一种透明纸夹钳开合控制装置
阅读：916发布：2023-02-28
专利汇可以提供一种透明纸夹钳开合控制装置专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种透明纸 夹钳 开合控制装置，传动摆杆、活动夹头连接并装入夹钳架内，活动夹头活动连接到夹钳架上且其下方具有压簧，固定夹头固定在夹钳架上并位于活动夹头下方，盖板盖在夹钳架上；夹钳包括左夹钳和右夹钳，二者以一根连接轴连接实现同步开合，该装置还包括 气缸 ，气缸的 活塞 直接作用在左侧夹钳的传动摆杆上为夹钳提供开合动 力 ，该气缸由滚轮型二位五通机械换向 阀 控制做活塞伸缩运动，与所述机械换向阀配合的 凸轮 转动一圈时夹钳完成一个开合周期的工作；所述凸轮安装在一根 转轴 上，该转轴由 电机 驱动旋转；所述活动夹头通过 心轴 活动连接到夹钳架上。本发明设计的控制装置提高了夹钳工作的可靠性。，下面是一种透明纸夹钳开合控制装置专利的具体信息内容。
1.一种透明纸夹钳开合控制装置，包括夹钳，夹钳由传动摆杆、活动夹头、固定夹头、夹钳架、盖板和连接轴组装形成，传动摆杆、活动夹头连接并装入夹钳架内，活动夹头活动连接到夹钳架上且其下方具有压簧，固定夹头固定在夹钳架上并位于活动夹头下方，盖板盖在夹钳架上；夹钳包括左夹钳和右夹钳，二者以所述连接轴连接实现同步开合，其特征在于：还包括气缸，气缸的活塞直接作用在左侧夹钳的传动摆杆上为夹钳提供开合动力，该气缸由滚轮型二位五通机械换向阀控制做活塞伸缩运动，与所述机械换向阀配合的凸轮转动一圈时夹钳完成一个开合周期的工作；所述凸轮安装在一根转轴上，该转轴由电机驱动旋转；所述活动夹头通过心轴活动连接到夹钳架上。
2.根据权利要求1所述的透明纸夹钳开合控制装置，其特征在于所述凸轮具有以下轮廓曲线：0°～33°逐渐打开夹钳，33°完全打开，33°～141°夹钳处于打开状态，141°～178°夹钳逐渐关闭，178°夹钳完全关闭，178°～355°夹钳处于关闭状态，355°～360°夹钳处于即将开启的状态。
3.根据权利要求1所述的透明纸夹钳开合控制装置，其特征在于所述气缸的作用点选择在左夹钳的传动摆杆上销轴的锁紧螺钉处。
4.根据权利要求1所述的透明纸夹钳开合控制装置，其特征在于所述气缸安装在左夹钳的盖板上。
5.根据权利要求1所述的透明纸夹钳开合控制装置，其特征在于所述气缸的型号为SDA16×10。
6.根据权利要求1所述的透明纸夹钳开合控制装置，其特征在于所述心轴的轴部是由直径不同的两段同心轴组成，且较大的轴部一端具有轴帽，较小的轴部一端具有螺纹，以一个螺母配合，将活动夹头连接到夹钳架上。
7.根据权利要求1所述的透明纸夹钳开合控制装置，其特征在于还包括机械换向阀安装支架，其上端具有三个用于固定机械换向阀的螺纹孔，下端具有两个用于连接包装机的长孔。
8.根据权利要求1所述的透明纸夹钳开合控制装置，其特征在于将气缸上表面靠近第一提升通道的负压管的棱边倒角。
9.根据权利要求1所述的透明纸夹钳开合控制装置，其特征在于安装凸轮的转轴是条盒纸包装机的条盒纸钢印压印辊轴，所述电机是ZB45包装机组的下游机的动力源电机。
一种透明纸夹钳开合控制装置
技术领域
背景技术
[0002] 条盒透明纸包装机是包装机组的下游机，其任务是在条烟外包裹一层透明纸，使烟条更精美，同时起到防潮、保持卷烟品质的作用。条盒透明纸包装机上的透明纸夹钳的作用就是将粘贴上拉线的定长透明纸夹持后输送到包装位置，以便后工序的折叠、包装成型。夹钳开合控制装置就是控制夹钳的活动夹头在规定的相位打开或闭合，实现透明纸的夹取和释放。
