纸币清理机的捻辊设计

杨宗霖

摘 要：钱币清理是公交车、地铁无人售票等场所必须得完成的工作。采用人工完成，其工作量大、繁琐，且效率低下。文章从实际应用出发，设计一种带有颗粒的螺旋式捻辊，可实现纸币（特别是有折叠的纸币）的清理功能，其效果较好。

关键词：捻钞橡圈;螺旋;摩擦;捻伸

在公交无人售票车、无人售货柜、地铁售票机等场所，都设有自动投币系统，极大地方便了消费者。所投币种有纸币和金属币，因此，定期清理钱币时，将会对钱币进行分类、整理及清点。目前，钱币的清理工作主要靠人工，其工作量大，效率低下。特别是有折叠的纸币，需要人工用手搓捻、抚压、整平及分类，工作极其繁琐，其效果也不理想。

银行点钞机只能对已整平及分好类的纸币进行点数，遇到有折叠的纸币就会出故障，其清点工作就会停止，需人工干预，所以，点钞机只能实现有限的清点功能。

针对上述现象，文章拟设计纸币整理装置，解决纸币（含有折叠）的清理问题。

一、点钞机捻钞橡圈

对纸币进行整理，首先要解决的是对有折叠纸币的整平。如果采用目前点钞机捻钞橡圈对折叠纸币进行捻平，通过试验，发现基本达不到捻平目的，原因如下：

（一）摩擦阻力

由于捻钞橡圈材质较为柔软，且橡圈呈卷曲状粘在转轴上，因此提供的摩擦力较小，不足以分开纸币的折叠。若加大橡圈与纸币的接触面积，或者更换能提供更大阻力的橡圈材料，由于过大的摩擦力将会把纸币带出工作区，故而达不到目的。

（二）阻力方向

橡胶片粘结在同一圆周上，因此，当橡圈旋转时，橡胶片对纸币将产生切向力Fx（对纸币产生翻捻的力）及法向力Fy，（对纸币底面产生摩擦阻力）。当纸币有折叠时，切向力将会使折叠纸币的上面产生错动，使折叠纸币捻伸摊平，但这种几率不高，特别是纸币放置不正（与切向力方向不平行），或者折叠方向反向，则会捻伸失败。

二、纸币整理装置设计

针对点钞机捻钞橡圈捻伸折叠纸币的缺陷，通过分析和试验，应从以下加大切向力并调整力方向二个方面来解决。

（1）首先，将胶片材料更换成带有颗粒的橡胶（可采用乒乓球拍上的胶皮），以增加橡圈对纸币的翻捻力。

（2）将带有颗粒的胶皮呈螺旋状状以一定的间隔（导程）缠绕在旋转轴上，并适当增加轴向长度。根据上述分析，设计的螺旋式捻辊。

（3）纸币受力分析。将螺旋式捻辊以一定的压力压在纸币上，并将捻辊旋转，此时无论纸币的折叠方向、或放置有偏斜，都能将折叠纸币捻伸平直。

捻辊以一定压力压在纸币上，切向力分解，可使纸币的最下面与支撑面产生较大的摩擦力而相对静止不動，利于折叠面的上边在切向力作用下有相对运动。

由于胶皮是螺旋状的圆柱表面，因此，当捻辊旋转时，胶皮对纸币施加的作用力除了切向力Fx外，还有轴向力Fz，因此在受力面，Fx和Fz的合力方向与轴线方向不垂直，有一定的偏角，偏角的大小与导程有关。正是由于此偏角，使得带有颗粒的胶皮较为容易地带起纸币折叠边，实现其捻伸而成平直状态。

三、结语

采用螺旋式捻辊对有折叠的纸币进行捻伸，由于捻辊的摩擦力大，翻捻力合理，从而有效地达到清理纸币的目的，且效率较高。如果支撑板辅以发热材料，使之有一定的温度，则捻伸平整的纸币原先由于折叠造成的变形得以恢复，其效果更佳。

参考文献

[1] 马红艳.浅谈点钞机结构的兼容性设计[J].金田，2013（04）.