卞新平
红塔辽宁烟草有限责任公司沈阳卷烟厂
摘要 为解决GD机条透纸夹钳在使用过程中夹纸不稳定的问题，针对GD机条透夹钳内置压簧的安装方式进行了改进。介绍了原设计存在的压簧更换过程烦琐和调整复杂的缺点，重点说明了改进原理及方法。经改进设计后解决了条透纸夹钳压簧更换用时较长的问题，达到了提高设备有效作业率目的。
关键词 条透纸夹钳；压簧；外置；快速
前言
由意大利GD公司设计的GD型包装机，一直以其操作简单、维修方便、材料消耗小和设备有效作业率高等特点得到了广大用户的认可。因此GD机是当今各大卷烟厂的主要包机机型。我厂自1998年引进GD机型以来至今已有14台。经过这几年我们使用和维修的经验发现,GD机存在条盒外透明纸夹钳内的压簧点检不方便和在断裂后更换、调整时间过长的问题，即使熟练的维修工也要30分钟以上。针对这种情况，我们决定对其进行攻关并解决这个问题。
１存在问题
GD型包装机的条盒外透明纸包装机CV的透明纸供给通道与烟条输入通道的中线不在同一直线上,因此CV包装机上设计有一个用于烟条包装的单张透明纸条盒外透明纸夹送的夹钳,见图1。压钳的打开是连杆46带动轴28来实现夹钳上压条30与33的打开动作。上压条的回复力则是由两压簧29、32提供。压簧设计安装在夹钳内部。在正常情况下，设备显得简洁、美观。但在对压簧进行日常点检时，须打开夹钳的两个上盖板49、51，用手压试两压条来进行；如果要更换压簧，必须拆下夹钳总成、拆下动作连杆46、取下带动轴28、松开连接轴17取下两上压条，最后才能更换损坏的压簧。重新装配夹钳的时候，由于机构内的动作传递零件都被松开，所以必须对夹钳的连杆46、34进行细致的调整才能保证两边上压条对透明纸的压紧力一致，否则透明纸在被夹钳输送过程中极易歪斜，造成条盒透明纸拉线错位。而这一步骤有一定的难度，对维修工的技术水平要求较高且费时，不利于设备有效作业率的进一步提高。
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图1
2改进方案
为了解决这一问题，我们依靠对这一部分结构的掌握和理解对夹钳部分进行了分析，发现该部件有如下一些特点：
1、夹钳内机构都是采用杠杆原理来传递运动，主动件和从动件都为连杆，调整内容都是调整连杆在其转轴上的周向位置关系。如图，动作输入连杆46长度约为上压条30、33右端的五分之一，连杆34长度约为上压条的二分之一，即连杆46或34位置的细微变化，压条30或33将有较大的变化，因此对于该部件中46及34的位置调整要求较高。
2、夹钳总成的运动是以导杆TAV-0.1.21BB101.04.01为导轨的左右往复运动，行程为550mm，整个夹钳除夹取透明纸外不与其它零件或材料接触；机构内零件较长、动作幅度较小，连杆摆动角度不超过15度，另外夹钳内有润滑脂，运动件润滑条件良好，因此连杆、轴承和轴不易损坏，夹钳易损件只有两只小压簧经工作一段时间后易疲劳失效或断裂。
因此，我们认为本夹钳设计虽然十分巧妙、动作简单，但将易损件设计在各种不易磨损的零件的内部最底层，为了更换一个小小的压簧必须将整个总成拆下分解，这样确实有一定的不妥之处。为此，我们决定改进压簧的安装方式和位置，使夹钳在功能、稳定性和可靠性不变的情况下，能十分轻松地更换或调整压簧的压力。
3 改造实施过程
图2
如图2所示，原设计中压簧安装在夹钳上盖板内部，位于上夹紧条回转轴的左侧，因此能否将内部的压簧移到夹钳外部这样才能从跟本上解决问题。夹钳上压条的外露部分长度为200mm,有较大的空间完全有可能经过改造安装一对弹簧。由于外露的压紧压条在其自身转轴的右侧，要保持上压紧条原有的功能，压条必须受一向下的压力才能将透明纸夹紧。
首先，我们试在两夹钳条间侧边安装一销钉（为保证夹紧力不变销钉到回转轴的距离与原设计一致），在两销钉间挂一拉簧（拉簧线径与原设计同为1.0mm），但由于上下压条中心间距只有15mm，即拉簧长度应不超过15mm，加上拉簧两端的挂钩长度后拉簧的工作长度不足5mm，而机构要求拉簧的伸缩量为8mm，因此在如此小的空间直接使用拉簧不可行。
为了设计出可靠、合理的安装方式，我们对夹钳周围的空间进行了细致的观察，在两上夹条的正上方没有50mm的范围内没有其它零件，于是我们又确立了将弹簧安装在压条上方的第二套方案。如图3，为保证新结构的上图3力学性能与原设计一致，我们在上夹紧条右侧距摆动轴中心线115mm处钻一直径为6mm的通孔，在下夹紧条上开M6的螺孔，并且两孔同心。加工一两段螺牙的特殊螺栓，底段为M6牙长为下夹条的厚度12mm、顶段为M5，见图4。将此螺栓拧紧到下夹条内，螺栓另一端从上夹紧条中的φ6mm孔穿出。然后在螺栓露出部分放置一压簧。为了避免压簧的重新设计，我们采用原来使用的压簧自由长度为H1=30mm，线径d=1.0mm,中径D=9mm。最后根据夹条的厚度及压簧的长度计算出螺栓的长度，为了调整压簧的压力将螺栓顶部M5长度定为15mm。由于我们在上夹条内钻了一通孔，其强度受到一定程削弱，
钻孔后夹条的截面尺寸见图5。为此我们对其强度进行了校核。上夹条OBB4062材料为硬铝LY12，其受的力为纯弯曲应力；根据经 验在原机构中压簧闭合时夹头上压力约为20牛顿，
查阅《机械设 计手册》
LY12的弯曲强度[σ]=440MPa，
根据σmax=Mmax/W= Mmax /Iz/h/2 = Mmax /bh2/6 [3]
则有σmax=20 /(0.012*0.0075*0.0075)/6= 177 (MPa)＜[σ]=440MPa，
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由于夹条张开时，压簧虽被压缩但压簧下方安装有一垫片，压力被均布在孔周围，故安装孔周围弯曲应力较小，弯曲应力主要集中在回转轴处，因此只要将压条闭合时压头上压力调整到20牛顿左右，本机构是安全的。
经过这一改进，把原内置的压簧安装到了机构外露零件上，当压簧损坏时，一般的维修工更换只需要5分钟左右，且夹钳的夹紧力可以调节。
4结语
经过对条盒外透明纸夹钳的压簧安装方式的改进，使得日常对压簧点检时十分方便，另外在需要更换压簧时也十分简单基本上不用对夹钳其它机构进行调整，省时省力。更重要的是提高了我们动手解决实际困难的能力，坚定了我们有能力解决生产中各种困难的信心。
参考文献
[1]金虎德.新型卷烟设备（下）.延边人民出版社，1994.367-368
[2]机械设计手册（1）.机械工业出版社，1991.3-263
[3]刘鸿文.材料力学（上）.高等教育出版社1992.174
[4]《GDX1机械部分说明书》 意大利GD公司