[0003] 现有透明纸夹钳开合控制装置的结构主要由凸轮、连杆、控制压杆、滚子臂、支座、转轴、左右活动夹头、压簧、左右固定夹头、摆杆、传动杆组件等众多的零件组成，现有透明纸夹钳的结构如图1和图2所示，固定夹头1固定在夹钳架2上，位于活动夹头3下方，活动夹头3一端连接传动摆杆4，活动夹头3下方具有压簧5，活动夹头和传动摆杆通过销、销轴、锁紧螺钉等连接在一起，并且一起装入夹钳架2内，被盖板10盖住；左夹钳和右夹钳具有基本相同的结构，左夹钳和右夹钳的传动摆杆端部通过连接轴连接在一起，传动摆杆和连接轴组成传动杆组件。左夹钳的活动夹头中部通过长转轴6和键7连接到夹钳架上，支撑活动夹头活动；长转轴6穿过支座8后端部装上滚子臂9，支座8连接到夹钳架2上。通过如图3所示的工作原理控制透明纸夹钳的开合。夹钳活动夹头3的开合由原始凸轮10控制，当凸轮轮廓处于升程时，带动摆杆11向下摆动，通过连杆12、偏心销轴及支座15等带动控制压杆13向下运动，控制压杆下压滚子臂9，滚子臂下摆带动与其连接的长转轴，长转轴转动通过键传动左夹钳活动夹头，夹头克服压簧压力张开，同时通过传动杆组件14控制右夹钳的夹头克服压簧压力与左夹钳同时打开。左右活动夹头打开便于透明纸进入活动夹头与固定夹头之间。当凸轮轮廓处于回程时，带动摆杆向上摆动，通过连杆带动控制压杆向上运动，控制压杆离开滚子臂，释放对滚子臂的压力；此时在左右两侧压簧的作用下，长转轴回转、滚子臂上摆，接着左右活动夹头同时闭合。活动夹头闭合后在固定夹头的配合下将位于两者之间的透明纸夹持住，实现随后的输送任务。
[0004] 由以上分析可见：夹钳的张开与整个传动链各环节的传动精度密切相关，任一传动件及其连接铰链出现磨损或动作不灵活均会影响夹钳的张开；夹钳的闭合依靠压簧，压簧在控制活动夹头夹紧透明纸时，需要克服长转轴和滚子臂的作用力，能否将透明纸夹紧避免输送时滑落，除了压簧自身作用还需要压簧作用长转轴回转时所受的负荷要小。
[0005] 上述结构使得透明纸夹钳的工作存在以下问题：
[0006] 1、透明纸夹钳部位故障率高
[0007] 在实际生产中常常发生夹钳在夹取透明纸时不顺利，透明纸不能准确输送到包装位置导致检测停机。通过统计，每月每台设备因夹钳夹持透明纸不顺利引起的故障停机次数最高多达410次，每月故障率高达1.54％，严重影响设备的正常运行。
[0008] 经过长时间观察，导致夹钳部位故障率高的主要原因是：
[0009] (1)在夹取透明纸时夹钳活动夹头打不开或张开的度不足，无法满足呈波浪形的透明纸的夹取，导致故障停机。实际生产中，夹钳的固定夹头1和活动夹头3在夹取透明纸时的状态如图4，A是夹钳闭合状态，B是夹钳张开度不足状态，C是夹钳正常张开状态。(2)透明纸夹取不牢，在随夹钳移动输送中出现错位、松脱现象，导致故障停机。
[0010] 出现上述两点故障的根本原因是：从凸轮的转动到最后活动夹头的开合，之间通过一系列的摆杆、连杆、压杆以及转轴等机构来进行动力的传递，过长的传动链影响传动的精度；这一系列的传动件之间大量采用铰链结构，该结构在较高湿度的生产车间容易出现锈蚀现象，锈蚀影响机构动作的灵活性和可靠性，最终导致活动夹头开度不够或夹不紧透明纸。在实际的生产过程中控制压杆偏心轴支座处，锈蚀最为严重。
[0011] 2、增加了消耗、降低了生产率
[0012] 每次因夹钳夹取透明纸不顺利引起故障停机时均会产生2条以上透明纸包装不合格的产品。这些透明纸包装不合格的烟条需要人工进行返工处理，这无疑增加了人员的劳动强度、透明纸的消耗，同时降低了生产效率。
