YB95 型條盒透明紙包裝機端面折疊器的改進

付亞彬， 付 俊， 黃世海

（四川中煙工業有限責任公司成都卷煙廠， 四川 成都 610000）

0 引言

ZB25 軟盒卷煙包裝機組、ZB45 硬盒卷煙包裝機組是煙草行業各制造工廠目前廣泛使用的包裝主力機型。其生產能力為400 包/min，具有結構設計緊湊、自動化程度高、檢測齊全、性能穩定、設備有效作業率較高等特點[1]。但其輔機YB95 型條盒透明紙包裝機在對透明紙條包裹成型過程中易出現拉帶錯牙、端面褶皺、放射皺、松散等質量問題，其中以“條盒透明紙端面褶皺”最為明顯，導致產品返工率高、消耗大，操作工勞動強度大，維修調試頻次高，影響設備正常運行。

1 工作原理

1.1 YB95 型條盒透明紙包裝機的結構組成

條盒透明紙包裝機的結構由煙條共給系統、透明紙共給系統、拉線共給系統、包裹成型及熱封系統、輸出系統五部分組成。

1.2 透明紙的折疊原理

條盒透明紙的包裹成型是在第一提升機構提升、平移，第二提升機構再提升、再平移的多層運動中逐一完成其外層透明紙的折疊，折疊流程如下：

當第一提升器將煙條提升至頂端位置時，完成條盒透明紙的“〔”型折疊。此時，長邊折疊板將開始第一次工作，在超過煙條垂直面4 mm 的位置將其拖住。在第一提升器向下返回時，長邊折疊板開始對條盒透明紙長邊A 進行折疊。安裝在長邊折疊板上的端部短邊折疊塊，同時對煙條端部短邊B 進行折疊。隨后，橫向推送器將煙條推送至水平橫向輸送通道。在通道內的輸送過程中，分別完成煙條長邊C 的折疊、端部短邊D 的折疊、長邊熱封和端部長邊E 的折疊。進入第二提升通道后，煙條在提升工作過程中，完成端部長邊F 的折疊和端部熱封[2]。此時，條盒透明紙包裹成型工序全部完成。條盒透明紙折疊見圖1。

圖1 條盒透明紙折疊

2 存在問題

對卷煙廠卷包車間2018 年8—12 月26 組ZB45硬盒包裝機、ZB25 軟盒包裝機在生產過程中條盒透明紙端面褶皺質量缺陷次數進行統計分析，發現該質量缺陷問題平均高達54.2 次/月，嚴重影響設備生產運行。卷包車間2018 年8—12 月條盒透明紙端面褶皺質量缺陷次數統計見表1。

表1 卷包車間2018 年8—12 月條盒透明紙端面褶皺質量缺陷次數統計

3 原因分析

3.1 對透明紙分析

為滿足不同規格的卷煙產品工藝質量要求，相對適用的透明紙包裝膜也有所不同，較為常見的有普通膜、低收縮膜、高收縮膜等。同屬于卷煙包裝用BOPP薄膜，其具有一定的拉伸強度、沖擊強度、彈性模量和抗撕裂強度[3]。但在實際生產使用過程中這幾種透明紙包裝膜都不同程度地存在包裹折疊質量缺陷。

3.2 對折疊器分析

通過對條盒透明紙折疊機構和折疊過程的具體表現進行研究，發現左右端面折疊器2 和長邊折疊器3 是在煙條1 向前輸送的過程中同時對條盒透明紙進行長邊和端面進行折疊，是缺陷高發的主要原因。進一步分析煙條和透明紙運動至第一提升頂點時端面折疊器2、長邊折疊器3 和煙條1 三者在交匯處

4 mm 形成擠壓。由于BOPP 薄膜柔軟光滑的的物理特性，導致其在折疊過程中不易按預設進行折疊，從而形成條盒透明紙端面褶皺等質量問題。通過以上分析，確定設備原來的這種折疊方式存在設計缺陷，已經不能滿足工廠日新月異的質量需求。需對條盒透明紙折疊器進行合理化改進，以改善和提高條盒透明紙包裝質量。質量缺陷產生原因如圖2 所示。

