动切割装置，以解决现有割扎带方式增加了现场操作人员的劳动强度且切割扎带时存在一定的安全隐患，并且不能适应自动化连续生产的需要的问题。
为实现上述目的，本申请是通过以下技术方案实现的：
一种烟草烟箱扎带自动切割装置，包括机架、第一连接臂、第二连接臂、伸出气缸、铲板、切割电机、锯片、对拉预紧弹簧及控制器；
所述第一连接臂安装于机架上，所述对拉预紧弹簧与第一连接臂连接，伸出气缸安装于第一连接臂上，伸出气缸的气缸杆与第一连接臂之间连接有第二连接臂；
铲板安装在第二连接臂上端，在铲板内安装有切割电机，锯片安装于切割电机的输出轴上；控制器与伸出气缸及切割电机均电信号连接。
进一步的，所述第一连接臂为L型，包括横向臂和竖向臂，对拉预紧弹簧设置于第一连接臂的直角部与机架连接处。
进一步的，横向臂的另一端通过轴承与机架连接。
进一步的，在机架的上端与横向臂相对应处设置有行程开关，所述行程开关与所述控制器电信号连接。
进一步的，还包括光电开关，所述光电开关安装于物流通道上，所述光电开关与控制器电信号连接。
进一步的，铲板整体呈U型，在铲板的内侧板上安装有转接块，第二连接臂通过转接块与铲板连接，在铲板的外侧板上设置有凸出部，用于挑起扎带。
进一步的，锯片的外切线与铲板的外侧板的外表面在同一平面上或在外侧板的外面表面的略内侧。
本发明的有益效果是：
本技术方案实现了纸箱扎带由人工切割到自动切割的目的，降低了操作工劳动强度，减少了安全隐患，提高了设备的自动化程度，结构简单，易于运输、安装、保养、维护，并适用于各类纸箱的扎带切割。
附图说明
图1为本发明烟草烟箱扎带自动切割装置结构示意图；
图2为本发明烟草烟箱扎带自动切割装置另一角度示意图；
图3为本发明烟草烟箱扎带自动切割装置在物流通道的安装位置示意图。
附图标记说明
1、机架，2、行程开关，3、对拉预紧弹簧，4、轴承，5、第一连接臂，6、第二连接臂，7、伸出气缸，8、锯片，9、切割电机，10、铲板，11、内侧板，12、外侧板，13、凸出部，14、横向臂，15、竖向臂，16、光电开关，17、锟道，18扎带，19、烟箱，20、光电开关，100、烟草烟箱扎带自动切割装置。
具体实施方式
以下通过实施例来详细说明本发明的技术方案，以下的实施例仅是示例性的，仅能用来解释和说明本发明的技术方案，而不能解释为是对本发明技术方案的限制。
如图1和图2所示，本申请提供一种烟草烟箱扎带自动切割装置，包括机架1，本申请机架为框架结构，用于对烟草烟箱扎带自动切割装置100的支撑和定位，在本申请的其它实施例中，机架可以为其它结构，所有能够起到支撑和定位作用的均可以适用。
第一连接臂5为L型，由横向臂14和竖向臂15组成，本申请中的横向臂和竖向臂的长度相同，在第一连接臂的直角部(横向臂与竖向臂的连接处)的下方与机架通过两条弹簧对拉预紧，保持平衡静止状态，横向臂的另一端通过轴承4与机架1连接，保证第一连接臂能够相对机架进行有限的转动。
在第一连接臂的直角部的两侧设置有对拉预紧弹簧3，用于避免当烟箱19与铲板10接触产生的滑动摩擦力导致第一连接臂过度转动。
第二连接臂6的下端与横向臂14的端部铰接连接，伸出气缸7固定安装于竖向臂的上部，伸出气缸的气缸杆的轴线与地面或基座平行，气缸杆的端部与第二连接臂6的上部铰接连接。当气缸杆伸出或收缩时，第二连接臂与横向臂之间的夹角会发生相应的变化。
铲板10通过转接块及连接轴与第二连接臂的上端铰接连接，本申请的铲板呈U型，包括内侧板11(与第二连接臂相近的一侧板)、外侧板12(与纸相接触的一侧板)及连接内侧板和外侧板的连接板组成，在外侧板的端部设置有凸出部13，用于将纸箱扎带挑起。
切割电机9安装于铲板10内，切割电机的输出轴上安装有锯片8，在本申请中，锯片的外切线与铲板的外侧板的外表面在同一平面上或在外侧板的外表面的略内侧或在外侧板的外面表面的略内侧。
在与第一连接臂靠近直角部一侧的机架上连接行程开关2，当横向臂在转动情况下，转动过大，触碰到行程开关时，行程开关被启动，并将信号传递给控制器，控制器向停机报警装置发送停机信号。
在本实施例中，切割电机选用N5065无刷直流电机，空载转速6480-9600rpm，扭矩1.5-2N/m，具有扭矩大，铁损低，发热低，效率高等特点，在本申请的其它实施例中，根据需要可以选用其它型号的切割电机。
锯片采用直径为110mm的高速钢锯片，其特点是具有高强度、高耐磨性、高耐热性，能长久保持锋利。
本实施例的伸出气缸选用标准型CTSI系列气缸[CTSI-32x125-H-CB]。压缩空气根据现场情况调节，此处按照0.1MPa气缸产生80N的力。对拉预紧弹簧选用重载型AUW[AUW-D16-L150]，最大位移量35.5mm、最大负载195.15N、初始张力55.9N、弹簧常数等于3.92N/mm，弹簧的预紧拉力采用60N。
