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摘要：FOCKE350S包装机组是湖北中烟工业有限责任公司恩施卷烟厂20世纪90年代从德国引进的一种卷烟包装设备。由于该机组模轮盘上活动夹持架模盒的原因，在商标纸折叠成型过程中，经常出现商标纸包装不规则，小盒侧面斜缝露白等严重质量缺陷。同时,活动夹持架结构复杂，在生产运行中，动作频繁，零配件使用周期短，维修费用高。通过对模轮盘结构进行分析，决定设计一种具有夹持架功能的固定式夹持架模盒，同时对夹持架上护板也作相应的改进设计。通过重新设计后的模轮盘的结构简单、维修保养方便，经实践应用达到了减轻操作人员的劳动量、节约了设备维护费用、降低了故障停机率、提高了硬盒包装质量和设备有效作业率。
关键词：包装机；活动式夹持架；固定式夹持架模盒
中图分类号：TB486 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2012）23-0050-03
FOCKE350S包装机组具有包装质量良好、性能稳定、运行速度快、自动化程度高等优点，是目前我国卷烟包装设备的主流机型。但随着消费者对产品质量要求的越来越高，设备原有的一些装置已不能满足产品质量的工艺要求。其中模轮盘上模盒的活动夹持架结构复杂，不利于维修调整，在生产运行中经常出现活动夹持架夹持商标纸松紧不一，烟包成型差，护板上经常有刮胶现象，设备故障率高。在维护调整过程中，造成反复停机影响设备正常运行。由此所产生的质量问题，经常要对设备进行维修调整，严重时生产的产品要做报废处理，增加原辅材料的消耗。针对此况，决定通过设计改造解决这个问题。
1 现状调查及原设计缺陷分析
①模轮盘模盒，用于小盒的夹持定位和折叠成型，防止小盒在输送和折叠过程中的移位。模轮盘有八个模盒（14、15）每个模盒的夹持架（9、17）末端都有一对滚动轴承（12），相邻两个模盒的相邻夹持架都用弹簧（4）相连，不仅轴承和弹簧的数量多，而且又都处于模轮盘下部不易操作的位置，所以在更换轴承或弹簧时必须拆下模轮盘，在拆卸模轮盘时由于相邻机构阻挡因素，必须对涉及到相关的部件进行拆卸，换好轴承或弹簧后又要对模轮盘进行装配调整，装配比拆卸模轮盘时更费时，维修时间长，从而降低了设备的效率，其结构如图1所示。
②FOCKE350S包装机在高速运行时，模轮盘上的活动夹持架被频繁打开和闭合，完成商标纸夹持、折叠成型和释放，经过长时间运行后，活动夹持架上的拉簧就会变形或折断，相邻两个活动夹持架的开口就会变大，活动夹持架就不能准确的夹持和支撑商标纸，由于活动夹持架开口变大而模盒的尺寸不变，所以当模轮盘转到第三工位时由曲柄滑块机构推动铝箔纸烟包进入模盒的过程中，铝箔纸烟包上部的白卡纸就会撞在夹持架所夹持的商标纸长内侧斜片的斜缝上，或插入商标纸长内侧斜片的外侧，这样就会导致了白卡纸歪斜或白卡纸在模盒内的位置不准确，由于白卡纸的支撑，在模轮盘旋转包装硬盒商标纸的过程中，就会导致硬小盒包装不规则、小盒侧边缝隙露白的现象。
③当活动夹持架的轴承损坏或缓冲块磨损，活动夹持架的开口就会变小，活动夹持架上的护板嵌入模盒内的长度就会增大，商标纸拍插板在模轮盘上第一工位拍压商标纸时，就会有护板的前端划破商标纸的现象，同时，当模轮盘转到第三工位时铝箔纸烟包在曲柄滑块机构的推动下推入模盒的过程中就会受到一定的阻力，使铝箔纸烟包上的白卡纸进入模盒时困难，造成白卡纸在模盒中位置不准确，在白卡纸压模器的拍压下白卡纸被压坏或压模器没压住白卡纸而产生飞白卡纸现象，活动夹持架的开口变小，活动夹持架之间的尺寸小于模盒的内侧尺寸，导致硬盒烟包在模轮盘第七工位输出时，烟盒内侧斜边被活动夹持架刮伤，同时烟包正面底角被护板刮裂，造成包装质量问题。
④在设备正常运行时，商标纸上的胶液经常会刮在活动夹持架的护板上，当胶液积累到一定量的时候，硬盒烟包离开模轮盘的过程中胶垢就会把商标纸的外侧斜片支起，这样商标纸外侧斜片就会与烟包输送通道上压板的摩擦力加大，使商标纸外侧斜片左右摆动，这样也会导致硬盒侧面缝隙露白，包装不规则等质量问题。硬盒商标纸包装的不规则同时也会影响硬盒透明纸的包装效果。其次在生产中通过对商标纸涂胶轮上的胶量的调整来改变刮胶现象的效果不明显，操作人员要进行反复清理胶垢，也会影响到设备正常运行。
