軟包硬化在GDX1包裝機的設計與改造

冷旭東 劉明春 法書學

摘要：針對 GDX1軟包硬化機組（白乳膠式）在生產軟包硬化產品過程中所出現的商標紙吸拾不暢和商標紙粘貼不牢制約了設備的運行速度等相關問題，進行科學分析，對商標紙吸風嘴、涂膠器、四號輪弧形導板等部件進行局部改造，解決了商標紙吸取不暢、商標紙側長邊及底邊粘貼不牢等問題，提高了GDX1包裝機軟包硬化產品的質量和設備運行速度。拓展了 GDX1包裝機的使用功能，實現了生產軟、硬兩種模式煙包的功能互換。使功能單一的軟包機組，轉變成為能夠“軟硬兼施”的包裝設備。

關鍵詞：軟包硬化（白乳膠式）;商標紙吸拾;商標紙粘貼;提速

1GDX1包裝機使用“硬化”商標紙出現的問題

在生產軟包硬化產品過程中，遇到的問題主要有以下幾點：

（1）?????? 商標紙扇形吸紙輪取紙困難，下紙歪斜，甚至無法吸取商標紙，故障停機頻繁;

（2）?????? 商標紙粘貼不良，在輸送過程中出現開邊現象。

（3）?????? 設備運行不穩定，設備包裝速度較慢（150包 / 分鐘），停機率較高，產能較低，原輔材料消耗過高。

GDX1軟包硬化機組（白乳膠式）局部改造前設備運行速度和產能都無法滿足生產需要，下表為四臺包裝機的日產量：

2原因分析

根據商標紙包裝的工藝流程，對所涉及的各個部位進行了仔細觀察與分析后得出：

（1）?????? 通過對比可以看出軟包硬化卷煙使用的商標紙定量為175g/m2，厚度約為0.2毫米，定量和厚度是軟盒商標紙（85-95g/m2，厚度一般在0.08毫米左右）的2倍多，商標紙變厚變硬，商標紙扇形吸紙輪的吸力沒有發生變化，因此造成商標紙難以吸取，商標紙吸拾故障停機次數較多。

（2）?????? 通過對商標紙包裝原理進行分析，商標紙經過涂膠以后，要經過第三輪、第四輪以及煙包輸出通道、出口轉盤才能到達輸送帶并經輸送帶輸送到下游機。這個過程要經過大約80包煙的工位，在車速400包/ 分鐘的情況下要經過12秒鐘左右。也就是說，使用的普通軟包商標紙在涂膠以后，再經過大約12秒鐘就可以粘貼牢固。但在生產軟盒硬化產品時，由于商標紙厚度大，商標紙變得很硬，彈性也很大，商標紙經上膠、折疊、粘合后，出現煙包側長邊及底邊粘合不牢固，在輸送通道中商標紙容易散開，無法正常生產。在設備較高速度運行下干燥過程不能夠滿足膠液水分的干燥，從而發生涂膠位置的開膠現象，經反復試驗論證軟盒硬化商標紙要經過30秒鐘左右才能牢固地粘貼。因此車速要降低到150包 / 分鐘以內，才能基本保證商標紙能夠牢固粘貼住。

3?????? 改進方案

3.1?? 改造商標紙吸拾裝置，提高商標紙吸風嘴的吸拾能力

通過對商標紙扇形吸紙輪難以吸取商標紙的問題進行研究、分析，認為由于設備隨時可能生產軟盒產品，不宜對設備作太多改變。根據軟盒硬化商標紙與軟盒商標紙的不同，分析認為可以對設備采取以下改進方案。

3.2?? 改進商標紙涂膠裝置，解決商標紙底邊粘貼不良

通過調整商標紙涂膠器的涂膠量來保證商標紙底邊粘貼牢固，但是涂膠量增大后，商標紙散開的現象消除了，但是膠液溢出的現象明顯，造成商標紙污臟，質量不符合工藝要求;同時造成商標紙輸送通道殘留膠嚴重，增加了操作工的勞動強度。可行性差。

