摘要：针对G•D包装机CV条外透明纸夹钳开合轴上的衬套容易抱死，造成大条透明纸输送双夹钳夹纸压力不当，送纸不稳定，导致拉线错牙、位置偏移等质量缺陷，以及夹不住纸，纸易脱落等故障，增加停机率以及维修工作量的问题。通过用滚针轴承替代衬套的技术改进，抱死的现象明显减少，有效改善质量稳定性、提高了设备的有效作业率。
关键词：CV 衬套；开合轴；滚针轴承；拉线；透明纸。
前言
GDX2硬盒硬条包装机组是意大利GD公司生产的高速包装设备，它具有国际先进水平。但是在实际生产过程中，由于CV透明纸取纸夹钳装置开合轴上的衬套在使用时经常会因抱死造成夹钳压力不当，使产品质量产生质量不稳定、停机率增加一系列问题。经过经验丰富的技术人员分析后确定对夹钳上开合轴衬套部位进行改进，为提升产品质量、减轻维修强度和减少维修时间，提供一条新的思路和方法。
1.双夹钳装置的工作原理
1.1 透明纸拉纸机构功能与组成：透明纸拉纸机构主要由透明纸夹钳装置和透明纸往复装置组成，其功能是将切断下来的透明纸输送至包装起始位置。
1.1.1 透明纸夹钳装置工作原
安装于滑座上的夹钳装置进行至最右位置时，凸轮转动经摆杆、连杆将压杆向上顶时，开合轴外端的辊子与压杆脱离接触，活动钳在压簧的弹力作用下将夹钳关闭，形成夹纸动作。
当完成钳纸的动作后，由夹钳往复装置将夹钳装置运送至左端的第一停息位置（第一顶升器上方），在压杆还没有动作时，调节偏心销，使压杆和滚子的间隙为0.5mm，通过这一间隙的调整是为了保证夹钳始终处于关紧状态，以防止透明纸在被运送过程中歪斜或脱落，并且保证夹钳装置松纸时被充分打开。在这个位置，安装于第一顶升通道拦板上的四处负压吸头在吸气凸轮的控制下使透明纸在输送的过程中始终被向上的吸力控制，以保证透明纸正确到位，定位在已到位条包的正上方。同时，凸轮开始处于曲线的下降行程，压杆压住滚轮，开合轴转动克服弹簧压力将夹钳打开，透明纸被放开，然后夹钳往复装置向左完成最后一段行程，透明纸完全被释放。夹钳往复装置完成透明纸输送后又向右端移动，开始下一个循环。
1.1.2夹钳往复装置工作原理
该装置作用是配合夹钳完成透明纸错纸、运送和释放，将透明纸输送至包装位置（已到位硬条的上方），并在此位置停顿，夹钳松开后移出，此时透明纸与硬条进入包裹成形阶段。
2 存在问题和原因分析
2．1 存在问题
在实际生产中，CV经常发生拉线错牙、条透两侧端长度不稳定、拖耳、透明纸易脱落等现象。经诊断主要是夹钳装置夹纸压力不稳定，造成透明纸送纸不稳定，导致拉线错牙、条透两侧端长度不稳定、拖耳以及纸易脱落等一系列问题。排除了设备位置调整因素，检修过程中发现是衬套（2508207185）与开合轴（OBB4060）抱死，导致夹钳开合位置不当或拉力不均。
2.2 原因分析
2.2.1 环境温湿度对结构的影响
取纸夹钳装置上的开合轴频繁的做顺时针、逆时针往复旋转运动，衬套固定在支架上，而且钢质开合轴和铜质的衬套存在材质上区别，铜质衬套和开合轴的相对运动为面接触，在长时间停机时，由于生产环境温湿度发生变化，开合轴由于润滑不良而容易发生锈蚀，和铜质衬套抱死。
2.2.2 车间粉尘对结构的影响
卷烟包装车间在设备保养、运行期间粉尘扬起频次频繁，衬套与开合轴配合位置进入粉尘，也容易引起衬套与开合轴的磨损，以及衬套内粉尘充盈与开合轴咬死。
3. 改进方案的确定
