折紙機應用及運行維護淺析

王俊杰，李 軒，安小康

（蘭州生物制品研究所有限責任公司，甘肅蘭州 730046）

0 引言

隨著現代科學與技術迅速發展，機械化設備與日俱增，實現各種功能，給人類提供各種方便快捷的生活，同時，機械化設備大大提高了人工產量，減輕勞力。隨著我國醫藥行業不斷壯大，藥品種類增多，為滿足各生產需求，機械化折紙機滿足了國內生產企業產品說明書自動化折疊，每分鐘可自動折疊數百張，并配備小盒機或包裝機達到紙張折疊包裝功能，將說明書折疊后輸送到小盒機或包裝機料倉，實現制品或制劑等和說明書整體裝入包裝盒內形成包裝品。尤其是GUK 折紙機，穩定性好，而且運行速率高，在現代化生物制品行業得到廣泛使用。折紙機的設計理念就是將放在堆紙倉的一摞說明書通過吸嘴和撥叉配合，逐張由膠輥送入折頁板內，每張說明書到達折頁板所需位置（即折板內擋板位置）再由膠輥壓痕折疊再送入下一層折頁板，以此循環，形成對折、四折或八折等多折說明書，為便于滿足不同折疊形式要求，折紙機配備4 個或6 個折頁槽，使用過程中可根據生產需求，調節折頁板內擋板位置實現不同折疊樣式。

1 GUK 折紙機的應用現狀

GUK 折紙機安裝在小盒機內部，與小盒機以1：1 速度同步運行，取代人工折疊紙張的工作，實現了高速自動折疊，配合小盒機完成單獨包裝（圖1）。

圖1 折紙機在小盒機安裝位置

GUK 折紙機都有堆紙倉（放紙倉），經過專業培訓的操作人員只需將說明書放入堆紙倉（放紙倉），說明書總量高度不可低于3 cm 也不可高于擋桿最高點以下3 cm 處，否則極易出現紙張多張或卡紙等不良情況，造成折紙機膠輥或內部元件磨損、發生故障，影響紙疊效果。

1.1 結構

GUK 折紙機屬于德國進口設備，常見GUK 折紙機有在線折疊以及成冊下料機（輔助折疊），其中有FA21/91 和FA21/2000 型折紙機等，而FA21/91 型折紙機內部結構直觀，穩定性高，深受制藥行業青睞，其結構主要有安全手輪、主驅動軸、撥叉、拉簧、凸輪塊、吹氣擋板、左中右吸嘴、堆紙倉（放紙倉）、分紙勾、真空電磁閥、調壓閥、拉紙棍、內側膠輥、外側膠輥、全膠輥及折頁板等。

1.2 工作原理

1.2.1 GUK 2000

GUK 2000 通過吸紙板將說明書送入折紙機內，吸紙板將紙張拉動到一定位置后，通過轉動軸滾輪帶動紙張進入膠輥，然后膠輥將紙張輸送入折頁板內，完成預折疊。GUK 2000 可電動調節折紙方式，折疊速率每分鐘可達到500 張（圖2）。隨著進入折頁板的數量，折疊層數也會隨著不斷增加。

圖2 GUK 2000 折紙機結構

1.2.2 GUK 91

相較于GUK 2000 折紙機而言，GUK 91 折紙機的結構簡易，使用可調節吸嘴吸取紙張，膠輥間無數顯式調節旋鈕，需手動調節頂絲頂桿來控制膠輥間隙（圖3）。它通過吸嘴吸住單張紙張，然后分紙叉和吹氣孔將單張紙張與其他紙張剝離，在吸紙輥和壓紙輪的配合下將單張紙張送入膠輥間折頁板、完成預折疊，最后進入下一個折板完成雙折或四折等；折疊好的紙張將通過輸送帶進入上夾爪，再由上夾爪輸送入小盒機內下夾爪，其他設備也會將折疊好的說明書通過輸送帶傳送到收紙臺或設備內夾爪內。