如图3所示，在物流通道的辊道中运行的烟箱走到既定位置时，经过光电开关16检测到位，光电开关16向控制器发送烟箱19到位信号，控制器控制切割电机旋转，伸出气缸启动，气缸杆伸出，铲板在气缸杆的推力的作用下压在烟箱上。此时，烟箱在辊道的作用下继续向前运行，烟箱与铲板之间有相对运动，此时，铲板与纸箱接触面发生滑动摩擦，铲板受到烟箱摩擦力的作用会产生力矩，使第一连接臂有旋转的趋势，由于气缸的压力只有80N，摩擦力产生的力矩被弹簧预拉力产生的力矩平衡，所以第一连接臂并不会旋转，压板也可以贴合在纸箱上面，不会影响切割扎带的效果，铲板的铲头会把扎带“挑”起来，在运动的过程中由切割电机带动锯片旋转，割断扎带。烟箱继续前进，退出既定位置时，另一个光电开关20发送烟箱移出信号给控制器，控制器控制切割电机停转，气缸收回，开始准备下一箱切割。在切割过程中，辊道电机一直保持旋转，烟箱在辊道上不需要停止。
当辊道上的光电开关误动作时，即切割装置误以为烟箱已经走到了既定位置，实则还未走到。此时伸出气缸会达到极限位置，且铲板并未压在烟箱上，在辊道的作用下，烟箱会继续向前。若第一连接臂和底座之间是刚性连接，烟箱运行中对第一连接臂的推力会使设备受到损坏，所以设计成柔性的。当烟箱向前时推动铲板时，对拉预紧弹簧拉力不足以抵抗烟箱的推力，第一连接臂旋转到一定角度后，触动行程开关，辊道停转，烟箱停止，从而起到保护扎带切割机的作用。在特殊情况出现时，扎带依然需要由人工切割。由操作工复位该装置后，可继续进入下一箱的自动切割。
烟箱在输送过程中箱皮会产生破损甚至破洞，如果铲板的铲头刚好铲进破洞里面，就会出现类似上述的情况，即烟箱会对铲头产生较大的推力，如果不即时停止，会对设备产生损害。所以由对拉预紧弹簧、行程开关、可以旋转的第一连接臂构成该装置的保护系统。
在本申请的一个实施例中，在切割过程中，烟箱和铲板发生滑动摩擦。压缩空气0.1MPa使气缸产生约80N的力施加给铲板，则铲板对烟箱的压力也为80N，根据常用摩擦系数对照表查得，金属与纸箱间动摩擦因数μ＝0.4，则f＝μN＝0.4×80N＝32N。
在水平面内进行受力分析：第一连接臂之所以静止不动，是由于弹簧拉力产生的力矩和摩擦力产生的力矩相等，即
则
弹簧预紧拉力为60N，设第一连接臂上弹簧受力点A的移动距离为a，弹簧常数为3.92N/mm，对两根弹簧共同的受力点A进行分析，由力的平衡方程易知：
即，压板受到纸箱摩擦力时，第一连接臂A点会产生3.19mm的位移，第一连接臂的旋转为
可以忽略不计，铲板和烟箱还是可以保持贴合状态，所以不会影响铲板“挑”扎带的效果。
以上为本发明较佳的实施方式，以上显示和描述了本发明的基本原理和本发明的优点，本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化以及改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内，本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (7)
1.一种烟草烟箱扎带自动切割装置，其特征在于，包括机架、第一连接臂、第二连接臂、伸出气缸、铲板、切割电机、锯片、对拉预紧弹簧及控制器；
所述第一连接臂安装于机架上，所述对拉预紧弹簧与第一连接臂连接，伸出气缸安装于第一连接臂上，伸出气缸的气缸杆与第一连接臂之间连接有第二连接臂；
铲板安装在第二连接臂上端，在铲板内安装有切割电机，锯片安装于切割电机的输出轴上；控制器与伸出气缸及切割电机均电信号连接。
2.根据权利要求1所述的烟草烟箱扎带自动切割装置，其特征在于，所述第一连接臂为L型，包括横向臂和竖向臂，对拉预紧弹簧设置于第一连接臂的直角部与机架连接处。
3.根据权利要求1所述的烟草烟箱扎带自动切割装置，其特征在于，横向臂的另一端通过轴承与机架连接。
4.根据权利要求1所述的烟草烟箱扎带自动切割装置，其特征在于，在机架的上端与横向臂相对应处设置有行程开关，所述行程开关与所述控制器电信号连接。
5.根据权利要求1所述的烟草烟箱扎带自动切割装置，其特征在于，还包括光电开关，所述光电开关安装于物流通道上，所述光电开关与控制器电信号连接。
6.根据权利要求1所述的烟草烟箱扎带自动切割装置，其特征在于，铲板整体呈U型，在铲板的内侧板上安装有转接块，第二连接臂通过转接块与铲板连接，在铲板的外侧板上设置有凸出部，用于挑起扎带。
7.根据权利要求6所述的烟草烟箱扎带自动切割装置，其特征在于，锯片的外切线与铲板的外侧板的外表面在同一平面上或在外侧板的外面表面的略内侧。
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