圖2 端面透明紙折疊缺陷原理示意圖

4 改進方案

4.1 改進思路

確定了端面活動折疊器和長邊折疊器同時折疊是造成端面褶皺的主要因素，為了避免兩個折疊器在同時工作時對透明紙造成擠壓。通過分析，只要改變兩個折疊器平移運動過程中同時接觸到透明紙就可有效避免擠壓，從而消除該問題。

4.2 端面活動折疊器改進

通過研究分析長邊折疊器與端面固定折疊器發現，長邊折疊器由于設備空間所限制無法實行進一步改進，故對端面折疊器進行改進論證。通過分析左右端面活動折疊器2、3，可以利用第一提升板1 的左右斜角空間進行改進，使煙條在一提升到最高工作點時，左右端面折疊器2、3 對端面透明紙形成預折疊，利用第一提升板1 左右34°斜角空間進行改進，在端面活動折疊器左右各設計一個三角形的透明紙預折疊板，預折疊板的角度與第一提升板1 的角度保持一致并以34°向前延伸長度16 mm。當煙條和透明紙隨著第一提升板1 向上輸送的同時完成左右兩端透明紙的預折疊實現改進，這樣既不改變設備原結構又可以達到避免長邊折疊器和端面活動折疊器對端面透明紙的擠壓。與此同時，將左右端面活動折疊器上部作長度20 mm 的斜面處理，與煙條透明紙運動摩擦折疊過程更加平滑，可保證透明紙的折疊更加穩定可靠。加工材料選用具有優良耐熱和耐寒性能，在廣泛溫度范圍內機械性能優良；耐腐蝕性良好，受環境影響較小，有良好的耐久性容易加工，有良好的尺寸穩定性；重量輕，比強度高，并具有突出的減摩、耐磨性的工程塑料加工。條盒透明紙端面活動折疊器改進原理如圖3 所示。

圖3 條盒透明紙端面活動折疊器改進原理示意圖

4.3 端面固定折疊器改進

在完成上述端面活動折疊器的改進后，為避免新型端面活動折疊器向前運動時與端面固定折疊器發生碰撞干涉，繼而對左右端面固定折疊器作相應的改進。在固定折疊器下部作長度10 mm、高度5 mm 的切角加工，防止新型端面折疊器在運動至最前端時與端面折疊器不會發生相互干涉和碰撞，使煙條輸送運動流暢，透明紙折疊過程更加匹配。

5 改進效果

改進前煙條透明紙在第一提升板頂點與長邊折疊器和端面折疊器交匯時呈垂直折疊狀態，改進后端面透明紙呈L 型折彎狀態。煙條透明紙隨新型折疊器的導向形成預折疊，有效地杜絕了擠壓成團，從而避免端面褶皺、拖尾、折疊不良等質量缺陷。

條盒透明紙新型折疊器改進成功后，對實際使用效果進行了長期的跟蹤和觀察，在確定使用效果優良后，逐一推廣至卷煙廠26 組ZB25 軟盒卷煙包裝機組、ZB45 硬盒卷煙包裝機組。并在裝置全面使用后于2019 年底對生產過程中條盒透明紙端面褶皺質量缺陷次數進行統計分析，以確定裝置全面使用后的效果。經統計數據對比，改進后該質量問題月平均僅為0.2 次，下降了99%。該質量問題得到有效解決。卷包車間2019 年8—12 月條盒透明紙端面褶皺質量缺陷次數統計結果見表2。

表2 卷包車間2019 年8—12 月條盒透明紙端面褶皺質量缺陷次數統計

6 結語

條盒透明紙端面褶皺是行業ZB25、ZB45 包裝機型的共性問題，此次改進中的新型條盒透明紙端面折疊器可有效改善和提高條盒透明紙的包裝質量，具有加工成本低、安裝調試簡單且無須定期進行維護、經久耐用等特點。同時彌補了YB95 型條盒透明紙包裝機在各種新型包裝材料下在折疊包裹過程中所顯現的一些不足，為煙草行業包裝設備解決類似問題提供借鑒思路。