封桶机的故障分析及处理

朱力勇　郭锋

摘 要：对封桶机封口质量的主要因素作全面分析，并指出导致封口质量缺陷的具体原因，并提出解决方案。

关键词：封口质量;原因分析;对策

封桶机作为包装流水线上至关重要的设备，其封桶质量的好坏，直接影响着产品质量和品牌形象。由于封桶机属于精密设备，修理难度大、周期长，每年因封桶机故障导致的封桶质量缺陷，都会产生大批无法使用的废桶，直接造成数万元的经济损失。本文从影响封口因素的主要因素分析开始，重点指出引起封口质量下降的主要原因，以便有针对性地进行处理。

1 卷封结构和工作原理

封桶机的卷封结构主要由压头、封口轮、托罐盘组成。封口动作由两组具有不同沟槽形状封口滚轮，按先后顺序的四次进给动作，在盖边及桶边的结合边缘相对滚转，使两者边缘铁皮因弯曲变形而相互紧密配合，形成五层铁皮组成的接缝，起到高度密封的效果。卷封的步骤如下图一所示，头道封口轮卷边钩合，二道封口轮将卷边压紧成型，这整个过程就叫做二重卷边作业法。

2 影响卷边的因素及对策

2.1 封口轮与压头的合理间隙

在封口轮相对桶旋转的过程中，封口轮的沟槽在桶与盖的结合处卷封力Q，是由径向力Qy、轴向力Qz和切向力Qr三个不同方向的作用力而合成。其中头道滚轮的沟槽深而窄，卷封力P1的作用表现为桶边、盖边的弯曲变形;二道封口轮的沟槽宽而浅，卷封力P2主要变现为塑性变形。合适的卷封力是靠封口轮、压头之间合适的配合位置关系完成的。因此，如何调整封口轮与压头之间的合适间隙，是维修人员需要掌握的关键技术。

在封口轮卷封作业的过程中，为了使压头不至于与封口轮的上沿相碰，二者之间必须保持一定的距离，这个距离称为封口轮间量δ，如图一（b）中所示。按照各封口轮的工作顺序，其各自对应的间量δ需满足以下关系：δ1>δ01>δ02>δ2。

根据封桶机厂家提供的报损标准，该设备的坏桶率不得高于3%。在此標准内，使用塞尺测量各封口轮的前进间量值，测量的结果如下表1所示。

01#封口轮的执行的第一道卷封是整个卷封作业的关键，90%的卷封工作在这一步已完成，这一步造成的缺陷无法在后面的步骤中予以纠正，完成第一步卷封后，桶边卷边底部应是光滑的圆弧而不是平底。δ1过小，即卷封力Q过大，卷封后卷边下缘较扁平，会造成封桶动作完成后，卷边存在圆状突起直至切口;反之δ1过大，盖边不充分卷入桶边，则最后会造成卷边呈现锐边、齿状。01#封口轮的第二道卷封是对第一道卷封的补充和加强。

02#封口轮进行的第三道卷封目的就是压紧已成型的卷边，δ02过小会引起卷边尖锐，甚至裂痕;δ02过大又会造成假卷，密封不严。同理，2#封口轮进行的最后一道卷封也是对前一步的加强。

因此，在处理封桶机封口故障时，应首先观察报废桶的卷边缺陷状态，再结合封口轮的工作原理，以测量的间量值作为参考，才能有依据、有针对性的进行修理，。

2.2 桶、盖的工艺尺寸

桶和盖的制作质量控制尤为关键：桶口翻边、盖钩边都要符合其尺寸标准，翻边度过大或过小都会影响二者的匹配程度，造成封口质量不佳。盖通过模具冲压而制成，而桶的制造过程相对盖要更为复杂，需先经过剪板再焊接，因此更容易出现质量不稳定的产品。

以去年为例，制桶厂供应的空桶共出现过三次制作出的桶尺寸不稳定的情况。由于制桶厂的设备频发故障，导致生产出的空桶质量不佳，桶口相对桶盖尺寸过小。大量桶在封口轮还未开始靠近桶边之前，桶盖扣入桶口时的压紧力，就已经使桶边角出现了下垂。

当出现上述这种桶与盖不匹配的情况时，封桶机的坏桶率会突然急剧升高。如去年10月17日至18日，当更换了不同批次的桶后，封桶机在未进行任何调整的情况下，坏桶率从2.9%陡增至16.4%。这种缺陷是无法通过仅仅修理封桶机来消除的。因此，针对这种情况，应从供桶源头处把关来加以控制。对于制桶厂生产出的方桶应设置严格验收环节：首先，应制定规范的企业验收标准，此标准中应涵盖桶与盖的关键尺寸和质量验收指标，以便验收时有据可依;其次，还应制定明确的验收制度，由专人抽检桶样并记录，将判定不合格的桶一律拒收。

在封桶机坏桶率低于3%的标准范围内时，随机抽取不同批次桶样各50件，统计后测得桶的尺寸应符合所规定的标准，才能满足坏桶率在报废标准之内。实践证明，桶口的缩颈周长c是影响盖与桶匹配的最为关键的尺寸，应加以严格控制（见表2）。

2.3 推桶链条与托罐盘的相对位置

桶与盖经人孔扣合后，先放置于输送机上，经分桶器将桶间距隔开，再由输送机的推罐链条依次将桶传送至封桶机托罐盘的指定位置，才能进行后续的卷封作业。若推罐链条存在明显滞后或超前的现象，未将桶输送至托罐盘上的指定位置，桶口与压头的相对位置会出现错位，当封口轮执行卷封作业时，卷边处的铁皮会出现严重的挤压变形。

这种现象形成的原因是由于桶身的宽度制造并十分不稳定，输送机上的分桶器无法间隔开宽度异常的桶，这会导致两个桶在封桶后相撞;另外，若桶口变形严重，也会导致桶无法从压头上顺利落下，从而造成输送线拥堵的后果。久而久之，推罐链条的卡爪会因为与桶撞击的反作用力而渐渐滞后。因此，一方面，应定期对推罐链条的时序进行校正，调整其与托罐盘的相对位置，才能使封桶机正常运行。另一方面，操作人员必需做到眼明手快，及时挑出不合格的桶，发现异常及时停机，才能减少类似的积累伤害。

除上述主要因素外，影响封桶机封口质量的原因还有很多，如封桶机的磨损和变形、盖钩内密封胶的厚度以及洗桶岗位对桶造成的变形等。但归根结底，桶的制造方应对桶的各项指标进行严格控制，桶的使用方应认真履行验收职责，精心操作设备。封桶机的维修方更应针对不同的封口质量缺陷进行具体分析，才能有的放矢处理问题。任何环节的放松都会影响封口的良好密封性。

参考文献：

[1]杨军良，刘芸霞 FB60型自动封罐机卷封机构设计[J].轻工机械，1999（4）.

[2]王昕，何玉梦 二重卷边头道卷封滚轮曲线的分析与优化[J].轻工机械，2007（6）.

[3]黄来军，张健儿.二重卷封分析及改进设计[J].化工机械食品与机械，2000（5）.

作者简介：

朱力勇（1985-），男，汉族，甘肃酒泉人，工程师，主要从事设备管理工作。