摘要：移动式翻箱机为烟草物流环节中的关键设备，其主要作用是将烟箱中的成品烟丝输送至下一工序。本文针对移动式翻箱机在卷烟制造环境中容易出现脏污、杂物堆积影响设备运行稳定性与精度等问题，研发了一种轨道清洁装置。本文详细分析了其研发思路、设计原理、具体构造以及实际应用效果。通过该清洁装置研发与应用，有效解决了轨道清洁难题，避免了故障的发生，提升了移动式翻箱机的运行效率和使用寿命，对相关行业类似设备的维护与优化具有一定的参考价值。
关键词：移动式翻箱机；轨道；清洁装置
一、背景
箱式存储自动化物流系统在烟草行业中的应用非常广泛，其采用现代物流技术和信息技术把成品烟丝装于箱内，再经链机、物流小车、移动式翻箱机和喂丝机等输送设备送至下游工序[1]。移动式翻箱机在其中扮演着重要的角色，广泛应用于物流输送、仓储等领域，用于对箱体进行翻转、转运等操作。而其轨道作为关键的支撑和导向部件，其清洁状况直接关系到移动式翻箱机运行的平稳性、准确性以及整体使用寿命。然而，在实际运行环境下，轨道上常常会积聚灰尘、杂物等，若不及时清理，会导致移动式翻箱机行走轮磨损加剧、运行阻力增大、定位精度下降等诸多问题[2]。因此，研发一种高效、实用的移动式翻箱机轨道清洁装置具有重要的现实意义。
展开剩余86%通过对生产期间翻箱机的故障查询统计发现，发生频次最多的故障为走行定位故障。经分析发生该故障的原因为移动式翻箱机的轨道上有污垢堆积。因此，为保证移动式翻箱机运行的稳定性，提高生产效率，须研发一种适用于实际生产环境的移动式翻箱机的轨道清洁装置。
二、移动式翻箱机的故障现象
某卷烟生产车间平均每一台移动式翻箱机对应下游工序10个机组，参见表1。当移动式翻箱机因故障停止超过10分钟，不仅对下游工序生产的连续性造成影响，长时间暴露在空气中的烟箱中烟丝的含水率也会受到一定影响，对卷烟的内在品质产生直接影响[3]。针对移动式翻箱机在1个月生产期间的故障情况进行统计分析发现，故障原因有开门极限故障、走行定位故障、翻箱超时故障。其中，走行定位故障次数较多，占比84%，参见表2。而引发该故障的主要原因为移动式翻箱机的轨道上有污垢堆积。因此，翻箱机运行轨道的污垢清洁问题亟待处理。
表1 翻箱机对应表
表2 故障类型及次数
三、故障分析
1.脏污来源
移动式翻箱机所处的工作环境较为复杂，在卷烟制造制丝环节，其翻箱过程中会有烟丝外溢，散落的烟丝在移动式翻箱机长期的碾压下形成积垢，如图1所示。同时，空气的流动也会携带灰尘不断沉降在轨道表面，日积月累便形成了大量脏污。
图1 移动式翻箱机轨道
2.清洁难点
传统的人工清洁方式效率低下，且难以保证在移动式翻箱机运行间隙及时进行清理，无法满足连续性生产的需求。另外，由于卷烟制造中制丝环节立库工段的特殊性，无法将移动式翻箱机彻底停下进行清洁保养，而普通的清洁工具难以适配移动式翻箱机轨道的特殊结构和运行工况，存在清洁盲区，无法彻底清除轨道各部位的脏污。只能将移动式翻箱机切换至手动状态后才进入移动式翻箱机工作区域进行清洁，耗时耗力，且存在一定安全隐患。
四、清洁装置设计与应用
1.设计目标
研发的轨道清洁装置需要具备自动化程度高的特点，能够在移动式翻箱机运行过程中或者定期自动对轨道进行清洁，确保轨道表面始终保持相对洁净的状态。同时，要具有良好的适应性，可适用于不同规格、不同工况下的移动式翻箱机轨道，并且清洁效果要显著，能有效去除各类脏污和杂物。
2.设计原理
基于轨道的线性结构、脏污附着特点及实际生产环境，考虑采用清扫原理。通过清扫部件将轨道表面的烟丝、灰尘等进行清扫，使其脱离轨道表面，从而达到轨道表面整洁的目的[4]。
