YB95 型条盒透明纸包装机端面折叠器的改进

付亚彬， 付 俊， 黄世海

（四川中烟工业有限责任公司成都卷烟厂， 四川 成都 610000）

0 引言

ZB25 软盒卷烟包装机组、ZB45 硬盒卷烟包装机组是烟草行业各制造工厂目前广泛使用的包装主力机型。其生产能力为400 包/min，具有结构设计紧凑、自动化程度高、检测齐全、性能稳定、设备有效作业率较高等特点[1]。但其辅机YB95 型条盒透明纸包装机在对透明纸条包裹成型过程中易出现拉带错牙、端面褶皱、放射皱、松散等质量问题，其中以“条盒透明纸端面褶皱”最为明显，导致产品返工率高、消耗大，操作工劳动强度大，维修调试频次高，影响设备正常运行。

1 工作原理

1.1 YB95 型条盒透明纸包装机的结构组成

条盒透明纸包装机的结构由烟条共给系统、透明纸共给系统、拉线共给系统、包裹成型及热封系统、输出系统五部分组成。

1.2 透明纸的折叠原理

条盒透明纸的包裹成型是在第一提升机构提升、平移，第二提升机构再提升、再平移的多层运动中逐一完成其外层透明纸的折叠，折叠流程如下：

当第一提升器将烟条提升至顶端位置时，完成条盒透明纸的“〔”型折叠。此时，长边折叠板将开始第一次工作，在超过烟条垂直面4 mm 的位置将其拖住。在第一提升器向下返回时，长边折叠板开始对条盒透明纸长边A 进行折叠。安装在长边折叠板上的端部短边折叠块，同时对烟条端部短边B 进行折叠。随后，横向推送器将烟条推送至水平横向输送通道。在通道内的输送过程中，分别完成烟条长边C 的折叠、端部短边D 的折叠、长边热封和端部长边E 的折叠。进入第二提升通道后，烟条在提升工作过程中，完成端部长边F 的折叠和端部热封[2]。此时，条盒透明纸包裹成型工序全部完成。条盒透明纸折叠见图1。

图1 条盒透明纸折叠

2 存在问题

对卷烟厂卷包车间2018 年8—12 月26 组ZB45硬盒包装机、ZB25 软盒包装机在生产过程中条盒透明纸端面褶皱质量缺陷次数进行统计分析，发现该质量缺陷问题平均高达54.2 次/月，严重影响设备生产运行。卷包车间2018 年8—12 月条盒透明纸端面褶皱质量缺陷次数统计见表1。

表1 卷包车间2018 年8—12 月条盒透明纸端面褶皱质量缺陷次数统计

3 原因分析

3.1 对透明纸分析

为满足不同规格的卷烟产品工艺质量要求，相对适用的透明纸包装膜也有所不同，较为常见的有普通膜、低收缩膜、高收缩膜等。同属于卷烟包装用BOPP薄膜，其具有一定的拉伸强度、冲击强度、弹性模量和抗撕裂强度[3]。但在实际生产使用过程中这几种透明纸包装膜都不同程度地存在包裹折叠质量缺陷。

3.2 对折叠器分析

通过对条盒透明纸折叠机构和折叠过程的具体表现进行研究，发现左右端面折叠器2 和长边折叠器3 是在烟条1 向前输送的过程中同时对条盒透明纸进行长边和端面进行折叠，是缺陷高发的主要原因。进一步分析烟条和透明纸运动至第一提升顶点时端面折叠器2、长边折叠器3 和烟条1 三者在交汇处

4 mm 形成挤压。由于BOPP 薄膜柔软光滑的的物理特性，导致其在折叠过程中不易按预设进行折叠，从而形成条盒透明纸端面褶皱等质量问题。通过以上分析，确定设备原来的这种折叠方式存在设计缺陷，已经不能满足工厂日新月异的质量需求。需对条盒透明纸折叠器进行合理化改进，以改善和提高条盒透明纸包装质量。质量缺陷产生原因如图2 所示。

