超高速硬盒包装机组是引进德国公司硬盒包装技术的国产化设备，额定生产能力为 800 包/min［1-2］。机组中的硬条及条外透明纸包装机 ，采用了硬条及条外透明纸包装技术［3-4］，主要完成条盒及条外透明纸的包装工作，具有结构简单、易于操作、包装速度快等优点。但包装机烟条提升采用的是堆叠式提升结构，堆叠塔中至少累积 23 条烟才能完成提升工作，一旦缺烟或上游设备故障，烟条会堆积在具有加热美容功能的堆叠塔中无法排空，需要及时手动除烟，否则就会因烟条受热时间过长，导致透明纸皱缩，影响外观质量，造成原辅材料浪费。近年来，针对包装机已进行了相关研究和改进，吴建军等［5］研究了美式条盒纸的拉带逆时针包装问题，满足了设备包装形式的多样化需求；孙斌［6］改进了条盒纸侧面上的长边折叠器，缩短了设备调试周期；张志盛等［7］对条盒透明纸端面美容器进行了改进，改善了条盒包装的外观质量；吴建军等［8］ 对条盒包装第二推进器的润滑环境进行了改进， 保证了设备的良好运行。但上述改进仍未能解决烟条提升模块故障率高、原辅材料浪费等问题。为此，通过对堆叠式提升美容装置的工作原理进行分析，改变烟条相互堆叠的提升方式，减少加热器数量，以降低设备故障发生率，提高烟条外观包装质量。

1 问题分析

包装机的堆叠塔提升美容装置主要由推烟提升机构、止退机构、端面美容器、侧面美容器等部分组成，见图 1。在生产过程中，烟条在同步齿形带 9 的带动下，沿水平成型通道从右向左运动，同时完成两端面透明纸的折叠及第一次热封。当烟条输送到最左端滑块 6 上方时，由摆杆 8、气缸杆 7、滑块 6 等组成的连杆滑块机构［9］将烟条 2 向上提升至止退板 5 上方，在端面美容器 4

1. 侧面美容器   2. 烟条   3. 导向毛刷   4. 端面美容器   5. 止退板   6. 滑块   7. 气缸杆    8.摆杆    9. 同步齿形带 10. 导 向 板

图1 堆叠式提升美容装置结构示意图

分析发现，堆叠塔提升美容装置在运行过程中存在以下问题：①机器正常运转时，止退板 5 上的第一条烟始终受到上方 22 条烟的挤压，承载过重容易使包装好的烟条边角处有压痕，影响包装质量。②由于导向板 10 是加热板，在提升过程中烟条两端面被多次加热，造成端面透明纸出现过热和皱缩现象。③提升装置在滑块 6 的作用下，依靠 23 条烟相互堆叠作用而向上提升，当机器待机或停机时，水平成型通道中没有烟条输送，滑块6 出现无效运动，23  条烟就会堆积在堆叠塔中无法及时排空，需要手动将烟条取出，操作不便，并造成原辅材料浪费。

2. 改进方法

为解决上述问题，需要改变烟条相互堆叠的提升方式，并减少加热器的数量。改进后提升美容装置主要由第六面美容装置、“一条一推”提升导轨、“一条一推”提升动力及传动系统等部分组成。其中，增加第六面美容器用于对烟条进行全方位美容，提高产品包装的外观质量；“一条一推”提升导轨通过固定与滑动导轨的相互作用，将烟条从止退板提升到顶端；“一条一推”提升动力及传动系统主要为烟条提升提供动力，改进后由独立伺服电机作为动力源，以两条同步带传动链、两组齿轮齿条机构作为动力传输纽带，齿条机构带动滑动导轨上下往复运动，并通过滑动钩与固定导轨上的固定钩相配合，实现烟条等间隔提升。

1. 1. “一条一推”提升导轨的设计

“一条一推”提升导轨由左右两个对称的提升导轨组成，每个提升导轨又分为固定导轨和滑动导轨两部分。提升导轨的连接方式：固定导轨 1 通过螺钉固定在墙板 2 上，保持不动；固定导轨 1 上安装了若干个固定钩 4 和导向轴 7，每个固定钩底部均安装有压簧，当烟条向上输送通过固定钩时，固定钩在压簧的作用下缩进凹槽中避让，而当烟条两端面完全通过后，固定钩在压簧弹力作用下迅速弹回；导向轴 7 通过滚针.

3.结论

基于堆叠式提升结构改进设计的“一条一推” 烟条提升美容装置，以独立的伺服电机为动力源， 以两条同步带传动链、两组齿轮齿条机构作为动力传输纽带，在滑动导轨、固定导轨相互配合下实现烟条等间隔提升，同时增加了第六面美容装置对烟条进行全方位美容。应用效果表明，改进后烟条提升模块停机故障降低 28.5%，报废烟条数量降 低 76.4% ，包 装 质 量 不 合 格 烟 条 数 量 降 低25.8%，烟条外观质量缺陷比例降低 16 百分点，有效提高了设备有效作业率，降低了原辅材料消耗， 改善了烟条外观质量。

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