河南中烟劳模和工匠人才创新工作室联盟创新成果

河南中烟劳模和工匠人才创新工作室联盟创新成果ZB45包装机一号轮装配工装的设计与应用成果报告黄金叶生产制造中心ZB45包装机一号轮装配工装的设计与应用一、立项背景ZB45包装机其工作原理主要是采用槽轮传动机构来达到间歇式的烟支组成型和烟包折叠包装的工艺流程，其中一号轮是在烟支组成型后的第一个烟支整理及输送过轮，为保证烟支组在输送过程中的整齐排列和输送稳定，一号轮由转动支架、夹板（合模片）、摆动夹子、转动凸轮、轴等几十种零件共同组成的烟支组传动机构。同时为了保证烟支组整齐排列且输送稳定，各个零件需要完成精密配合动作来保障烟支组的完好输送。在ZB45包装机实际生产运行过程中，其一号轮由于装配要求精密且相互配合动作较多，及易发生设备故障，造成烟支刺破等质量问题的发生，在维修过程中更换整个一号轮部件，价值约5万元左右，新部件上机后还要对该机的适应性进行调整，工作繁琐并且很容易造成二次埙坏。为进一步降低维修费用，达到修旧利废的效果，卷包部通常情况下对一号轮部件采用“多用一备”的方式，暨除去正常保障设备运行的一号轮部件外，另外多备一套调教好的一号轮部件，以备随时更换。但由于一号轮故障频发，备用一套部件已满足不了正常设备运行所需，因此急需采用新的工作方法来快速的达到一号轮维修及更换，保障设备的正常运行效率。二、存在问题针对以上背景，项目组进一步分析统计了三个月内一号轮更换周期和维修时间，如下表所示：卷包部6-8月份一号轮维修更换及维修时间统计表类别时间一号轮更换次数一号轮维修调整平均用时平均设备停机时间6月23次56.2分钟65.1分钟7月18次47.9分钟57.4分钟8月21次53.7分钟65.3分钟从表中可以看出，6-8月份，在三个月的时间内，一号轮平均更换次数达20.6次，平均维修用时约52.6分钟，严重影响了设备的运行效率，针对以上问题，项目组进行了进一步的分析。主要包含两个方面：一是针对一号轮更换频次进行分析，通过分析，项目组确定在更换频次方面，由于ZB45包装机设备结构的特殊性以及一号轮结构的复杂性，较难针对该问题进行创新性的解决更换频次高的问题。二是针对一号轮维修调整用时较多的问题进行分析，项目组通过交流学习和研讨，确定采用设计加工一号轮维修工装的方式来降低一号轮在发生设备故障进行维修时的所需要的维修时间，来保障ZB45包装机的高效连续性运行。三、目标设定项目组明确了本次技术革新主要改进的内容为设计加工ZB45包装机一号轮维修工装，同时将目标设定为一号轮维修调整时间由以前的平均52.6分钟，降低到20分钟以内。四、主要工作内容（一）分析一号轮部件工作流程项目组对备用的一套一号轮部件进行拆解，并明确一号轮部件在维修调教过程的所需要注意的调整标准，如下图所示：如图所示，一号轮部件有旋转支架、夹板（盒模片）、摆动夹子、轴、凸轮等组成。两个盒模有八个夹板（盒模片）组成，在组装时，夹板必须和旋转支架的端面平齐，肉眼很难保证精度，并且两个夹板要求间距21.5mm绝对平行形成一个盒模，一个轮子上的两个盒模要镜像完全一致。两盒模在旋转时外直径小于260mm内直径大于160mm。才能保证一号在旋转时不与其他结构产生碰撞损坏。在具体调整过程中，需要摆动夹子的组装要求灵活摆动到位，打开即时不影响烟支组的输送，闭合式保持烟支组的整齐排列并且不伤到烟支。并且摆动臂与旋转支架端面平齐，旋转摆动直径小于260mm。针对以上一号轮部件装备需求，项目组发现在维修调教过程中，维修工普遍采用的是徒手装配，并采用水平尺、卡尺、塞尺和一号轮调整标准模盒等测量工具进行调整调教。在此过程中完全依靠维修经验和目视观测，无法保证装配精度，同时也无法进行装配完成后的一号轮模拟旋转验证。造成了调教完成后，在上机测试时运行效果不佳，导致频繁的拆装和反复调试。（二）设计一号轮部件维修工装针对以上分析，项目组确定了一号轮维修工装的设计需求，一是能够简便快捷的按照统一标准来调教一号轮部件；二是维修工装能够附带进行一号轮运行环境进行旋转运行模拟测试。针对以上需求，项目组通过测量，设计绘制了一号轮维修工装的设计图纸，具体主要设计参数为：根据一号轮旋转工作环境，设计工装内径直径260MM；根据一号轮旋转工作环境及结构设计台阶；根据两盒模镜像对称并且平行于中心线的要求，依据工装中心线设计与合模同规格21.5MM的开槽；根据旋转工作要求设计可约束凸轮的旋转平台。详细图纸如下所示：（三）加工一号轮部件维修工装项目组将设计好的整套图纸移交至机加工中心，在经过多次的加工技术条件沟通交流后，新型的一号轮维修工装设计加工完成，并在9月底安装至卷包部备件维修室进行实际测试，具体测试效果如图所示：一号轮维修工装实物图一号轮维修工装组装后实际测试图（四）一号轮部件维修工装测试效果项目组将一号轮维修工装进行现场测量及验收，加工制作标准符合设计精度要求，同时测试一号轮维修调整流程如下：在一号轮模拟运行方面，该工装能够通过其内弧面，模拟一号轮在实际上机运行过程中的工作环境，达到对调教一号轮部件接送烟支组和输出烟支组过程中的前后衔精度的保障。在一号轮调教方面，该工装能够通过其设计的旋转平台，手动测试一号轮夹具在张开和加紧两个状态下的实际运行精度，保障烟支组在一号轮内的平稳输送。在一号轮模盒片精度调整方面，该工装提供水平参考面，在借助水平尺的情况下，能够有效的保障一号轮模盒片的水平调教，保证其快速调整且精度合格。在维修环境方面，该工装提供了相对稳定且密封的维修环境，能够保障一号轮部件在维修调整过程中的固定作用，避免了部件在维修过程中的移动、翻转造成的调较基准的偏差，同时减少了手动干预，降低劳动强度。五、一号轮工装加工费用本次改进费用共计9685元。六、取得效果项目完成后，项目组进一步分析统计了三个月内一号轮更换周期和维修时间，如下表所示：卷包部9-11月份一号轮维修更换及维修时间统计表类别时间一号轮更换次数一号轮维修调整平均用时平均设备停机时间9月20次16.4分钟25.2分钟10月17次17.8分钟24.4分钟11月18次13.5分钟21.3分钟从表中可以看出，项目完成后，9-10月份，卷包部ZB45包装机一号轮维修更换次数由于一号轮在调整过过程中能够达到精度保障，其更换次数略有降低，月平均更换18.3次。同时一号轮部件的维修调整平均用时有大幅降低，由以前的平均维修用时约52