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1、年第期牙 膏 工 业将 GZ150 双支牙膏灌装机改造成为美晨旅游牙膏自动对光灌装机叶志鹏( 美晨集团股份有限公司 广州 )目前, 中国牙膏企业中普遍使用的国产灌装机为世纪年代开发 的神弓型自动灌装机 。该灌装机主要用于灌装管径为家庭装牙膏 , 生产实际最高速度约为每分钟支。随着时代的变迁,一次性报废实在过于浪费 。因此,如何改造神弓自动灌装机 , 使其能重新投入生产就成为了许多牙膏 生产企业的 重要课题。如果研究成功 , 可能会为企业直接带来近百万的设备投入方面的节约。经过反复思考 , 笔者发现 , 在牙膏行业中,旅游牙膏的市场还有相当大的可开发空间。目前,许多厂家还是使用宁波产的单支灌装机
2、进行灌装,支/分钟,人灌装 , 效率相当低,而且只能灌装塑料管旅游牙膏 。如果能将神弓自动灌装机改造成为四支旅游牙膏灌装机,且使其具有自动对光性能,铝管及塑料管可以 切换, 生产能力大于支/分钟( 最高约支/分钟) ,人灌装 ,此项目必定会为带来丰厚的利润。于是, 自年月开始 ,笔者开始在这方面进行了研究开发, 经过年多的努力,终于在年月, 将该设备成功改造 , 各项指标均达到了预期目标。现在已有两台设备在美晨集团旅游用品厂正式投入使用 。在以下篇幅中,该设备将命名为。.的开发意义这个改造研究项目是国内首创的 ,具有大胆创新, 与时俱进的意义 。这个项目将给旅游牙膏行业的灌装设 备带来一次 重
3、大变革。投入小,回本周期短 ,收益大。每台灌装机一次性改造费用约为万元左右。投入使用后,每条线需灌装工名 ,每分钟能生产出最少支旅游牙膏 , 一班下来, 约能生产. 万支( 以每班. 小时计算) 。而原来单支机生产 ,名灌装工 , 一班下来 , 只能生产约 . 万支( 以每班 . 小时计算) 。表设备灌装工( 人)每班生产能力( 万支)单支机百分比 %.实际人均生产力提高了约%同时,设备因采用变频技术、 现代传感技术及控制技术改造 ,所以发生故障而造成的零件损耗将减小%以上, 备件投入节约 . 万元左右 ,维修工时也大幅下降。. 神弓自动灌装机性能分析传动原理如图所示。由于该设备是为生产家庭装
4、牙膏所设计的,其管座最大直径为,管座转动链的工位精度要求并不高。铝管输送链示意简如图。图中柱状表示的是灌装工位 、对光工位,两个圆表示工位偏差的两个极 。由于原来生产的家庭装牙膏管管径较大 ,所以能容忍的偏差范围也大。如果灌装的是旅游牙膏,管径为,管座由座支 ,变为座支 ,管座最大径为, 则不能满足要求。所以, 该设备改造时工位精度要求牙膏工业跳动所置 ,参看图。年第期提高。而造成工位不精的原因 ,经分析发现,主要是分度机构磨损之后 , 管座传动链前后图故障由于升高头穿越管座,如果管座链走位 ,将发生严重撞机。故障原设备的灌装步进机构采用分度槽轮机构。带动槽轮的小星轮轮轴比较容易松脱 ,当小星
5、轮入位不准时 , 就会撞到槽轮的外壁图上,造成设备严重受创 。而原设备的保护方式落后 ,管座走位安全保护设计如下( 见图 ) : 动力传到转轴 ,转轴通过双键带动上转盘 , 上转盘用压簧向下压,通过圆周均布的颗钢珠带动下转盘 ,下转盘即为管座链的转盘。当设备运行遇到阻. 神弓的常见故障分析经过长期观察 , 发现旧的传动系统常见故障如下 。年第期牙 膏 工 业力大于压簧压力时, 上转盘向上滑动,使位置传感器动作,通过控制电路切断电源 。机,使电机有足够的力量带动传动系统缓慢加速到正常运转速度 , 然后电流回复到正常安培数。如果有“故障 ”所提及的现象 ,电机受到的阻力突然增大 ,电流瞬间升高 ,
6、变频器将在 . 秒的数量级内将灌装机急停 。我采用的是变频器,使系统由原来的驱动压降到, 设备使用更加安全了。图. 自动对光装置的研发根据上面的分析,总的来说 ,设计的难度主要集中在:. 座链运动过程中,各个管座不能准确地落到同一个工位 ,总有些或前或后的偏移 。( 参看图 ). 在一个有限的空间内布置个独立控制的步进电机带动支可以上下升降和转动的顶杆 。图. 即使设计出对光机构 ,还要求机构具有较高的零件加工精度和装配精度 。.对光机构的设计(程序)经过了一段时间的摸索 ,考虑到电机的体积和步速, 我们决定使用日本乐艾公司的步进电机及驱动模块 。具体的控制原理请参看广州设备管理年第期 。.