圖3 GUK 91 折紙機結構

2 GUK 折紙機故障分析

在運行過程中，由于誤操作或機械工位錯位等原因會導致折紙機的折紙效果較差，因此要排查每一種不同故障。GUK 2000折紙機可電動調節原點位置以及下紙張方式，但GUK 91 則需要手動調節機械工位來解決相應故障，常見故障有以下6 種。

2.1 紙張折疊正常但不折疊不齊

折紙機運行過程中，紙張正常折疊并與小盒機速度匹配，但發現折疊出來的紙張參差不齊。這就要觀察折疊后的紙張，如果是無規律的參差不齊，則需要先檢查膠輥是否有異物沾黏，清潔膠輥后檢查折頁板內有無殘存紙屑，若故障仍無法排除則需要手動降速觀察調整膠輥間距；如果紙張是有規律的參差不齊，只需調整對應折痕的折頁板擋板位置，擋板具有相應刻度，通常情況只動一折、二折或三折，第四折折頁板基本屬于擋板無調整意義（圖4）。

圖4 GUK 91 折紙機4 個折頁板示意

2.2 連續不下紙張或雙張

當紙張無法進入膠輥時，首先要考慮紙張材質問題，確保紙張長度、厚度、柔軟度以及濕度等滿足折紙機要求，所有折紙機都會對紙張有要求。對于GUK 91 折紙機而言，紙張長度320 mm、厚度30～70 g/m2、濕度46%～58%、20 ℃微偏硬啞光銅版有光澤的薄印張可滿足300 張/min 的折紙速度，但是當紙張長度高于320 mm 時則需要降速。這是因為，當紙張長度過長或厚度過厚，負載能力將增加，折紙機運行速率過高會導致膠輥磨損，而且高速運行過程中元器件易發熱，加劇磨損程度，紙張太長太厚使得底部紙張受力增加，同時也增加了吸嘴將單張紙張下拉到進紙輥處吸力，當吸嘴無法下拉到位，紙張無法進入進紙輥內，等吸嘴運行下一周期動作時，就會出現連續不下紙張或雙張。

其次，觀察堆紙倉（放紙倉）面板角度，面板角度既不可過低也不可過高，過低極易造成卡紙，過高則導致吸嘴與紙張面夾角增大，吸嘴無法吸到紙張，而理想狀態下的角度必須是堆紙倉（放紙倉）面板低于吸嘴在最高點時1～2 mm（圖5）。

圖5 GUK 91 折紙機面板與吸嘴調整位置

折紙機吸嘴吸力異常也會造成連續不下紙張或雙張，首先應檢查真空泵壓力是否滿足0.7 bar（70 kPa）、吸嘴吸力處于-20～-45 kPa。吸嘴吸力的大小取決于現場折紙機對相應折疊能力，如果吸嘴壓力處于范圍內時，通過折紙機后端微調閥對吸嘴壓力進行微調，檢查單張紙張在吸嘴下拉時兩側吸力，吸力較小調整相應一側單個開關打開1/3，另一側開關關閉（圖6）。

圖6 GUK 91 折紙機吸嘴微調閥

通過上述檢查、處理后，如果仍存在連續不下紙張或雙張的情況，則應檢查機械原件（如分紙勾、吸嘴、進紙輥和主驅動軸上軸承撥叉等）的磨損情況，如有異常更換相應磨損件后設備可恢復正常運行。

2.3 紙張卡在折紙機內

紙張卡在折紙機內，需要脫開折紙機與小盒機聯軸器或剎車，使得折紙機可單獨手動操作，拆除折頁板，然后在折紙機后端觀察異常和調試（圖7），輕微盤動折紙機手輪，取出卡紙后單張下紙，觀察是否進入折頁板內或紙張是否卷邊。這種情況可調整折頁板頂絲，使得折頁板剛好處于膠輥間隙，確保紙張進入折頁板無阻礙，順便檢查膠輥間距，確保預折、二折、三折和四折膠輥間距滿足各折疊膠輥間距。具體處理方法有：手動操作至相應膠輥，感受膠輥間距力度，保證各折疊工位的膠輥間距輸送紙張時不松動，檢查輸送皮帶是否磨損或脫落，最后檢查紙張傳動部分的軸承是否磨損而導致紙張無法傳動、造成卡紙現象。

