环保铝箔纸在YB45包装机中的运用探索

环保铝箔纸在YB45包装机中的运用探索

程卫、陈春忠、余显峰 王兴会

贵州中烟工业有限责任公司遵义卷烟厂

【摘要】针对环保铝箔纸在YB45硬盒包装机生产过程中易出现烟支排列错乱现象的质量缺陷问题进行研究探索，对小盒铝箔纸烟包7-6-7烟支排列变为7-7-6的原因进行了深入的分析，认为环保铝箔纸折叠后的可塑性差及五号轮模盒不能对铝箔烟包实现有效约束控制是产生烟支排列错乱的关键因素，经过对原辅材料、五号轮相关部位分析，模盒尺寸的优化改进，有效改善了对铝箔纸烟包的约束控制，消除了烟支排列错乱的质量问题，从而达到了减少维修、提高生产效率，保障产品质量的目的。

【关键词】YB45包装机  环保铝箔纸烟支排列五号轮模盒   

前言

YB45硬盒包装机是车间包装设备的主要机型，设计生产能力400包／分钟，烟盒内20支烟的排列是7-6-7形式。实际生产中，由于环保铝箔纸的可塑性差及烟支直径的微量变化及个别水松纸表面光滑的影响，烟包内烟支排列出现（7-7-6）的错乱现象时有发生。在辅料无法变更的情况下，对铝箔纸烟包的包裹折叠过程以及设备结构原理进行逐一分析，提出了对五号轮模盒尺寸进行优化改进，以消除小盒烟支错乱排列的质量缺陷问题。

1 五号轮的结构及工作原理

小盒商标纸的包装成型主要是在五号轮完成（见图1），五号轮主要有轮芯箱体1、轮圈架2、内外折角器3、烟包接应杆4、爪形压板5、内外导轨6、内外螺旋折叠杆7、内外压杆8、内外旋转折叠器9、内外夹紧器10、推杆11等组成。                           

当烟包由四号轮进入五号轮时，提升杆将包裹好铝箔纸的烟包向上推出四轮模盒，穿过固定定位模框与上面横向输送到位的商标纸汇

合并随着一起向五号轮顶升，五号轮垂直接应杆下端的爪形压板开始向下同时接住商标纸并同步上升。然后五轮爪形压板和四轮提升杆夹着自上而下依次排列的商标纸，铝包烟和内框纸一起向上进入五号轮最下面的模盒，随着五号轮逆时针旋转分别完成商标纸各边的折叠任务。

2 存在问题

    YB45包装机盒内烟支排列标准为7-6-7排列，但在生产过程中，发现成品小盒包装中出现烟支排列错乱的质量缺陷，如图2，从图中可以看出，产生7-7-6烟支排列及错乱现象，集中表现为在铝箔纸搭口端部位出现3支烟的现象，另一端为2支烟，且都不符合质量要求，需进行质量整改解决。

由于烟支排列错乱发生的烟包通常出现在二号轮以后，设备上的质量检查就不能对其进行检测了，所以机器自动检测装置对7-7-6烟组就不能有效检测，致使7-7-6烟包流入下道工序，导致产品质量缺陷流出的风险。

3烟支排列错乱原因分析

3.1辅料方面

在生产中使用的环保铝箔纸由于铝箔含量少，铝箔纸折叠成型后的可塑性较差，造成折叠后不能保持原有状态、原纸反弹力大且内表面比较光滑，对烟组包裹成型的约束力不够，铝箔纸烟包在各轮之间或高速转送时出现松散，给烟支位移提供了空间，加之烟支辅料水松纸表面光滑，烟支与烟支之间的摩擦力减小以及烟支直径的波动，使7-6-7成形的烟组在设备高速运行过程中因离心力作用易产生烟支间相互位移，同时烟支组经铝箔纸包装后松散的外型尺寸也发生变化，模盒对铝箔纸烟包的约束控制不能保证烟支组的正常排列位置，至此烟支排列错乱的出现有了可能，由于辅料的工艺要求，我们对其不能更改，因此将解决问题的方向和重点转移到对设备上的分析研究和改进。