经过一段时间的观察研究，故障原因出在模轮盘的活动夹持架装置上。其结构复杂，如果轴承和弹簧稍有磨损和变形，活动夹持架就不能很好的打开和闭合，打开的幅度也不稳定，所以必须对活动夹持架装置进行改进设计。
2 改进措施
通过对模轮盘的活动夹持架装置研究分析，要想解决活动夹持架装置设计缺陷，需从以下两个方面着手，一是解决活动夹持架结构复杂和夹持架打开幅度不稳定这一难题。二是解决活动夹持架上护板刮胶的问题。通过对活动夹持装置结构分析和反复试验，活动夹持架夹持硬盒烟包的作用主要是活动夹持架和硬盒烟包的接触部位完成的，如果将接触部位与模盒加工成一体的，并同样能起到夹持和支撑商标纸的作用，又不与模轮盘上各个折叠工位产生干涉，设计成固定式夹持架模盒，就达到要解决效果。对于护板在正常生产过程中经常出现的刮胶问题，在不影响护板作用的前提下，将护板上与商标纸接触而刮胶部位铣去一部分，避免护板上刮胶。
3 设计与实施
3.1 对活动夹持架的改进设计
将活动夹持架与模盒改进成固定式夹持架模盒2和3，如图2所示。改进后固定式夹持架模盒上两个孔的尺寸和位置同原来模盒上孔的大小位置相同，以利于改进后的固定式夹持架模盒可以直接安装在原来的模轮盘上，在固定式夹持架模盒内侧臂的前端开一个4.5 mm宽的斜槽并让夹持架部位的内侧臂比模盒后面部位的内侧臂高出0.5 mm，这样商标纸在进入固定式夹持架模盒时夹持架部位就会夹持商标纸长内侧斜片，保证商标纸长内侧斜片位于商标纸内侧面前面，避免了铝纸烟包在第三工位进入固定式夹持架模盒过程中，白卡纸撞在商标纸长内侧斜片上的现象。在夹持架部位做2 mm的倒角，以利于硬盒烟在模轮盘第七工位输出时不会被刮伤、刮裂。结构如图3所示。固定式夹持架模盒加工完成后，把模轮盘从设备上拆下，并把模轮盘上的活动夹持架、模轮盘模盒、弹簧、轴承一同拆下。把八个加工好的固定式夹持架模盒安装在模轮盘上。安装时用量块逐一校对固定式夹持架模盒装配尺寸，不符合要求的一定要进行修整，直到达到工艺要求为止。量块的尺寸由铝箔纸烟包、商标纸厚度、欲留侧隙计算确定，并严格保证固定式夹持架模盒中间6 mm缝隙，使硬盒烟包在模轮盘第七工位输出时被顺利带走，八个工位的固定式夹持架模盒都安装完成后，把整个模轮盘安装在原来模轮盘位置上。改进后夹持架结构简单、开口大小衡定达到了改进的目的。
3.2 对护板的改进设计
固定式夹持架模盒上的护板改进如图4所示，护板的尾部铣去长×宽为12×10 mm深2 mm的平面。定位孔沿模盒侧面垂直方向加工出4.3 mm×6.3 mm的长槽，并把固定螺钉头部铣成8×10×4.5 mm深的沉孔。在护板工作端的后部铣出0.5 mm×30°角的斜面减小其工作厚度。
4 改进后使用效果
通过对FOCKE350S包装机组模轮盘模盒结构改进，经过六个月使用，在商标纸折叠成型过程中，商标纸包装不规则，小盒侧面斜缝露白等质量缺陷得到有效控制。降低了设备故障停机率、提高了硬盒包装质量。设备有效作业率得到提高即由原来的82.9%提高到87.51%。改进后的模轮盘装置中固定式夹持架模盒运行稳定、工作正常、性能可靠。
5 经济效益
①改进后减少故障停机时间，提高了设备的有效运行效率及机组的班产量。改进后每月设备有效作业率提高了4.61个百分点，减轻了操作工劳动强度，降低了因控制不稳定造成的质量风险。
②通过对FOCKE350S包装机组模轮盘的改进成功，使该机组的维修费用大幅降低。根据改进前维修记录统计，该机组6个月维修更换模盒夹持架部件三次，总维修费用约1.2万元，而改进后一年左右更换固定式夹持架模盒1次。同时我们对其余FOCKE350S包装机组也进行了改进。虽然改进后收到了一定效果，但仍存在可以提高之处，我们会加以逐步完善。
参考文献：
[1] 彭文生,李志明.机械设计[M].北京:高等教育出版,2002.
