張志盛 馬萬杰 施忠兵 薛榮強

摘 ?要：為了能夠消除YB618型條外透明紙包裝機在兩端面熱封時存在的褶皺及錯位現(xiàn)象，文章分析了傳統(tǒng)端面預熱封的工作原理及缺陷，提出了新的改進方案。該方案在預熱封裝置的前導向器零件中增加了兩個導向爪，同時在加熱器工作面上設計了凹槽，導向爪起到導向和定型的作用，保證加熱器閉合前折疊好的透明紙不會產(chǎn)生反彈變形，從而使熱封后煙條兩端面更加平整美觀。該改進方案已在產(chǎn)品的試制中得到驗證，產(chǎn)品包裝質(zhì)量明顯提高，次品的剔除率下降了約25%。

關鍵詞：YB618型條外透明紙包裝機;預熱封裝置;加熱器;條外透明紙

中圖分類號：TB486.0 ? ? 文獻標識碼：A ? ? ?文章編號：1006-8937（2015）02-0004-03

ZB48型超高速卷煙包裝機組是中國煙草機械公司在引進德國FOCKE超高速包裝技術的基礎上而研發(fā)設計的最新產(chǎn)品，該產(chǎn)品主要由YB48型硬盒包裝機、YF64型盒包儲存裝置、YB518型盒外透明紙包裝機、YB618型硬條及條外透明紙包裝機、YF711型商標紙堆垛輸送裝置等各輔助機器組成。YB618型機組作為煙草包裝生產(chǎn)線下游的最后一道工序，主要負責完成硬條及條外透明紙的包裝。由于受包裝機運轉(zhuǎn)速度快、透明紙材質(zhì)輕等特點，在條外透明紙端面及側(cè)面熱封烙燙過程中容易產(chǎn)生褶皺及錯位現(xiàn)象。為了使兩端面條外透明紙包裝的更加平整美觀，本文對條外透明紙端面第一次熱封裝置的結構進行了改進。

1 ?傳統(tǒng)預熱封裝置工作原理及產(chǎn)生缺陷分析

1.1 ?傳統(tǒng)預熱封裝置工作原理

YB618型硬條及條外透明紙包裝機的工作流程主要包括： 1號包裝輪完成條盒商標紙的包裝、2號包裝輪完成條外透明紙的側(cè)面折疊和熱封、條盒輸送通道完成兩端面的折疊、端面預熱封、端面第二次熱封、條盒提升美容等。如圖1所示，煙條在經(jīng)歷了1&2號包裝輪后，完成了條盒商標紙包裝及條外透明紙側(cè)面的折疊和熱封，在推桿作用下進入了條輸送通道，在1、2和3的作用下完成了端面透明紙的折疊。當煙條在帶有推桿的同步帶作用下推到圖所示的5（第一加熱器）中央，端面就開始熱封。加熱器首先是處于張開狀態(tài)，即兩加熱器工作面和煙條端面之間有縫隙，當條盒向加熱器方向移動時，首先是圖1中的3點產(chǎn)生反彈，當整個條盒移動到加熱器中央，而加熱器還沒閉合的瞬間，剛折疊好的透明紙邊會在縫隙處張開一個角度（如圖2所示）。之后加熱器閉合完成透明紙端面預熱封，并在后導向器、推桿等作用下進入第二加熱器美容。在實踐中發(fā)現(xiàn)，條盒端面的透明紙包裝經(jīng)常會出現(xiàn)褶皺、氣泡及錯位現(xiàn)象，這些現(xiàn)象會極大影響最后煙條包裝的美觀質(zhì)量。而產(chǎn)生這些缺陷的原因除了受透明紙材質(zhì)輕、包裝機運轉(zhuǎn)速度快之外，更重要的是熱封裝置本身也存在一些缺陷。

1.2 ?產(chǎn)生缺陷原因分析

通過預熱封工作原理可以看出，產(chǎn)生缺陷的原因可以歸結為以下三個方面。

1.2.1 ?受熱不均勻，透明紙產(chǎn)生熱收縮變形

條盒通過前導向器向加熱器移動時，端面上的1點先反彈與加熱器接觸受熱（如圖3所示），因而加熱時間最長，而2點是最后與加熱器接觸，因而加熱時間最短。在加熱器閉合前，先受熱的透明紙因熱收縮變形已產(chǎn)生褶皺，在加熱器閉合后，端面就會不光滑，褶皺處的粘結性也稍差。

1.2.2 ?透明紙與加熱器工作面摩擦產(chǎn)生錯位

條盒移動時，端面（如圖3所示）上的1點先與加熱器接觸受熱，受熱后透明紙變軟，與加熱器工作面間的摩擦力變大，甚至產(chǎn)生粘結，這樣后續(xù)透明紙的移動受阻，致使折疊邊產(chǎn)生錯位。

1.2.3 ?空氣進入縫隙處，產(chǎn)生氣泡

在整個條盒移動到加熱器中央的過程中，因透明紙反彈張開會有部分空氣進入到折疊縫中，產(chǎn)生氣泡現(xiàn)象

以上缺陷在煙條寬度越大時會表現(xiàn)得越發(fā)明顯，因為煙條寬度越寬，在移動到加熱器中央的時間就越長，缺陷就越容易產(chǎn)生。比如一般的煙條寬度為89 mm或者89.5 mm，如果遇到非規(guī)范的煙條規(guī)格（比如103.5 mm），就很容易出現(xiàn)褶皺或錯位缺陷。

