軟包硬化煙包二次燙封機的設計

劉亞男，金彩洪，張凌，高遠，潘永華，周文建，李泰

（紅塔煙草（集團）有限責任公司楚雄卷煙廠，云南 楚雄 675000）

1 前言

軟包硬化型煙包的包裝方式在煙草行業具有獨創性。通過增加商標紙的定量和厚度，包裝成煙包成品后硬度增加，煙包表面不會凹陷，煙包挺度增大，解決了軟包煙包容易變形的問題，同時，可以有效地保護煙支，避免煙支變形。由于軟包硬化使用的商標輔料材質較厚較硬，商標折疊后反彈力較大，在生產過程中使用的熱熔膠常常不能黏貼牢固，使得生產的煙包側邊容易出現黏貼不牢而開邊的現象。而這樣的不合格煙包由于人工二次黏貼處理質量不高、且耗時較長，不僅造成了成本的浪費，還增加了工人的勞動力與勞動時間。由此可知，軟包硬化煙包側邊未黏合煙包回收處理就顯得十分重要了，所以迫切希望能有一個簡易可行的技術方案在保證黏合質量的同時，大幅提升回收處理效率，本項目軟包硬化煙包二次燙封機的及時研制恰好解決了此類問題。

2 軟包硬化煙包回收處理的技術關鍵

為了確定軟包硬化煙包二次燙封機的設計關鍵，需要從軟包硬化煙包包裝特性入手，得出影響煙包包裝質量的關鍵因素。軟包硬化煙包包裝方式一是使用的商標紙為接近硬包商標紙特性的白卡紙，其質量的定量值是軟包包裝紙的兩倍以上，基本接近硬包包裝商標紙的定量值。二是采用軟包的包裝設備和工藝流程來生產，常見的生產設備為GDX1包裝機。

2.1 軟包硬化商標紙特性

軟包硬化、硬包、軟包商標紙主要技術指標比較如表1所示。

表1 商標紙主要技術指標

從主要技術指標分析看出，由于軟包硬化使用的175克白卡紙的厚度適中、耐折度好，成型情況優于軟包商標紙，且比硬包商標紙稍柔軟；由于軟包硬化商標紙挺度橫向4，縱向5.5（實測值），包裝成小包成品后，挺度增加，煙包表面不會凹陷。但會導致商標折疊后反彈力較大，商標搭接后黏貼不牢，因此，在回收處理軟包硬化煙包時，需要合適的擠壓力對煙包側邊進行擠壓，既保證煙包不會被擠壓變形，也能使得側邊黏合固定。

2.2 熱熔膠特性

軟包硬化包裝使用的煙用黏結劑為熱熔膠，主要技術指標比較如表2所示。

表2 熱熔膠主要技術指標

從熱熔膠主要技術指標分析看出，軟包硬化包裝使用的熱熔膠軟化點為90～100℃，軟化時間為2～3s，固化時間為3～5s，此時，熱熔膠的黏結性能最佳，因此在回收處理軟包硬化煙包時需要合適的加熱溫度（90～100℃）將煙包側邊搭口的熱熔膠熔化，再施加一定的擠壓力對煙包側邊進行擠壓3～5s，使得煙包側邊搭口的熱熔膠重新固化，從而黏合煙包。

3 軟包硬化煙包二次燙封機的整體設計

3.1 總體構成

軟包硬化煙包二次燙封機根據功能需要可以完成煙包自動移動、商標紙側邊熱熔膠融化、商標紙側邊黏合固定等功能，總體構成立體圖如圖1、2所示。軟包硬化煙包二次燙封機由底座上安裝各零部件構成，總體構成包括發熱模塊、跑道模塊、推桿模塊、輔助模塊。

3.2 發熱模塊設計

軟包硬化煙包二次燙封機的發熱模塊結構如圖2所示。底座（17）的支腳左右兩側設有橫梁，通過螺栓固定支撐鋼板（30），用于固定支撐隔熱板（35）；支撐鋼板上設有通孔，通過套有套筒Ⅰ（34）的螺栓固定隔熱板，以減少發熱板（32）溫度的損失；隔熱板上設有通孔，通過套有套筒Ⅱ（33）的螺栓固定發熱板，其發熱板中設有沉頭孔，其中塞有發熱棒（31），發熱棒用于發熱板溫度的輸出，其上也設有溫度傳感器，用于控制箱（11）對發熱板溫度的控制。

3.3 跑道模塊設計

圖1 軟包硬化煙包二次燙封機的主視立體圖

圖2

圖3

軟包硬化煙包二次燙封機的跑道模塊結構如圖1所示。底座（17）左右兩側設有隔板吊耳Ⅰ（24）、隔板吊耳Ⅱ（14），通過焊接于底座上，其上通孔，用于隔板Ⅰ（19）、隔板Ⅱ（20）和隔板Ⅲ（5）安裝，且可進行隔板Ⅰ、隔板Ⅱ和隔板Ⅲ距離的調節，隔板Ⅰ、隔板Ⅱ和隔板Ⅲ通過螺釘固定于隔板吊耳Ⅰ、隔板吊耳Ⅱ上；隔板Ⅰ、隔板Ⅱ和隔板Ⅲ左端設有通孔，分別用于傳感器Ⅰ（23）、傳感器Ⅱ（22）和傳感器Ⅲ（21）安裝，傳感器Ⅰ和傳感器Ⅲ用于煙包的有無檢測，傳感器Ⅱ為傳感器Ⅰ和傳感器Ⅲ的對射點。