圖7 GUK 91 折紙機后端操作示意

2.4 紙張無法與小盒機匹配，無法完成后續包裝工作

折紙機運行過程中下紙張正常，但無法與小盒機匹配，導致后續包裝內缺少折疊好的紙張，造成包裝內無產品介紹書或說明書，這種情況在制藥行業屬于不合格產品，不符合GMP（Good Manufacturing Practice，藥品生產質量管理規范）要求。當出現這種故障時，應檢查紙張從折紙機內進入上夾爪位置，紙張需在上夾爪過來前提前等待。通常情況下將折紙機下方紙張等待原點定在兩個上夾爪之間靠后一個上夾爪2/3 處，當折紙機將紙張輸送到等待原點時，上夾爪剛好不影響紙張在皮帶內運行，為配合小盒機運行，還需將上夾爪與小盒機內下夾爪對應，小盒機下夾爪與上夾爪對齊時需將下夾爪行程至前2～4 mm。如此調整機械位置，可以確保折疊好的紙張垂直于小盒機料倉，不影響包裝效果。

2.5 紙張褶皺、歪斜，掃碼失敗或影響包裝效果

首先，檢查壓紙輪和進紙輥間隙。如果間隙較大，則壓紙輪未壓緊紙張，紙張會有回彈現象，導致進入膠輥傾斜后輸送到折頁板，說明書不僅會出現褶皺現象，還會卡在折頁板內造成折紙機卡紙。

其次，檢查膠輥間隙。如果膠輥間隙不平衡，紙張進入膠輥后由于壓力不均，也會紙張回彈傾斜，造成折疊過程中紙張褶皺、傾斜。

然后，檢查黃色輸送帶是否松緊不一致。兩端黃色輸送帶松緊不同會造成折疊好的紙張運行過程中傾斜，進入小盒機會出現歪斜，影響掃碼和包裝效果。

最后，檢查紙張是否不平整。將紙張放入堆紙倉（放紙倉）前，檢查紙張平整度，若紙張有褶皺或不平整，則需手動將紙張壓工整或揉平后再放入堆紙倉（放紙倉），避免紙張在進入折紙機前就傾斜，導致紙張褶皺、歪斜或卡紙。

2.6 折紙機保養

（1）折紙機要定期進行保養工作，維保人員除了定期更換易損件皮帶等，還需檢查膠輥、軸承、傳動皮帶、吸嘴、撥叉、擋片以及夾爪的磨損程度，并及時清理異物和油污后使用克虜伯潤滑油涂抹在折紙機軸承、膠輥兩端齒輪、撥叉和夾爪傳動部位。

（2）涂抹周期要按照折紙機運行周期約3 個月，涂抹量以涂膜表面光滑無明顯油漬堆積，否則運行過程中易造成凸輪打滑或紙張被油漬污染等情況。

（3）最后使用相應的工具檢查固定件和緊固螺絲有無松動、是否需要加固等。

3 結束語

GUK 折紙機全自動折疊紙張為藥品生產包裝行業提供了強有力協助，在當今機械化生產時代，自動機械設備已經和生產密不可分，而自動化機械設備也不一定是萬無一失，也會出現一點故障或磨損，所以需要人員定期對其進行相應維護和保養，保養過程中對設備檢查、更換易損件，避免生產過程中突發情況頻繁發生，提高生產效率。本文對GUK 折紙機結構、原理以及故障的分析，可以加深相關操作人員對折紙機的了解，認識到影響設備運行的因素，預防生產過程中誤操作導致設備故障停機，同時提高相應故障的維修效率。