3.轨道清洁装置设计
移动式翻箱机轨道清洁装置如图2所示，主要包括背板、底座、夹头机构和刷盘。其中，背板开设有安装孔，第一螺钉穿过安装孔与翻箱机的机架螺纹连接；底座呈L型结构，底座的一端与背板连接，底座的另一端连接有驱动件；夹头机构的一端与驱动件的输出端连接，夹头机构的另一端设置有夹紧端；刷盘的一端与夹紧端连接，夹紧端能够将刷盘的一端夹紧，刷盘的另一端设置有清洁刷。
背板安装在移动式翻箱机的机架上。当移动式翻箱机接到任务进行动作时带动清洁装置整体移动。驱动件的输出端驱动夹头机构运动，夹头机构带动刷盘的清洁刷相对轨道表面运动，清洁刷对轨道表面灰尘及污垢进行持续清洁，以保持轨道的清洁，有效避免了移动式翻箱机因轨道表面存在污垢而引起的移动式翻箱机定位不准确，减少移动式翻箱机走行定位故障的情况发生。
底座的另一端开设有第二条形孔，第二条形孔的延伸方向与第一条形孔的延伸方向呈夹角设置，第二螺钉穿过第二条形孔与驱动件螺纹连接。通过上述结构能够实现驱动件在第二条形孔延伸方向的位置调整从而实现对刷盘的位置调整，实现将刷盘的清洁刷调节至与轨道贴合的作用，有效避免了无效的清洁。作为优选的技术方案，第二条形孔的延伸方向与第一条形孔的延伸方向之间的夹角为直角。
驱动件的输出端设置有连接杆，连接杆与夹头机构的一端连接。通过上述结构驱动件的输出端通过连接杆与夹头机构的一端连接，以保证在移动式翻箱机运行时夹头机构位置不会跑偏。
图2 移动式翻箱机轨道清洁装置三视图
4.使用成效
设计制作清洁装置后，将其接入移动式翻箱机机载柜内，并在翻箱机电控程序中增加“地轨清洁”程序，安装使用环境如图3所示。“地轨清洁”程序包括定时时间、计时复位、电机启动条件、地轨清洁电机启动、手动模式等5段。当移动式翻箱机处于自动状态时，计时器开始计时，当计时满30min后，若翻箱机处于“前进”或者“后退”工作状态，同时翻箱机处于高位时，线圈得电闭合，通过接触器的闭合来控制清洁刷电机的启动，以此完成对轨道清洁，清洁装置持续工作11s。清洁完成后，计时器重新开始计时30min，进入下一清洁周期。
图3 安装后的移动式翻箱机轨道清洁装置
该装置投入使用后，运行正常。针对已安装清洁装置的移动式翻箱机在3个月内的故障情况进行统计发现，走行定位故障次数为0，成效显著，参见表3。移动式翻箱机也由原先停机保养模式转变为“边工作边清洁”模式，同时避免了移动式翻箱机因走行定位故障而造成的停机，进一步提高了设备效率。
表3 安装清洁装置后移动式翻箱机的故障情况统计
五、结论
本文结合移动式翻箱机的实际应用场景，针对其走行定位故障率较高的情况进行全面分析，设计并制作了轨道清洁装置，将移动式翻箱机走行定位的故障次数降为了0。最大程度地保障了生产的连续性，保障了产品质量。该装置为行业使用类似设备的企业提供了解决方案和设备优化思路，同时也可在其他同类型有轨设备上推广使用。当然，随着技术的不断发展以及实际应用场景的进一步拓展，该清洁装置在未来还可以继续优化，例如进一步提高清洁效率、降低能耗等，以更好地满足工业生产的需求。
参考文献:
[1]岳盛强.烟丝库翻箱机故障分析与改进[J].内燃机与配件,2017(17):83-84.
[2]李冬.移动翻箱机在烟丝物流系统中的应用与研究[D].北京工业大学,2016.
[3]洪凯强. 烟丝库翻箱机的使用与改进[J]. 科技信息,2012(29):180-181.
[4]吴兴强. 自动箱式储丝系统的设计与应用[J]. 烟草科技,2006(6):16-19.
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