2 ?熱封裝置的改進設計方案

2.1 ?傳統(tǒng)預封裝置結構分析

預熱封裝置是通過一個左右對稱的結構來實現(xiàn)對煙條端面的透明紙熱封，傳統(tǒng)預熱封裝置結構三維裝配簡圖如圖4所示，圖中僅保留了熱封時的工作元件及導向元件，其它輔助元件如調(diào)節(jié)螺釘、電線等忽略，該熱封裝置大體由三個零件組成，即前導向器、加熱器和后導向器。

通過前導向器上的長槽與螺釘?shù)恼{(diào)整連接，可以調(diào)節(jié)導向架工作面與煙條之間為無縫接觸，從而保證上游折疊的透明紙形狀在通過時不會改變，但是在煙條通過前導向器到達熱封器中央的過程中，沒有支架或其它輔助零件來支撐以保證透明紙折疊的形狀，因而會產(chǎn)生如上所述的缺陷，進而影響成品條盒的美觀效果。

盡管在之后的條盒上升通道中還有第二次熱封及條盒整體美容裝置，但預熱封后透明紙定型后就很難改變，一旦產(chǎn)生褶皺或錯位現(xiàn)象，就很難在后續(xù)的裝置中完全消除。

2.2 ?改進方案設計

通過對傳統(tǒng)預熱封裝置的分析，不難發(fā)現(xiàn)其結構設計的缺陷，即在前導向器與加熱器之間缺少一個過渡的導向元件來保證在加熱器未閉合前，已折疊好的透明紙形狀能夠保持不與加熱器接觸。經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)，在加熱器和前導向器之間再增加一個導向器元件改動比較大，難以實現(xiàn)，因為這涉及到下傳送底板結構、上下長邊折疊器等零件長度的修改。

從成本、結構的通用性考慮，本文另辟蹊徑，對傳統(tǒng)預熱封裝置的前導向器和加熱器進行了修改，在前導向器中增加了兩個延伸的導向爪，同時在加熱器工作面上設計相配合的凹槽，修改前后的零件對比如圖5和圖6所示。

在設計該改進方案時，主要考慮到以下幾個方面的因素。

①從上游折疊順序上考慮，機器在完成端面折疊是先折上長邊，再折下長邊，因而是下折疊透明紙壓著上折疊透明紙，為了能夠壓住折疊邊，不使其反彈，導向架延伸段的爪子必須靠近底端。

②本次設計以常規(guī)條盒為例（常規(guī)條盒厚度48 mm），透明紙包裝時兩邊預留的折疊寬度大約在32～34 mm，為了能夠基本壓住折疊邊，導向器延伸段設計了兩個導向爪，爪子延伸長度77 mm，其中上面一個爪子頂端離底板距離為26.5 mm，這樣基本保證了透明紙折疊邊重疊區(qū)域正好被壓住而不反彈，同時折疊邊又能有效熱封。

③導向器延伸出的導向爪為工作面，直接與透明紙端面接觸，故而前導向器工作表面也需要涂覆耐磨、耐高溫的Nedox涂層，并進行拋光，以使條盒通過時能光滑過渡。

④為配合前導向器延伸出兩個導向爪的設計，必須在加熱器上設計相應的凹槽，這樣加熱器的工作面被凹槽分成上下兩部分。在設計中上面的導向爪不易過寬，中間凹槽也不易過大，因為在保證透明紙折疊邊被壓的同時也必須保證有效的加熱面積，改進設計中間延伸的導向爪寬度為6 mm，凹槽為8 mm，能基本滿足預熱封對加熱面的要求。

基于以上四點因素的考慮，本文對前導向器和加熱器的結構進行了修改，改進后的熱封裝置三維裝配圖如圖7所示，熱封裝置右側(cè)的截面細節(jié)如圖8所示。

2.3 ?改進方案優(yōu)缺點分析

基于以上的分析，可以看出改進的熱封裝置結構具有明顯的優(yōu)點，增加的導向爪有效彌補了傳統(tǒng)熱封裝置在熱封時透明紙反彈而產(chǎn)生褶皺或錯位的缺陷，因而熱封后的條盒端面更加平整美觀，但同時改進設計也會帶來一些缺陷，比如加熱器閉合后，工作面上有效加熱面積減少，透明紙的粘結效果比傳統(tǒng)熱封要稍差。但是從YB618機器的整個熱封裝置考慮，在預熱封后還會有第二次熱封，因而預熱封時粘結性稍差的缺陷會在二次熱封后得到彌補，最終對包裝好的成品條盒質(zhì)量也不會產(chǎn)生影響?？傊?，改進方案與傳統(tǒng)的熱封裝置相比，結構復雜程度相當，但熱封效果卻能得到明顯改善。

3 ?結 ?語

隨著煙草包裝速度以及客戶對產(chǎn)品外觀質(zhì)量的要求不斷提高，客觀上對包裝機的材料、產(chǎn)品設計及結構都提出了更高的要求。本文正是基于這樣的出發(fā)點對熱封裝置從源頭上做了改進，一次定型預熱封，二次熱封兼美容，三次整體美容。在維持原熱封裝置基本不變的基礎上，該改進設計對條透明紙包裝中經(jīng)常出現(xiàn)的褶皺及錯位缺陷能起到一定的抑制作用，并最終使成品條盒的端面更加平整光滑。該方案已經(jīng)在ZB48機組煙廠調(diào)試及產(chǎn)品運行實踐中得到驗證，條盒兩端面包裝質(zhì)量得到明顯提高，次品的剔除率下降約25%。

參考文獻：

[1] 周奎田.FOCKE401透明紙包裝機側(cè)邊成型熱封裝置的改進[J].煙草科技，2007，（12）.