3.2设备方面

YB45包装机五号轮轮轴呈水平安装有8组模盒，按逆时针方向作高速间歇转动，作用是完成商标纸的折叠包装。

四号轮提升杆上升到尽头，其上平面离台面218 mm，符合技术设计要求，在这个位置上测量提升杆上平面与五号轮模盒底面尺寸是24.5mm，而这时包裹上铝箔纸的烟组厚度加一张商标纸和一张内框纸的厚度是22mm，这样烟包的厚度比提升杆上平面到模盒底部的尺寸小2.5mm。也就是说烟包到达五号轮模盒后，与模盒间存在2.5mm间隙。由于环保铝箔纸易反弹的特性，成形的铝箔纸烟包有张开的空间，使烟支在模盒内具备了移动的可能。五号轮高速间歇转动瞬间，在离心力作用下，烟支受冲击，挤向一边，裹上铝箔纸的烟包侧面被扩开，烟包内烟支出现7-7-6排列或错乱情况。因此模盒内腔尺寸不适合是烟支排列错误的主要原因，缩小模盒内腔尺寸，改善模盒对铝箔纸包裹后烟组的约束控制，使模盒内腔尺寸合理适度，是解决烟支排列错乱的关键。

3.2.1原因分析

根据烟组在五号轮的情况，对烟包出现错乱现象设定模拟模型进行理论分析：    

已知烟支直径d=7.8mm，单张铝箔纸厚度δ=0.06mm。根据计算可知：

      边长AC=2d=2×7.8=15.6mm，

边长AB=AC×cos30°=15.6×cos30°=13.4mm，

铝箔纸烟包厚度 H=AB+d+2δ=13.4+7.8+（2×0.06）=21.33mm

机器在高速运行中，成形的铝纸烟包会随包装轮的间歇转动受到离心力瞬间的冲击和挤压，铝箔纸烟包很容易产生扩散变形，烟支不受约束无法保证原有状态，形成位置排列错乱的条件。

4 改进设想

综上所述，得出这样的结论：铝箔纸烟包如果在五号轮与导轨之间移动空间有2.19mm的移动间隙，那么在高速运转中烟包受到冲击就会发生烟支不能保持原有状况而位移，形成排列错乱的情况。为此提出了缩小模盒内腔尺寸，对五号轮模盒的改进，即增加五轮模盒底部厚度，以减少铝箔纸烟包和模盒之间间隙，使烟支不会因旋转离心力而产生位置移动的空间，让烟包和五号轮模盒内腔的尺寸匹配，实现铝箔纸烟包烟支在模盒内受到有效控制和约束。

5方案实施

5.1采用实验法进行论证

为了论证以上方案，采用实验法进行实验，通过选择一组出现烟包7-7-6排列较频繁的设备，利用0.5mm铜垫片来垫高模盒，分四次进行实验，来验证效果，车速设定380包/分,垫片厚度从1层增加到4层，即从0.5mm增加至2mm,为了防止增加垫片后模盒顶部与五号轮相关部位产生干涉，每增加相应厚度，对模盒顶部易发生干涉的部位进行了修磨，经多次试验当模盒该部位间隙尺寸小于2.15mm时，排列错乱的情况得以改变，从而得出实验的结果。

5.1.2方案选定与实施

通过以上实验，选定最终的设计方案为将五号轮模盒底部厚度从原来的4mm增加到5.5mm，使其烟包在模盒内的空间间隙控制在2mm以内，并按照设计要求绘制图纸，联系外协加工模盒，将加工的模盒逐一更换，同时在保证其它相关位置不发生干涉的情况下进行了适当调整，在满足技术要求下对生产设备进行试运行跟踪观察。

6 改进效果

经三班运行后对产品抽查，烟包内烟支排列错乱现象得以消除，包装机五轮模盒的改进，实现了环保铝箔纸烟包在模盒内的有效控制，保障了烟支在烟包内的正确排列位置，消除了质量隐患，减少了设备维修和调整时间，收到了较好效果，受到车间及操作人员的好评。

7结束语

通过对五号轮模盒尺寸的设计改进，确定了适合环保铝箔纸及不同卷烟纸使用生产的模盒，解决了由于环保铝箔纸、水松纸变化所产生的烟支错乱的质量缺陷，产品质量得以保证，设备效率得到提高，同时也锻炼了维修队伍、提升了维修人员分析问题、解决问题的能力，达到了预期目标。

参考文献资料

(1) 《GDX2调整手册》意大利GD公司

(2) 《ZB45型硬盒包装机使用说明书》 上海烟草机械有限责任公司

(3) 《ZB45型硬盒硬条包装机组培训教材》 上海烟草机械有限责任公司

(4)《机械加工手册》北京高等教育出版社出版