[2] 马军.Auto CAD 2006 机械制图教程[M].上海:上海科学普及出版社,2006.
关键词：包装机；活动式夹持架；固定式夹持架模盒
中图分类号：TB486 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2012）23-0050-03
FOCKE350S包装机组具有包装质量良好、性能稳定、运行速度快、自动化程度高等优点，是目前我国卷烟包装设备的主流机型。但随着消费者对产品质量要求的越来越高，设备原有的一些装置已不能满足产品质量的工艺要求。其中模轮盘上模盒的活动夹持架结构复杂，不利于维修调整，在生产运行中经常出现活动夹持架夹持商标纸松紧不一，烟包成型差，护板上经常有刮胶现象，设备故障率高。在维护调整过程中，造成反复停机影响设备正常运行。由此所产生的质量问题，经常要对设备进行维修调整，严重时生产的产品要做报废处理，增加原辅材料的消耗。针对此况，决定通过设计改造解决这个问题。
1 现状调查及原设计缺陷分析
①模轮盘模盒，用于小盒的夹持定位和折叠成型，防止小盒在输送和折叠过程中的移位。模轮盘有八个模盒（14、15）每个模盒的夹持架（9、17）末端都有一对滚动轴承（12），相邻两个模盒的相邻夹持架都用弹簧（4）相连，不仅轴承和弹簧的数量多，而且又都处于模轮盘下部不易操作的位置，所以在更换轴承或弹簧时必须拆下模轮盘，在拆卸模轮盘时由于相邻机构阻挡因素，必须对涉及到相关的部件进行拆卸，换好轴承或弹簧后又要对模轮盘进行装配调整，装配比拆卸模轮盘时更费时，维修时间长，从而降低了设备的效率，其结构如图1所示。
②FOCKE350S包装机在高速运行时，模轮盘上的活动夹持架被频繁打开和闭合，完成商标纸夹持、折叠成型和释放，经过长时间运行后，活动夹持架上的拉簧就会变形或折断，相邻两个活动夹持架的开口就会变大，活动夹持架就不能准确的夹持和支撑商标纸，由于活动夹持架开口变大而模盒的尺寸不变，所以当模轮盘转到第三工位时由曲柄滑块机构推动铝箔纸烟包进入模盒的过程中，铝箔纸烟包上部的白卡纸就会撞在夹持架所夹持的商标纸长内侧斜片的斜缝上，或插入商标纸长内侧斜片的外侧，这样就会导致了白卡纸歪斜或白卡纸在模盒内的位置不准确，由于白卡纸的支撑，在模轮盘旋转包装硬盒商标纸的过程中，就会导致硬小盒包装不规则、小盒侧边缝隙露白的现象。
③当活动夹持架的轴承损坏或缓冲块磨损，活动夹持架的开口就会变小，活动夹持架上的护板嵌入模盒内的长度就会增大，商标纸拍插板在模轮盘上第一工位拍压商标纸时，就会有护板的前端划破商标纸的现象，同时，当模轮盘转到第三工位时铝箔纸烟包在曲柄滑块机构的推动下推入模盒的过程中就会受到一定的阻力，使铝箔纸烟包上的白卡纸进入模盒时困难，造成白卡纸在模盒中位置不准确，在白卡纸压模器的拍压下白卡纸被压坏或压模器没压住白卡纸而产生飞白卡纸现象，活动夹持架的开口变小，活动夹持架之间的尺寸小于模盒的内侧尺寸，导致硬盒烟包在模轮盘第七工位输出时，烟盒内侧斜边被活动夹持架刮伤，同时烟包正面底角被护板刮裂，造成包装质量问题。
④在设备正常运行时，商标纸上的胶液经常会刮在活动夹持架的护板上，当胶液积累到一定量的时候，硬盒烟包离开模轮盘的过程中胶垢就会把商标纸的外侧斜片支起，这样商标纸外侧斜片就会与烟包输送通道上压板的摩擦力加大，使商标纸外侧斜片左右摆动，这样也会导致硬盒侧面缝隙露白，包装不规则等质量问题。硬盒商标纸包装的不规则同时也会影响硬盒透明纸的包装效果。其次在生产中通过对商标纸涂胶轮上的胶量的调整来改变刮胶现象的效果不明显，操作人员要进行反复清理胶垢，也会影响到设备正常运行。
经过一段时间的观察研究，故障原因出在模轮盘的活动夹持架装置上。其结构复杂，如果轴承和弹簧稍有磨损和变形，活动夹持架就不能很好的打开和闭合，打开的幅度也不稳定，所以必须对活动夹持架装置进行改进设计。