3.4 推桿模塊設計

軟包硬化煙包二次燙封機的底座（17）的左側支腳上連接推桿座（25）；推桿座上設有凹槽，用于推桿支撐滾組（26）的安裝，推桿支撐滾組由10組滾子構成，滾子的頂點高出推桿座上表面，與推桿Ⅰ（28）和推桿Ⅱ（27）下表面構成線面接觸，即支撐推桿Ⅰ和推桿Ⅱ，也降低推桿Ⅰ和推桿Ⅱ在運動中的阻力。氣缸和電磁氣閥通過膠管Ⅰ（7）、膠管Ⅱ（8）連接；氣缸上的活塞桿（1）通過螺釘與推桿拉板（29）連接；推桿拉板上設有通孔，通過螺釘與推桿Ⅰ和推桿Ⅱ連接；推桿Ⅰ和推桿Ⅱ在推煙端設有凹槽，分別用于安裝推桿滾Ⅰ（39）和推桿滾Ⅱ（40），其推桿滾Ⅰ和推桿滾Ⅱ滾子下頂點高出推桿Ⅰ和推桿Ⅱ的下表面，用于支撐推桿Ⅰ和推桿Ⅱ，且與煙包跑道的金屬膠帶（18）構成線面接觸，減小推桿Ⅰ和推桿Ⅱ在運動中的阻力。

3.5 輔助模塊設計

底座的桌面上安裝涼板座Ⅰ（2）、涼板座Ⅱ（6）、擠壓刷座Ⅰ（10）、擠壓刷座Ⅱ（13）、控制箱座Ⅰ（9）和控制箱座Ⅱ（38）；涼板座Ⅰ和涼板座Ⅱ上固定安裝涼板（4），用于二次燙封未黏合好的煙包在人力作用下再次擠壓黏合；擠壓刷座Ⅰ和擠壓刷座Ⅱ上分別固定安裝擠壓刷吊耳Ⅰ（16）和擠壓刷吊耳Ⅱ（12）；擠壓刷吊耳Ⅰ和擠壓刷吊耳Ⅱ上固定安裝擠壓刷（15），用于提供溶膠后煙包散邊黏合的擠壓力；控制箱座Ⅰ和控制箱座Ⅱ上固定安裝控制箱（11），用于發熱棒（31）和電磁氣閥（36）的控制。

4 軟包硬化煙包二次燙封機使用及效果

軟包硬化煙包二次燙封機所采用的技術方案為：開啟控制箱（11），控制箱控制電磁氣閥（36）工作，使氣壓通過膠管Ⅱ（8）傳遞給氣缸（3），氣缸的活塞桿（1）在氣壓的作用下伸出；控制箱控制發熱棒（31）發熱，帶動發熱板（32）發熱，待發熱板溫度達到燙封溫度。

手動把煙包未黏合邊朝下，放入隔板Ⅰ（19）、隔板Ⅱ（20）、隔板Ⅲ（5）構成的兩條煙包通道中的一條的前端；傳感器Ⅲ（21）或傳感器Ⅰ（23）檢測到信號傳回控制箱，控制箱控制電磁氣閥工作，使氣壓通過膠管Ⅰ（7）傳遞給氣缸，氣缸的活塞桿在氣壓的作用下縮回，帶動推桿拉板（29）縮回，推桿拉板拉動推桿Ⅰ（28）和推桿Ⅱ（27）向右推動煙包向煙包通道右側移動；煙包在通過煙包通道左前段時，在發熱板的高溫下，煙包未黏合邊的熱熔膠融化；后在推桿Ⅰ或推桿Ⅱ推動下，煙包進入通道上端設有擠壓刷（15）的通道右后段；待煙包完全進入到擠壓刷下的通道后，控制箱控制電磁氣閥，使氣壓通過膠管Ⅱ傳遞給氣缸，氣缸的活塞桿在氣壓的作用下伸出，帶動推桿拉板伸出，推桿拉板拉動推桿Ⅰ和推桿Ⅱ向左退出煙包通道至左前端。

煙包在擠壓刷的擠壓下一段時間，煙包未燙封邊黏結，完成不合格煙包松散邊的二次燙封。第二包煙包進入后，重復以上過程，待進入擠壓刷下時，第二包煙包的進入推動第一包煙向通道右側移動，重復此過程，直至煙包完全推出通道。使用該軟包硬化煙包二次燙封機方便了回收人員作業，降低了軟包硬化煙包側邊未黏合煙包回收難度，能夠節約回收時間，使回收效率大幅提升，同時，保證了回收煙包的質量，進而提升了車間生產線的產品質量。

5 結語

本項目設計研制的軟包硬化煙包二次燙封機，成功地解決了軟包硬化煙包側邊未黏合煙包不易回收的問題，降低了工人回收處理的難度，節約了回收處理時間，極大地減輕了工人的勞動強度，創造了一定的經濟價值和社會效益。同時，采用本項目提出的配備推桿模塊的軟包硬化煙包二次燙封機，擁有卓越的多功能性、穩定性和便捷性，能夠完成煙包自動推送功能，實用性更強，在軟包硬化煙包側邊未黏合煙包回收質量的同時，大幅提升回收處理效率。