[0013] 3、透明纸夹钳的使用周期短
[0014] 活动夹头和固定夹头之间的夹紧力由压簧来实现，在这里压簧成为了一把双刃剑，既是夹紧力的施加者又是活动夹头打开的阻碍者。活动夹头传动部位的材质为铝合金，其张开动作是通过普通平键进行动力传递的。正常状况时，张开的动力需克服压簧的作用才能控制活动夹头打开，这个动作所需传递的扭矩较大。因此，作为动力传递的平键和活动夹头的键槽极容易磨损。活动夹头的键槽一旦磨损必将影响透明纸的正常夹取，通常情况下需要更换夹钳总成。经过统计，每台设备平均运行6个月会因活动夹头键槽磨损而更换夹钳总成，一个夹钳总成的价格接近1万元，这无疑是一笔巨大的费用损失。
[0015] 综合以上问题现状和分析结论，需要对现有透明纸夹钳开合控制装置进行改造，改造后的装置可用于YB95条盒透明纸包装机。
发明内容
[0016] 本发明克服了现有技术的不足，提供一种透明纸夹钳开合控制装置的实施方式，以期望可以解决透明纸夹钳部位故障率高、使用周期短、生产效率低的问题。
[0017] 为解决上述的技术问题，本发明的一种实施方式采用以下技术方案：
[0018] 一种透明纸夹钳开合控制装置，包括夹钳，夹钳由传动摆杆、活动夹头、固定夹头、夹钳架、盖板和连接轴组装形成，传动摆杆、活动夹头连接并装入夹钳架内，活动夹头活动连接到夹钳架上且其下方具有压簧，固定夹头固定在夹钳架上并位于活动夹头下方，盖板盖在夹钳架上；夹钳包括左夹钳和右夹钳，二者以所述连接轴连接实现同步开合，该装置还包括气缸，气缸的活塞直接作用在左侧夹钳的传动摆杆上为夹钳提供开合动力，该气缸由滚轮型二位五通机械换向阀控制做活塞伸缩运动，与所述机械换向阀配合的凸轮转动一圈时夹钳完成一个开合周期的工作；所述凸轮安装在一根转轴上，该转轴由电机驱动旋转；所述活动夹头通过心轴活动连接到夹钳架上。
[0019] 所述连接轴和两根传动摆杆组成动力传动组件。
[0020] 所述凸轮具有以下轮廓曲线：0°～33°逐渐打开夹钳，33°完全打开，33°～141°夹钳处于打开状态，141°～178°夹钳逐渐关闭，178°夹钳完全关闭，178°～355°夹钳处于关闭状态，355°～360°夹钳处于即将开启的状态。
[0021] 所述气缸的作用点选择在左夹钳的传动摆杆上销轴的锁紧螺钉处。
[0022] 所述气缸安装在左夹钳的盖板上。
[0023] 所述气缸的型号为SDA16×10。
[0028] 与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：
[0029] (1)完全抛弃凸轮、摆杆、连杆、控制压杆、滚子臂、转轴等现有传动链，避免过长的传动链以及铰链动作不灵活带来的传动精度影响。
[0030] (2)将与滚子臂连接的转轴脱离开，并拆除滚子臂，实现新方案运动与原设计的运动分离。
[0031] (3)让转轴变为心轴，不再作为动力的传递轴，这样就消除了与支座处锈蚀以及传动键和键槽磨损带来的隐患。
[0033] 图1为现有透明纸夹钳装置装配爆炸图。
[0034] 图2为现有透明纸夹钳装置结构图。
[0035] 图3为现有透明纸夹钳开合控制装置工作原理图。
[0036] 图4为现有透明纸夹钳不同状态夹持波浪形透明纸的模拟图。
[0037] 图5为夹钳结构示意图。
[0038] 图6为夹钳爆炸图。
[0039] 图7为盖板和电机安装示意图。
[0040] 图8为心轴示意图。
[0041] 图9为YB65条盒纸包装机的局部结构。