夹钳装置上的衬套（2508207185）容易抱死主要是其与开合轴（OBB4060）之间的磨损和润滑不良引起的。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆由以上工作原理分析，开合轴在一次包装过程中受到一次顺时针转动（压杆下压克服压簧压力）和一次逆时针转动（压簧恢复原位置）的摆动载荷，转速低，所受载荷较小，且只受径向载荷。鉴于此，拟采用轴承代替铜质衬套是比较理想的实施方案。并且，在装配位置上两端要形成密封，防止粉尘进入。
4 改进方案的实施
4.1轴承的选择
由于衬套安装在支架上，径向尺寸已受支架限制在，不改变开合轴尺寸的情况下使用滚针轴承最为简便。滚针轴承径向结构紧凑，其内径尺寸和载荷能力与其它不变类型轴承相同时，外径最小，特别适用于径向安装尺寸受限制的支承结构。
由于开合轴转动速度慢，径向载荷小，无轴向载荷，因此采用无内圈的冲压滚针轴承即可满足使用要求。
冲压滚针轴承的用途、性能和结构优点：冲压轴承也称冲压滚针轴承或者冲压外圈滚针轴承，冲压外圈滚针轴承设计用于支承径向负荷，减小旋转部件间的摩擦力，冲压轴承具有较小的横截面，能在最小的空间内提供最大的负荷能力，外圈与孔采用过盈静止配合，不需要轴向固定装置，安装时只需将其压入轴承座，非常方便，冲压滚针轴承体内封脂容积大，可长期不加润滑，保证其长期运转。
综合冲压滚针轴承用途、性能和结构优点，确定用冲压滚针轴承代替铜质衬套的实施方案，查阅资料发现与衬套内径、长度一致，外径最接近的滚针轴承为HK1216。
4.2 密封装置的选择
方案一
密封圈和橡胶O型圈使用方法简单，安装、拆卸也比较方便，并且有良好的密封效果。
方案二
带密封盖的轴承，轴承保持架上带密封的轴承有带防尘盖与带密封圈，有两个性能，一个是防尘，一个是密封。防尘用Z表示，密封用RS表示。
选择方案一，加装密封圈或橡胶O型圈，需要对开合轴支架改进加工。选择方案二，不需要对开合轴，支架二次加工，只需选择对应轴承型号即可。
综合对比两个方案，方案二是比较理想的改进方案。
带密封盖的轴承有带防尘盖与带密封圈两种型号，考虑到轴承的运行寿命，必须加注润滑剂，带密封圈轴承既有密封功能，也有防尘功能。选择RS密封用轴承是改进的最佳方案。查询轴承表，选择两端密封滚针轴承HK1216.2RS。
但是轴承的外径为φ18mm，与衬套外径φ16mm有区别，与之装配的支架必须改进加工。
4.3 支架的改进
与衬套装配的支架（OBB4059）孔径φ16mm也相应改进为φ18mm。查表得知滚针轴承与铸铝材料的孔的配合应选择K6公差，这是与滚针轴承HK1216的外圆公差形成过盈配合。
5. 改进效果
CV透明纸夹钳装置衬套的改进后，安装方式与原机保持一致，传动更加稳定。对改进机构运行稳定性进行长时间的跟踪监测，没有再发生开合轴抱死现象，杜绝了以往双夹钳开合位置不当，送纸不稳定导致的拉线错牙、条透端面、拖耳偏移等质量缺陷隐患，对透明纸的夹送准确到位起到决定性作用。产品质量得到明显提高；延长了配件的使用寿命；设备运行更趋稳定，减少了停机次数，提高设备有效作业率。
通过这次对CV透明纸夹钳装置衬套的改进，取得了预期效果。但是GDX2包装机组结构复杂，出现的故障多种多样，维修技巧各有不同，针对其他部位的维修技术及技巧还须不断去探索。
参考文献：
[1] 《GDX2-CV随机装配图册》 • 意大利GD公司。
[2] 《GDX2-CV工作原理图册》 • 意大利GD公司。
[3] 《ZB45包装机组技术培训教材》 • 上海烟草机械公司编写
[4] 《机械设计手册》 • 化工工业出版社
论文作者:杨超
论文发表刊物:《基层建设》2019年第6期
论文发表时间:2019/4/30
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