2 改进措施
通过对模轮盘的活动夹持架装置研究分析，要想解决活动夹持架装置设计缺陷，需从以下两个方面着手，一是解决活动夹持架结构复杂和夹持架打开幅度不稳定这一难题。二是解决活动夹持架上护板刮胶的问题。通过对活动夹持装置结构分析和反复试验，活动夹持架夹持硬盒烟包的作用主要是活动夹持架和硬盒烟包的接触部位完成的，如果将接触部位与模盒加工成一体的，并同样能起到夹持和支撑商标纸的作用，又不与模轮盘上各个折叠工位产生干涉，设计成固定式夹持架模盒，就达到要解决效果。对于护板在正常生产过程中经常出现的刮胶问题，在不影响护板作用的前提下，将护板上与商标纸接触而刮胶部位铣去一部分，避免护板上刮胶。
3 设计与实施
3.1 对活动夹持架的改进设计
将活动夹持架与模盒改进成固定式夹持架模盒2和3，如图2所示。改进后固定式夹持架模盒上两个孔的尺寸和位置同原来模盒上孔的大小位置相同，以利于改进后的固定式夹持架模盒可以直接安装在原来的模轮盘上，在固定式夹持架模盒内侧臂的前端开一个4.5 mm宽的斜槽并让夹持架部位的内侧臂比模盒后面部位的内侧臂高出0.5 mm，这样商标纸在进入固定式夹持架模盒时夹持架部位就会夹持商标纸长内侧斜片，保证商标纸长内侧斜片位于商标纸内侧面前面，避免了铝纸烟包在第三工位进入固定式夹持架模盒过程中，白卡纸撞在商标纸长内侧斜片上的现象。在夹持架部位做2 mm的倒角，以利于硬盒烟在模轮盘第七工位输出时不会被刮伤、刮裂。结构如图3所示。固定式夹持架模盒加工完成后，把模轮盘从设备上拆下，并把模轮盘上的活动夹持架、模轮盘模盒、弹簧、轴承一同拆下。把八个加工好的固定式夹持架模盒安装在模轮盘上。安装时用量块逐一校对固定式夹持架模盒装配尺寸，不符合要求的一定要进行修整，直到达到工艺要求为止。量块的尺寸由铝箔纸烟包、商标纸厚度、欲留侧隙计算确定，并严格保证固定式夹持架模盒中间6 mm缝隙，使硬盒烟包在模轮盘第七工位输出时被顺利带走，八个工位的固定式夹持架模盒都安装完成后，把整个模轮盘安装在原来模轮盘位置上。改进后夹持架结构简单、开口大小衡定达到了改进的目的。
3.2 对护板的改进设计
固定式夹持架模盒上的护板改进如图4所示，护板的尾部铣去长×宽为12×10 mm深2 mm的平面。定位孔沿模盒侧面垂直方向加工出4.3 mm×6.3 mm的长槽，并把固定螺钉头部铣成8×10×4.5 mm深的沉孔。在护板工作端的后部铣出0.5 mm×30°角的斜面减小其工作厚度。
4 改进后使用效果
通过对FOCKE350S包装机组模轮盘模盒结构改进，经过六个月使用，在商标纸折叠成型过程中，商标纸包装不规则，小盒侧面斜缝露白等质量缺陷得到有效控制。降低了设备故障停机率、提高了硬盒包装质量。设备有效作业率得到提高即由原来的82.9%提高到87.51%。改进后的模轮盘装置中固定式夹持架模盒运行稳定、工作正常、性能可靠。
5 经济效益
①改进后减少故障停机时间，提高了设备的有效运行效率及机组的班产量。改进后每月设备有效作业率提高了4.61个百分点，减轻了操作工劳动强度，降低了因控制不稳定造成的质量风险。
②通过对FOCKE350S包装机组模轮盘的改进成功，使该机组的维修费用大幅降低。根据改进前维修记录统计，该机组6个月维修更换模盒夹持架部件三次，总维修费用约1.2万元，而改进后一年左右更换固定式夹持架模盒1次。同时我们对其余FOCKE350S包装机组也进行了改进。虽然改进后收到了一定效果，但仍存在可以提高之处，我们会加以逐步完善。
参考文献：
[1] 彭文生,李志明.机械设计[M].北京:高等教育出版,2002.
[2] 马军.Auto CAD 2006 机械制图教程[M].上海:上海科学普及出版社,2006.