4?????? 方案實施

4.1?? 擴大商標紙吸風嘴孔徑，增加商標紙吸風嘴負壓流量在設備負壓系統中，負壓集中提供，流量基本保持不變。

依據公式 Q=AV??????? （1）

式中：Q——流量 m3/S V ——流速，m/S

A——氣路通徑的截面積，m2

可知擴大商標紙吸風嘴的孔徑，可增加商標紙吸風嘴吸附流量，即：Q（改）/Q（原）=V*A（改）/V*A（原）=A（改）/A（原）。以便增大商標紙吸風嘴的吸附力，從而確保商標紙拾取穩定，消除商標紙的吸附故障。由于商標紙吸風嘴固定部位為 M8螺紋，螺紋小徑為6.6mm，內孔擴大的最大直徑不可能超過6.6mm。原吸風嘴內孔直徑3.5mm，與6.6mm 相差3.1mm。在方案實施過程中，制作了3種孔徑尺寸的吸風嘴.首先將商標紙吸風嘴孔徑由Φ3.5mm 增大至Φ4mm，但是商標紙吸取不暢的情況仍然頻繁;隨后將商標紙吸風嘴孔徑由Φ3.5mm 增大至Φ5mm，商標紙吸取較穩定，但出現商標紙輸送偏斜的問題;通過反復試驗，最終確定將商標紙吸風嘴孔徑從Φ3.5mm 擴大為Φ4.5mm，可以保證商標紙拾取穩定和輸送正常。吸風嘴孔徑從φ3.5mm 擴大為φ4.5mm，改進前后流量的比值為

A（改）——改進后吸風嘴孔徑的截面積[π·（4.5mm/2）2]/A（原）——改進前吸風嘴孔徑的截面積[π·（3.5mm/2）2]≈1.65

通過上述改進，商標紙吸風通道的吸附流量是原來的1.6倍多，可確保商標紙拾取穩定，消除商標紙的吸附不穩定故障。

4.2?? 改變商標紙底部涂膠器的形狀，增加底部涂膠量

對商標紙底部涂膠器形狀進行改進。原底部涂膠器寬30mm、厚4.5mm，現改為寬16mm、厚4.5mm，并在商標紙底部涂膠器的涂膠面上鉆上三個深為1mm 直徑為2mm 的孔，然后根據商標紙底部涂膠部位的形狀，把涂膠器涂膠表面加工成梯形狀，使膠水在粘貼后不容易溢出，避免了商標紙輸送通道殘留膠過多的現象。改進后，加大了商標紙底部涂膠量，使商標紙粘貼牢固。

5?????? 效果分析

GDX1軟包硬化機組（白乳膠式）局部改造后設備運行速度和產能都能保證生產需要，下表為改造后四臺包裝機的日產量：

根據以上改造方案，對設備進行了較為系統的改進，商標紙吸嘴的吸附能力得到了大幅度的增強，在目前的軟包硬化生產過程中，商標紙拾取正常、輸送平穩，因商標紙傳遞故障而頻繁停機的現象已不復存在。通過對相應零部件進行改造和調整后，軟包硬化產品粘貼不良的工藝缺陷得到了根治，設備的穩定性得到了大幅度提高。改進后，GDX1包裝機的包裝速度由改進前的150包 / 分鐘提高到330包 / 分鐘以上，最高單班產量更是高達63.6箱 / 班。

6?????? 結束語

通過局部改造，設備有效作業率得到明顯提高。尤其是通過改進使得GDX1包裝機在進行軟包硬化和傳統軟包這兩種包裝模式之間轉換時變得簡便易行，拓展了 GDX1包裝機的包裝功能，達到了預期改造目的。

在實際工作中，發現煙包的側面膠粘面延底部烙鐵表面運行時，由于拍煙板間歇運動的作用造成煙包與輸出通道底部烙鐵之間產生了輕微的跳動，使煙包在步進輸送過程中有較大一段時間與烙鐵表面沒有很好的吻合，底部烙鐵溫度在空氣流動狀態下造成大量流失，沒有達到很好的干燥目的。針對上述現象，設想利用設備的現有條件設計加裝通道頂部兩段同步輸送帶對煙包的跳動進行校正，使煙包在步進輸送過程中與底部烙鐵表面完全吻合，這有待今后對該項目的不斷完善。

參考文獻：

[1《] ZB25型包裝機組》全國煙草行業統編教材[2《] GDX-1調整手冊》設備隨機資料