YJ19卷烟机烙铁升降机构的改进

曲军建 闫 林 周 迪

（河南中烟工业有限责任公司南阳卷烟厂，河南 南阳 473000）

YJ19 卷烟机在使用过程中出现烙铁升降速度过快和过慢的故障。该故障的出现，对设备的完好性和产品的质量造成了一定的影响。须对该故障进行及时的维修，增加了维修人员的工作量和设备的维修时间。为此，在对YJ19 卷烟机的烙铁升降机构的结构和工作原理进行分析的基础上对其提出了改进方案，并实施了改进。经过生产过程中的验证，证明烙铁升降机构的工作稳定，故障率低。从而降低了维修人员的工作量，缩短了维修用时，对烙铁升降机构的改进，取得了较好的效果。

1 原因分析

YJ19 卷烟机在正常使用一段时间以后，卷烟机的烙铁升降机构就会出现升降速度不稳定的现象。故障现象主要表现为设备在停机和启动的过程中烙铁升降速度过快或过慢、甚至无动作。

YJ19 卷烟机的烙铁升降机构示意图如图1 所示。

从示意图中可以看出，烙铁升降机构是五连杆机构组成，机构的动作由气缸1 驱动。气缸1 的动作，带动连杆3和4 做相反方向的摆动，从而带动烙铁机构2 绕固定轴6 做下降至水平和升至最高位时垂直于水平的摆动。气缸活塞杆的伸缩速度由安装在气缸两端的节流阀控制。

由于烙铁机架是连杆机构的带动下进行摆动，在设备处于停机状态时，烙铁机构停止在最高位，即烙铁机架端面与烟枪底板成90°角的位置，当设备启动时，要使烙铁机构落下，气缸1 的活塞杆伸出推动连杆3 和4（如图1 所示），使机构动作，机构在将要完成烙铁机架下降时，需要在气缸阻尼和连杆机构的共同作用下使机架降速，才能使烙铁机构平稳下降，四连杆机构通过其死点位置对烙铁机架进行锁定。设备停机时，烙铁机架须抬起，气缸活塞杆缩回，将四连杆机构从锁紧死点位拉出，在烙铁机架将要升至最高位时，同样也需要在气缸阻尼和连杆机构的共同作用下，使烙铁机架完成平稳升起。由此可知，整个烙铁机架上升或下降的过程中，气缸活塞杆的速度是变化的，其变化过程是启动、加速、减速和停止。这样就对气缸的驱动与阻尼降速相互配合提出了较高的要求。如果升降速度过快时，就会加速气缸的磨损。同时对节流阀工作位置的稳定性要求较高，节流阀随着烙铁的高速摆会产生振动，其工作位置就会随着烙铁不断的升降动作过程引起松动变位，造成节流阀工作不稳定，需进行重新调整或更换工作。

气缸活塞杆的伸缩速度可以通过调节气缸两端的节流阀进行调整，使活塞伸缩速度平稳。当伸缩速度太小，烙铁机构升降动作就会变慢，影响设备的正常开机。当伸缩速度太大，烙铁机构升降动作就会速度过快，增加了气缸对烙铁机架冲击力，使烙铁的使用寿命降低。

由于该机构由气缸和四连杆机构组合而成，当气缸动作时，气缸活塞杆将驱动力作用于四连杆机构（图1）连杆3 和4 之间的结合点，使连杆3 和4 绕各自的支点摆动，连杆4 在受力后将烙铁升起或降下 ，而连杆3 在力的作用下起到平衡稳定整个机构并对机构进行锁定。这样使得升降机构在升降的过程中降低了气缸驱动效率，特别是在各连杆摆动有卡阻时，对气缸的驱动与阻尼降速相互配合提出了较高的要求。

在平常的设备保养和维修中，对气缸两端节流阀调整工作频次较高，特别在节流阀使用较长时间后，2 个节流阀工作位置不易找到，须及时更换。同时由于该机构使用较为复杂的连杆机构及气缸固定方式，使气缸在损坏后更换气缸用时较长。