图2 端面透明纸折叠缺陷原理示意图

4 改进方案

4.1 改进思路

确定了端面活动折叠器和长边折叠器同时折叠是造成端面褶皱的主要因素，为了避免两个折叠器在同时工作时对透明纸造成挤压。通过分析，只要改变两个折叠器平移运动过程中同时接触到透明纸就可有效避免挤压，从而消除该问题。

4.2 端面活动折叠器改进

通过研究分析长边折叠器与端面固定折叠器发现，长边折叠器由于设备空间所限制无法实行进一步改进，故对端面折叠器进行改进论证。通过分析左右端面活动折叠器2、3，可以利用第一提升板1 的左右斜角空间进行改进，使烟条在一提升到最高工作点时，左右端面折叠器2、3 对端面透明纸形成预折叠，利用第一提升板1 左右34°斜角空间进行改进，在端面活动折叠器左右各设计一个三角形的透明纸预折叠板，预折叠板的角度与第一提升板1 的角度保持一致并以34°向前延伸长度16 mm。当烟条和透明纸随着第一提升板1 向上输送的同时完成左右两端透明纸的预折叠实现改进，这样既不改变设备原结构又可以达到避免长边折叠器和端面活动折叠器对端面透明纸的挤压。与此同时，将左右端面活动折叠器上部作长度20 mm 的斜面处理，与烟条透明纸运动摩擦折叠过程更加平滑，可保证透明纸的折叠更加稳定可靠。加工材料选用具有优良耐热和耐寒性能，在广泛温度范围内机械性能优良；耐腐蚀性良好，受环境影响较小，有良好的耐久性容易加工，有良好的尺寸稳定性；重量轻，比强度高，并具有突出的减摩、耐磨性的工程塑料加工。条盒透明纸端面活动折叠器改进原理如图3 所示。

图3 条盒透明纸端面活动折叠器改进原理示意图

4.3 端面固定折叠器改进

在完成上述端面活动折叠器的改进后，为避免新型端面活动折叠器向前运动时与端面固定折叠器发生碰撞干涉，继而对左右端面固定折叠器作相应的改进。在固定折叠器下部作长度10 mm、高度5 mm 的切角加工，防止新型端面折叠器在运动至最前端时与端面折叠器不会发生相互干涉和碰撞，使烟条输送运动流畅，透明纸折叠过程更加匹配。

5 改进效果

改进前烟条透明纸在第一提升板顶点与长边折叠器和端面折叠器交汇时呈垂直折叠状态，改进后端面透明纸呈L 型折弯状态。烟条透明纸随新型折叠器的导向形成预折叠，有效地杜绝了挤压成团，从而避免端面褶皱、拖尾、折叠不良等质量缺陷。

条盒透明纸新型折叠器改进成功后，对实际使用效果进行了长期的跟踪和观察，在确定使用效果优良后，逐一推广至卷烟厂26 组ZB25 软盒卷烟包装机组、ZB45 硬盒卷烟包装机组。并在装置全面使用后于2019 年底对生产过程中条盒透明纸端面褶皱质量缺陷次数进行统计分析，以确定装置全面使用后的效果。经统计数据对比，改进后该质量问题月平均仅为0.2 次，下降了99%。该质量问题得到有效解决。卷包车间2019 年8—12 月条盒透明纸端面褶皱质量缺陷次数统计结果见表2。

表2 卷包车间2019 年8—12 月条盒透明纸端面褶皱质量缺陷次数统计

6 结语

条盒透明纸端面褶皱是行业ZB25、ZB45 包装机型的共性问题，此次改进中的新型条盒透明纸端面折叠器可有效改善和提高条盒透明纸的包装质量，具有加工成本低、安装调试简单且无须定期进行维护、经久耐用等特点。同时弥补了YB95 型条盒透明纸包装机在各种新型包装材料下在折叠包裹过程中所显现的一些不足，为烟草行业包装设备解决类似问题提供借鉴思路。