[0042] 图10为凸轮的轮廓曲线。
[0043] 图11为凸轮零件图。
[0044] 图12为安装支架示意图。
[0045] 图13为气路连接图。
[0046] 图14为本发明工作原理图。
具体实施方式
[0047] 为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0048] 实施例1
[0049] 透明纸夹钳开合控制装置，包括夹钳，夹钳由传动摆杆、活动夹头、固定夹头、夹钳架和盖板组装形成，传动摆杆、活动夹头连接并装入夹钳架内，活动夹头活动连接到夹钳架上且其下方具有压簧，固定夹头固定在夹钳架上并位于活动夹头下方，盖板盖在夹钳架上；夹钳包括左夹钳和右夹钳，二者以一根用于传递开合动力的连接轴连接实现同步开合。传动摆杆下压时会带动活动夹头以其与夹钳架连接点为转轴进行小幅度的旋转从而打开夹钳。
[0050] 具体地说，如图5所示，左夹钳的结构是：传动摆杆与活动夹头连接在一起，一起安装在夹钳架内，并被盖板锁在夹钳架内，活动夹头下方有压簧，固定夹头固定在夹钳架上，位于活动夹头下方，形成完整的左侧夹钳。右夹钳和左夹钳具有基本相同的结构。
[0051] 如图6所示，左夹钳传动摆杆41的端部和右夹钳传动摆杆42的端部通过一根连接轴16连接，左夹钳传动摆杆被下压时通过该连接轴传递压力使右夹钳传动摆杆同时被压下，当左夹钳传动摆杆受到的压力消失时，右夹钳传动摆杆受到的压力同时消失，这样左夹钳和右夹钳能够同步开合。如图5所示，气缸作用在左夹钳的传动摆杆上，作为夹钳打开的动力源，由于传动摆杆的制造材质为铝合金，因此气缸作用点选择在左夹钳传动摆杆的销轴的锁紧螺钉17处，这样可以避免活塞对摆杆的伤害。如图7所示，左夹钳活动摆杆锁定螺钉上方的盖板上具有装配孔18，气缸29安装在该盖板上。通过现场对夹头上盖板外形尺寸以及夹钳往复运动通过的最小空间的测量，确定气缸的外形尺寸在长宽高方向都应小于30mm。通过现场对活动夹头最大张开度的测量，同时考虑夹头上盖板的厚度，确定气缸的活塞行程不能大于17mm。在确定气缸外形尺寸和行程范围后，选择SDA16×10的气缸作为夹钳开合的控制气缸。
[0052] 现有技术使用了长转轴支撑左侧活动夹钳的转动，并传递动力。采用气缸作为夹钳开合的控制装置后，原动力传动轴就只具有支承左侧活动夹钳头转动的作用。如果继续采用长转轴必将出现以下两点问题：(1)该轴与支座配合部位依旧存在锈蚀现象从而影响夹钳的开合；(2)该轴与活动夹钳头通过平键实现动力传递，装配时需要两者间的配合部位完全对正(键与键槽、轴与孔)，这样必然会增加安装难度。因此，在现有技术的基础上，本发明撤出了滚子臂，将左夹钳活动夹头上的长转轴转换为短心轴。活动夹头通过心轴活动连接到夹钳架上。心轴的轴部是由直径不同的两段同心轴组成，且较大的轴部一端具有轴帽19，较小的轴部一端具有螺纹20，以一个螺母配合，将左夹钳的活动夹头连接到左夹钳架上，左夹钳的活动夹头开合时，它以心轴为转轴呈现小角度的旋转。心轴结构如图8所示。
[0053] 凸轮、换向阀装配效果如图9所示。以滚轮型二位五通机械换向阀作为控制元件，控制气缸动作，而机械换向阀22由凸轮21控制。凸轮转动一圈对应夹钳应完成一个周期的工作，因此凸轮的安装轴必须是转动一圈要能完成一个完整周期工作的连续转动的轴。YB95条透明纸包装机与YB55小盒透明纸包装机、YB65条盒纸包装机统称ZB45包装机组的下游机，它们三者的动力都是来自一个电机。将凸轮到YB65条盒纸包装机的条盒纸钢印压印辊轴23上，该轴通过齿轮24进行传动，具有恒定的传动比，并且转动一圈完成一张条盒纸的输送以及钢印的压印任务。这个运动周期与夹钳往复运动完成一次透明纸的夹取和输送完全一致，同时该轴便于凸轮的安装调试，在轴的附近还具备换向阀的安装条件。