2 改进措施

2.1 改进思路

改进思路是重新选用便于调整并能锁定工作位置的节流阀和另外选择安装位置，以减少对节流阀的冲击。同时，重新设计一个由气缸与烙铁机架组成的三连杆机构代替原来的五连杆机构[1]。改进后烙铁升降机构示意图 ，如图2 所示。

图1 改进前烙铁升降机构示意图

图2 改进后烙铁升降机构示意图

该机构用气缸1 的活塞杆直接作用在烙铁2 上由连接支架3 和连接块5 组成的机架上，气缸1 的活塞杆直接驱动机架往复摆动，机架与烙铁紧固连接，实现烙铁2 绕固定轴4往复摆动。这样提高了气缸的驱动效率，对烙铁升降运动的稳定性提供了有效的保障。

改进时要考虑到能够保留原烙铁机构调整装置维修调整方便的特点。

2.2 改进实施过程

根据原烙铁机构的机架尺寸和空间允许的范围内选择缸径为40 mm 行程为100 mm 的圆形双作用气缸。气缸的固定方式，由于该次改进所设计的固定座考虑到了不同气缸有不同的固定方式，所以固定座设计为由2 块固定板组成，可以灵活地调整2 块板之间的距离，满足所选气缸的固定。

由于选用气缸和机架的安装方式跟原设计的不一样，须对机架和烙铁体固定座进行加工，在铣床上铣去机架多余的部分，拆去原来的连杆及连杆架，即将（如图1 所示）中的3、4 拆掉。重新设计了气缸与烙铁机构的连接支架和连接块及气缸固定座，连接支架和连接块组成连接机架。

图3 为改进完成后烙铁的升降动作过程，气缸1 与气缸固定块6 通过轴销相连，气缸活塞杆与连接块2 通过螺母锁紧。工作时气缸1 通过气缸固定块6 组成的固定座在轴销上摆动，气缸活塞杆与连接块2 通过连接支架3 转动，由于连接支架3 与烙铁座固定，气缸1 与气缸固定座和连接块、烙铁机架组成了连杆机构。当气缸工作时，带动烙铁绕固定轴摆动，即完成烙铁的升降运动。改进后的烙铁升降机构结构示意图如图3 所示。

图3 改进后烙铁机构示意图

从图3 中可以看出经过改进后，简化了烙铁机构的空间结构和升降机构气缸连接装置的结构。另外，改进后将原气缸上两端的节流阀换成了重新选定的可直接用手调整并可锁定的节流阀，安装在气缸的2 根进气管上。这样就可减少振动，并通过2 个节流阀的调整手柄来调整气缸活塞杆的伸缩速度，从而控制烙铁升降速度。使气缸活塞杆的速度调整更加简单、方便，且调整后更加稳定。

3 使用效果

3.1 效果验证

该次改进充分考虑了烙铁的摆动行程，使烙铁对烟条的压缩量有充分的调整余量。所以改进后的烙铁升降机构满足烙铁的工作需要，不会对烟条的卷制成型的过程和烟条的质量造成影响。

同时，改进后通过调整节流阀使烙铁升降运动平稳，并锁定节流阀工作位置，通过设备的正常生产来验证升降机构的工作稳定性和故障率。改进后，升降机构运动平稳，状态良好，没有对其速度进行过重新调整，没有发生故障。该次改进达到了预期效果。

3.2 改进取得的效果

通过以上的改进取得了4 种效果。1）烙铁升降速度得到了有效的控制。烙铁运行平稳，冲击小。2）改进后机械传动结构简单，空间简洁，设备的保养和清洁简便。3）改进后调整的工作量少且更加方便，同时大大缩短更换气缸工作用时。如果须更换气缸，在10 min 内就可完成。4）改进后设备运行到现在节流阀调定后没有再进行过调整，节流阀的工作稳定性得到了提高。

4 结语

通过对卷烟机烙铁升降机构的改进，使其结构更加简化、达到升降运动平稳，降低了维修用时的目标。该次改进及成功的应用，不仅使笔者得到了锻炼，也为今后更好地开展设备技术改进与创新积累了丰富的经验。不断地研究问题，解决问题，以研究创新为手段，为设备管理提供有力支撑。