纸箱堆垛机纸箱运输机构的升级研究

古力,焦阳,李泽惠 ,余昆杰

红云红河集团昆明卷烟厂  650000 

摘要：纸箱堆垛机在运行过程中，主要由底部的气缸驱动纸箱运输机构往复运动，进而实现纸箱的摘取、折叠及堆放动作。由于设备运行过程中驱动气缸活塞杆易受纸箱掉落、偶发性外力碰撞等因素造成活塞杆损坏，影响设备稳定运行，且气缸频繁受损更换导致设备维护费用高涨。为解决上述问题，研究设计一种纸箱堆垛机伸缩气缸保护组件，避免活塞气缸在往复运动时受外力作用而破损、失效，提升设备稳定性的同时降低设备维护成本。

关键词：纸箱堆垛机；伸缩气缸；气缸保护组件

一、背景介绍

目前，在进行纸箱堆垛时，取箱机械手将烟包上的纸箱取下后，固定在往复移动撑杆小车下方的伸缩气缸活塞杆伸出到位，带动其运行至最远端与取箱机械手配合，将纸箱放置在往复移动撑杆小车上；然后气缸活塞杆缩回到位，纸箱堆垛夹取装置夹住纸箱，纸箱堆垛机夹取装置从斜向上方向拖动纸箱至堆垛位置处进行纸箱堆垛。

在纸箱进行堆垛的过程中，往复移动小车在伸缩气缸作用下气缸活塞杆伸出，带动其向前移动，到位后接取下一个纸箱，由于纸箱重量较大并时常出现破损情况，导致纸箱堆垛夹爪在夹取纸箱拖动过程中会出现抓不住纸箱情况，造成纸箱掉落并砸中活塞杆的情况。如下图所示：

1-机架  2-往复移动小车  3-纸箱堆垛机夹爪  4-伸缩气缸  5-堆垛台  6-小车运行导轨  7-纸箱

上述问题易造成伸缩气缸活塞杆变形。目前，操作人员发现纸箱掉落后，手动来取掉落纸箱时，因空间狭小，易踩踏在伸缩气缸活塞杆上，致使活塞杆进一步变形，最终会导致往复移动撑杆小车无法正常移动运行。因此，需设计一种纸箱堆垛机伸缩气缸保护组件从而对纸箱运输机构进行升级改造，有效避免纸箱坠落以及偶发性外力对伸缩气缸活塞杆造成的破坏，从而提高往复移动撑杆小车运行的稳定性及设备使用寿命。

二、升级方案

通过前期研讨设计，拟定所设计的气缸保护组件主要包括：撑杆支架、撑杆、直线轴承、安装板等。撑杆支架通过支脚固定在地面上，其内部设有供撑杆移动的容腔，直线轴承设有两个，安装于撑杆支架内部，撑杆穿过两个直线轴承。直线轴承采用直线轴承箱式SC系列[SC30VUU]，其轴承内径为30mm，在满足直线轴承能装入撑杆支架内的前提下尽可能提升撑杆的直径尺寸，进而保障撑杆受力能力及往复移动小车运动稳定性。安装板设于撑杆靠近往复移动小车的一端，其上设有定位孔，螺栓穿过定位孔后与往复移动小车下部固定连接，通过伸缩气缸带动撑杆伸出或缩回，在直线轴承的作用下，可以为往复移动小车的往复移动提供支撑、稳固的作用。具体结构如下图所示：

本方案中所研究设计的伸缩气缸保护组件设于伸缩气缸两侧，撑杆由硬度较强的刚才制成，其安装高度高于伸缩气缸20mm，用于避免纸箱堆垛夹爪运行过程中掉落的纸箱砸到伸缩气缸的活塞杆；同时起到把持往复移动小车运动轨迹与气缸伸缩运动轨迹平行的作用，避免设备运行时往复移动小车会对气缸施加过大的径向力，确保了设备运行过程中伸缩气缸能够稳定工作，延长伸缩气缸的使用寿命。此外，当操作维修人员需穿梭于设备内部拿取掉落纸箱或维修该位置的设备时，两侧的伸缩气缸保护组件能够为其提供着力点，供人员踩踏，在确保人员人身安全的前提下避免人员对活塞杆踩踏而造成设备损伤。

三、结语

通过对纸箱堆垛机纸箱运输机构的升级改造，彻底解决了因伸缩气缸受损导致的设备故障停机问题，充分保障了设备运行稳定性；此外伸缩气缸的平均使用寿命由改造前的5个月提升至24个月，为生产制造节约了大量成本费用。本项目内容在同类设备中具有较高的推广借鉴价值。

参考文献

【1】杨家均，机械系统创新设计【M】，华中科技大学出版社，2000

【2】邹慧君，机械运动方案设计手册【M】，上海交通大学出版社，1994

【3】锅东云，气缸活塞杆与衬套间冲击的仿真研究，北京理工大学，2016

姓名：古力

单位及邮编：红云红河集团昆明卷烟厂650000

第二作者：焦阳  红云红河集团昆明卷烟厂

第三作者：李泽惠  红云红河集团昆明卷烟厂

第四作者：余昆杰 红云红河集团昆明卷烟厂