煙草行業發展迅速,對煙草包裝機械的包裝、傳送速度要求就會變得更高,而高包裝速度對推煙包機構運行穩定性的要求也會相應提高[1] 。 煙草包裝機在推煙包時,會多次與煙草接觸,而接觸不可避免地會產生衝擊力和擠壓力,從而增大煙草包裝機的故障率,影響使用壽命[2] 。 因此,對煙草包裝機推煙包機構進行優化設計已是無法避免。 目前已有學者對煙草包裝機推煙包機構的優化設計進行了研究,並取得了一定的成績:文獻[3] 提出對推煙包機構的分煙隔板和攪動棍進行改進,減少煙支摩擦力,確保煙支在下落過程可以順暢通過, 成功提高了設備的運行效率;文獻[4] 使用有限元分析軟件,通過結構力學分析推煙包機構的整體結構,並在得出分析結果後將所有數據共享,從而實現優化設計。 上述方法雖然有一定優化效果,但是在解決煙草包裝機推煙包機構故障率高、使用壽命短的問題上,效果並不明顯。

針對上述問題,本文基於動力學仿真對煙草包裝機推煙包機構進行優化設計,通過綜合分析煙草包裝機推煙包機構的工作原理、故障原因、受力情況以及運動要求,提出優化思路,對滑塊、導軌、連接裝置和潤滑裝置進行優化設計。

1. 煙草包裝機推煙包機構動力學分析

1. 1 煙草包裝機推煙包機構的組成及工作原理

煙草包裝機推煙包機構組成示意圖如圖1 所

1—推煙杆;2—滑槽;3—滑塊;4—球形副;5—安裝座;

6—連杆;7,12—螺釘;8—擺件;9,10—製動電磁鐵;

11—連接杆安裝座;13—推煙杆安裝座

圖 1 煙草包裝機推煙包機構的組成示意圖

觀察圖 1 可知,推煙杆和擺件通過連杆連接, 連杆在推煙包機構中起驅動作用,擺件在推煙包機構中不斷擺動,為推煙杆推送煙支提供動力,使推煙杆往複運動,進而完成推送工作。 塑料滑塊支撐推煙杆安裝座,塑料滑塊在滑槽內部往複運動,使推煙杆安裝座的徑向轉動和軸向轉動受到約束。在煙草包裝機推煙包的工作過程中,滑塊對稱安裝 在推煙杆安裝座上。 為保證煙草包裝機推煙包機構工作過程的安全性,推煙杆的行程要小於安裝座的總長。 在設定距離之前進行實驗測量,確保滑塊滑動的極限位置與滑槽端麵有一段距離,以此擴大運行空間,防止出現碰撞。

1. 2 煙草包裝機推煙包機構故障原因分析

煙草包裝機推煙包機構在正常工作情況下,前端會保持水平狀態,前端的滑塊在反複運動時很容易出現磨損,導致故障的出現,這也是煙草包裝機推煙包機