一只南美洲亞馬遜河流域熱帶雨林中的蝴蝶，偶爾扇動(dòng)幾下翅膀，可以在兩周以后引起美國(guó)得克薩斯州的一場(chǎng)龍卷風(fēng)。而一本無意中掉落的書籍，則可以激發(fā)人們的創(chuàng)新思維，引導(dǎo)他們突破技術(shù)關(guān)卡。

“改造過后，裝封箱機(jī)運(yùn)行順利嗎？”江蘇中煙工業(yè)有限責(zé)任公司淮陰卷煙廠生產(chǎn)制造處卷包工段此前改造了一臺(tái)裝封箱機(jī)，生產(chǎn)制造處負(fù)責(zé)人十分關(guān)注設(shè)備后續(xù)運(yùn)行情況，近日在日常巡檢時(shí)專門找開機(jī)工了解情況。

“自從增加了翻轉(zhuǎn)裝置，終于實(shí)現(xiàn)了‘封箱自由’，再也不用‘機(jī)器不停我不停，辛辛苦苦裝條煙’了！”人工裝箱這個(gè)困擾已久的難題終于解決，開機(jī)工們無不興高采烈。

隨著產(chǎn)能提高，淮陰卷煙廠常規(guī)煙裝封箱機(jī)數(shù)量已無法滿足封裝需求。究其原因，在于兩臺(tái)FK高速機(jī)機(jī)型不同，條煙拉線方向相反，且輸送至裝封箱機(jī)時(shí)方向也不同，造成條煙包裝外觀檢測(cè)裝置誤檢，必須各自占用一臺(tái)裝封箱機(jī)而無法合并裝箱，導(dǎo)致其他常規(guī)煙機(jī)臺(tái)只能進(jìn)行人工裝箱。人工裝箱不僅造成現(xiàn)場(chǎng)雜亂，還無法及時(shí)對(duì)每一條煙進(jìn)行外觀檢查，增加了質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)。

既受場(chǎng)地限制無法加裝新設(shè)備，又要解決人工裝箱問題，這個(gè)棘手的任務(wù)落在了生產(chǎn)制造處青年創(chuàng)新小組成員們的肩上。

組員們以“條煙、翻轉(zhuǎn)”為關(guān)鍵詞，翻遍了各大學(xué)術(shù)平臺(tái)，都沒能找到有用信息，兄弟工廠也沒有相關(guān)改造案例可以借鑒。正當(dāng)組員們一籌莫展時(shí)，一本無意中掉落的書籍引起了大家的注意。

“你們看，這本書掉落以后翻轉(zhuǎn)了180°，正好翻了個(gè)面。如果把一條煙看成一本書，這樣一翻轉(zhuǎn)，不就是咱們想要的結(jié)果嗎？”一位組員說道。

大家立馬展開頭腦風(fēng)暴，借鑒氣動(dòng)式條煙翻轉(zhuǎn)裝置設(shè)計(jì)原理，提出了研發(fā)條煙翻轉(zhuǎn)裝置的構(gòu)想。他們打算通過控制高壓空氣吹氣，讓條煙利用自身重力，在自由落體過程中實(shí)現(xiàn)從正面到背面的翻轉(zhuǎn)。

還來不及高興，大家就發(fā)現(xiàn)了一只“攔路虎”。原來，該裝置對(duì)吹氣的斜坡角度和條煙的運(yùn)輸速度都有嚴(yán)格要求，而兩臺(tái)高速機(jī)生產(chǎn)速度很快，條煙連續(xù)無間隙運(yùn)輸，在斜坡上翻轉(zhuǎn)時(shí)容易堆積，從而造成裝封箱機(jī)停機(jī)。