7、灌装杯的设计( 突破)图这种保护形式必须通过阻力激发 ,也就是说, 在撞击发生之后( 秒以上) , 才能做出保护。因此,该设备改造时保护方式要求改进。. 传动系统的改造由于原来的起动形式冲击较大 ,再加上旧的保护形式效果不好,经过考虑 ,决定采用变频器控制电源。变频器的使用 有以下 优点 : 起动平稳。在起动的 前秒, 它以较大的电流 驱动电图改造设计项目的技术核心主要有三点:. 灌装杯的设计 ;牙膏工业年第期国际标准化组织所要遵守的六项原则为了阐明和强 调协定 下国际 标准的 概念 , 并致力于这个目标的实现 ,委员会采纳了国际标准化组织应遵守的项原则 , 即透明 度、公开性 、协商一 致性
8、 、公正 性、有效性和相关性 、协调性和发展空间 。.透明度原则目前进行的工作计划以及正在考虑 的标准建议 和最终结果的所有重要 信息应 对所有成员 国的所 有利 益相关方开放 。.公开性原则国际标准 化组 织的 大门 应在 非歧 视的 基础上 对所有成员国的相关组织开放 。这将包括在政策 制定层面及在标准制定 的每一阶 段参与的 开放 , 如新 工作项目 的建议和采纳 、对建议的 技术计 论、对草 案建议 的提 交、现行 标准的审查 、标准的投票和采用及所采用标准的普及 。.公正性和协商一致性原则应为成员国所有 相关 组织 提供 参与国 际标 准制定的有意义的机会 , 应建立协商一致 程序
9、, 致力于考 虑利益相关方的观 点及调解 任务相冲 突的争议 , 以便使标 准制定过程对特定 国家 、地区 或供应商 的利益既 没有特权 又没有偏爱 。公正性原则 包括: 可以进 入工 作参与 、草案建 议的提交, 所表述的观点和提出的意 见的考虑 、经过协 商一致的 决定、信息和文件的获得 、国际标准的发放 、文件的付费 、转换国际标准成为地区或国家标准的权限 、国际标准的修订 。.有效性和相关性原则为了便利国际贸易 和消除 不必要 的贸易 壁垒 , 国际 标准需要相关地和有效地响应各国法规和市场以及科学和 技术发展的需求 。他们不应曲解 全球市场和对公 平竞争产 生的负面影响或阻 止革新
10、和技术 的发展 。此外, 当其 他国 家和地区 存在不同 的利益需 求时 , 不应 对特定国 家的特点 和要求给出优惠 。国际标准应尽 可能基于效能而 不应基于 设计或描述的特性 。.协调性原则为了避免制定相冲 突的国 际标准 , 国际 标准化 组织 应避免与其他国 际标 准组 织的 工作 发生 重复 和交叉 是重 要的。为此 , 与其他相关的标准组织合作与协调是根本的 。.发展空间在标准制定过程中应考虑到 发展中国家受 到的一些 局限, 尤其是不能有 效地参 与标准 制定的 情况 。应寻 求一 种行之 有效的方 法便利发 展中国家 参与国际 标准制定 工作 。在这一过程中发展中国家不应被实际
11、上排除在外 。. 对光机构的设计 ;. 动力系统的改造 。灌装杯的设计是相当关键的。从图我们可以看到杯体可以分为四个部分 。最上边的,是磨损后可以更换的索套 。采用了索套设计之后, 灌装杯不需要再因为插管口磨损而将整个杯体废弃( 台机,只铝杯) , 节约了大量生产维护费用。嵌着索套的部分我们称为中杯 ,中杯上部有一个台肩,下部设计成一定的弧度。灌装时 ,中杯被顶杆推至高位,如图左边所示( 实际只会同时上落 ,图只是为了说明个工位才这样画) 。对光时,位置要低一些 。这个弧度的作用相当重要 , 在灌装 之后, 它起到找 正的作用; 在对光时 ,它使中杯与改造后的外管座的磨擦减少 , 利于转动 ; 在管座链运动 的时侯( 参看图 ) ,中杯已在最低位 , 如图右杯所示,中杯与外管座接触面增大 ,中杯就自锁不会松动了, 从而保证了旅游牙膏夹尾工序的质量。中杯磨损之后 , 可以对中杯外壁进行反复电镀处理再用。这样也起到了很好的节约作用。中杯底部焊接了铁介子 ,起到受磁的作用, 对光顶杆以此带动中杯转动 。改造后的改管座 ,一座两杯的设计也是国内首创。. 总结与期望总的来说 ,这个设计是比较成功的 ,也是国内首创的。其传动系统部分的改造还可以推广到家庭装牙膏灌装机的改造上来。如果这项技术在美晨集团旅游用品厂全面推广后 ,估计将为公司每年带来万元左右的节约收入 。( 收稿日期 :年月日)