[0054] 凸轮的轮廓曲线如图10所示，根据轮廓曲线画出的凸轮零件图如图11所示。与滚轮型机械阀配合的凸轮轮廓曲线是：0度至33度逐渐打开夹钳，33度完全打开，33度至141度夹钳处于打开状态，141度至178度，夹钳逐渐关闭，178度夹钳完全关闭，178度至355度夹钳处于关闭状态，355度至360度夹钳处于即将开启的状态。
[0055] 机械换向阀通过安装支架安装到凸轮的下方，安装支架的结构如图12所示。安装支架上的三个M4的螺纹孔25作为机械换向阀的安装连接孔；底面上两个8.5mm的长孔26作为安装上机的安装孔，设计长孔的目的是方便调整机械换向阀的上下位置，实现机械换向阀滚子27在凸轮外轮廓低点28时两者刚好接触，见图13。
[0056] 气路连接如图13所示，机械换向阀连接在安装支架上，机械换向阀滚子27在凸轮21外轮廓低点28时两者刚好接触。在安装气缸29和机械换向阀22的过程中，需要连接气管，机械换向阀具有A、B、P、R、S五个接口，其中，P接口作为进气口与输入的正压气源连接，A接口与气缸活塞的回退接口连接，B接口与气缸活塞的伸出接口连接，S和R接口作为排气口。
为了避免气缸在随夹钳往复运动中摩擦到第一提升通道侧边的负压管，将气缸上表面靠近负压管的棱边倒角3×45°。
为了避免气缸在随夹钳往复运动中摩擦到第一提升通道侧边的负压管，将气缸上表面靠近负压管的棱边倒角3×45°。
[0057] 本申请的工作原理如图14所示。当凸轮21轮廓处于低点区域时，正压气源由机械换向阀22的A接口进入气缸29的活塞回退口，控制活塞回退，此时夹钳活动夹头3在压簧作用下处于闭合状态；当凸轮轮廓处于高点区域时，控制换向阀换向，正压气源由机械换向阀B接口进入气缸活塞伸出口，控制活塞伸出并克服弹簧作用力控制夹钳活动夹头打开。
[0058] 采用气缸直接作用摆杆控制夹钳开合，避免长传动链带来的传动不精确。夹钳的张开由气缸直接控制，通过长时间的使用后，活动夹头的张开量依然能够保持恒定，确保透明纸夹取顺利。对比现有技术在运行1-2个月后，活动夹头张开量逐步变小并影响取纸，这是最直观的效果。夹钳闭合时，压簧的力完全作用在夹头上，不在受转轴和滚子臂的约束，夹纸更牢固，避免了夹钳移动输送中的错位、松脱现象。夹钳的开合应与夹钳的往复运动相配合，松开凸轮对轴的锁紧螺钉周向转动凸轮即可轻松实现夹钳的开合相位调整。本发明完全避开了现有技术的短板，影响夹钳开合以及活动夹头损坏的问题迎刃而解，因此使用周期大幅提高。在采用本发明的技术方案后每月每台设备因夹钳夹持透明纸不顺利引起的故障停机次数最高仅为18次，故障率为0.06％，对比现有技术的410次和1.54％有明显的效果。
[0059] 尽管这里参照本发明的解释性实施例对本发明进行了描述，但是，应该理解，本领域技术人员可以设计出很多其他的修改和实施方式，这些修改和实施方式将落在本申请公开的原则范围和精神之内。更具体地说，在本申请公开的范围内，可以对主题组合布局的组成部件和/或布局进行多种变型和改进。除了对组成部件和/或布局进行的变型和改进外，对于本领域技术人员来说，其他的用途也将是明显的。
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