想要裝置正常運(yùn)行，就要使條煙輸送由單道變?yōu)殡p道，分條減速，讓條煙之間保持一定距離。

經(jīng)過觀察，組員們發(fā)現(xiàn)，要實(shí)現(xiàn)翻轉(zhuǎn)就必須預(yù)留一定空間，因此翻轉(zhuǎn)裝置只能安裝在單道變?yōu)殡p道處。在充分考慮裝置空間需求的情況下，小組將調(diào)向裝置分為輸送裝置、分條裝置和翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)3個(gè)部分，并通過多組試驗(yàn)，綜合各項(xiàng)因素，最終選定了輸送支架、輸送帶、配套電機(jī)和擋板材料，確定了輸送裝置的長(zhǎng)度，并利用擬合分析法確定了輸送帶的張緊度。

接下來是設(shè)計(jì)分條機(jī)構(gòu)。要使條煙平穩(wěn)地自由落體翻轉(zhuǎn)，輸送過程中要有一個(gè)停止動(dòng)作。小組設(shè)計(jì)分條機(jī)構(gòu)，當(dāng)條煙觸碰到擋板時(shí)發(fā)出信號(hào)，利用氣缸推力將條煙推離輸送帶，達(dá)到阻止條煙繼續(xù)向前運(yùn)動(dòng)的目的。

氣缸推出后，需要一個(gè)信號(hào)回到原來位置。經(jīng)過多次討論，小組成員設(shè)計(jì)了左右雙軌道，即前面的條煙被推出、后面的條煙觸碰擋板時(shí)，檢測(cè)器再發(fā)出一個(gè)信號(hào)，讓氣缸回到原來位置，并將第二個(gè)條煙推向另一邊。此外，他們?cè)O(shè)計(jì)了一個(gè)S形推板，方便氣缸在往復(fù)運(yùn)動(dòng)的同時(shí)，將條煙推向左右兩側(cè)。

推板將條煙推出后，條煙利用自身重力完成翻轉(zhuǎn)，該過程需要一個(gè)支點(diǎn)。工程師石中運(yùn)用黃金分割法確定了支點(diǎn)到條煙滑道的最佳尺寸，并通過10組試驗(yàn)進(jìn)行了驗(yàn)證。

為了使條煙在翻轉(zhuǎn)過程中平穩(wěn)無損地落在下一階輸送帶上，他們還設(shè)計(jì)了一個(gè)滑道。工程師毛治建利用兩次擬合分析，確定當(dāng)滑道弧度為90度時(shí)效果最好，并通過試驗(yàn)驗(yàn)證了這一數(shù)值。

正當(dāng)大家看到勝利的曙光時(shí)，卻猝不及防殺出個(gè)“程咬金”來。原來，在試驗(yàn)過程中，組員們發(fā)現(xiàn)條煙在被推板推出時(shí)偶爾會(huì)產(chǎn)生損傷。通過觀察，他們發(fā)現(xiàn)這是由于在輸送過程中，條煙觸碰到擋板時(shí)產(chǎn)生一個(gè)反彈力將其彈回，磕碰到了翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)邊緣。

中級(jí)診斷師朱永忠和工程師劉斌借鑒GD機(jī)型相關(guān)設(shè)計(jì)，準(zhǔn)備加裝一個(gè)止回塊。但問題又來了：止回塊裝在哪兒呢？若位置太高，起不到減緩碰撞作用；位置太低，則有可能造成條煙表面損傷。同時(shí)，若止回塊距離擋板太遠(yuǎn)，起不到止回作用；距離太近，則有可能造成條煙邊角損傷。為此，他們通過試驗(yàn)，確定了將止回塊安裝在距離擋板300mm、輸送帶55mm處的最優(yōu)方案。

綜合利用正交試驗(yàn)、黃金分割法和擬合分析等方法，小組最終成功設(shè)計(jì)并研制出條煙豎向翻轉(zhuǎn)裝置，解決了條煙方向不一致問題，實(shí)現(xiàn)了兩臺(tái)FK機(jī)生產(chǎn)同牌號(hào)條煙合并使用一組裝箱設(shè)備。

此次技術(shù)創(chuàng)新填補(bǔ)了行業(yè)相關(guān)領(lǐng)域空白，具有較高推廣應(yīng)用價(jià)值，相關(guān)成果已取得專利授權(quán)。