GDX2包裝機商標紙涂膠反襯輥的改進

摘 要：針對GDX2包裝機存在商標紙涂膠不良質量問題，本文結合GDX2包裝機涂膠裝置的上膠原理，對產生上膠不良問題的原因進行了詳細分析。通過對涂膠反襯輥結構進行了改進設計，解決了GDX2包裝機商標紙因平整性差而引起的商標紙涂膠不良的質量問題，提高了GDX2包裝機對商標紙的上機適應性。

關鍵詞：涂膠不良；涂膠反襯輥；改進設計；平整性差；上機適應性

GDX2型硬盒包裝機是上海煙草機械有限責任公司從意大利G.D公司引進G.DX2包裝機組全套技術，經消化吸收后國產化的卷煙包裝設備，是目前應用比較廣泛的卷煙中速包裝機。在使用過程中發(fā)現(xiàn)該機型的商標紙涂膠裝置對商標紙適應性較差，影響設備有效作業(yè)率和產品質量。經仔細分析設備運行情況，發(fā)現(xiàn)該問題與商標紙涂膠不良有關。進一步分析發(fā)現(xiàn)造成商標紙涂膠不良的主要原因是由于GDX2包裝機的商標紙涂膠反襯輥的工作面是凹形結構。對此，圍繞GDX2包裝機商標紙涂膠反襯輥進行改進設計。

1 問題的提出

1.1 商標紙涂膠工作原理

商標紙涂膠裝置的涂膠原理如圖1所示，商標紙在輸送輥對的夾持下向前輸送，當?shù)竭_涂膠位置時，商標紙與涂膠輪、商標紙與涂膠反襯輥之間的接觸是線接觸。通過涂膠反襯輥的壓力，使涂膠輪將表面附著的乳膠涂布在商標紙涂膠區(qū)域上。涂膠輪和涂膠反襯輥在旋轉過程的壓緊下完成商標紙涂膠，最后由加速輸送輥輸送至五號輪下方。

涂膠輪在轉動過程中伴隨著乳膠的涂布，商標紙的涂膠均勻狀況和涂膠量的大小都會對產品質量造成影響。傳遞到商標紙的膠水量取決于乳膠的流變特性、膠水缸刮膠板的調節(jié)程度、涂膠反襯輥與涂膠輪之間的間隙以及涂膠反襯輥與商標紙接觸面積和接觸壓力。涂膠反襯輥與商標紙接觸的表面積越大，乳膠與商標紙間的作用力就越大。

1.2 存在的問題

通過統(tǒng)計GDX2包裝機運行情況，發(fā)現(xiàn)小盒開口、鋁箔紙粘貼不牢、小盒打不開等質量缺陷出現(xiàn)頻次高，而該質量缺陷具有一定的隱蔽性，操作人員難以及時檢查到位，極易造成批量的質量缺陷，給生產效率、產品質量和成本的控制帶來不利。

2 原因分析

2.1 商標紙平整性差

目前所使用的商標紙多數(shù)為塑料膜彩印商標紙。商標紙在成品前通常以大紙卷形式在，由于受到環(huán)境的溫濕度影響，而導致紙張纖維吸水或者失水，由于纖維橫向伸縮率遠遠大于纖維的縱向伸縮率，所以商標在吸水或者失水情況下均會發(fā)生彎曲。因此商標紙不可避免地都存在自然的輕微卷曲，另外還有在外界應力作用下而導致商標紙彎曲現(xiàn)象。彎曲的商標紙平整性較差，尤其對于涂膠區(qū)域的不平整容易造成商標紙產生涂膠不良質量缺陷。

2.2 涂膠反襯輥存在凹陷結構

通過觀察發(fā)現(xiàn)，涂膠反襯輥的工作面是凹形的（見圖2），涂膠輪與涂膠反襯輥之間的隙是0.15mm至0.2mm，而商標紙的厚度在0.28mm-0.32mm之間波動，使涂膠輪在涂膠時的下壓力F產生變化。當不同厚度品牌在換牌時，部分商標紙因受力不均而產生“拱起”現(xiàn)象，導致商標紙涂膠量產生較大變化。

3 改進方案與方案實施

3.1 改進方案

1）改進涂膠反襯輥結構。為有效壓住拱起的商標紙，設想將涂膠反襯輥改為實心結構，涂膠反襯輥外圍為實心體，使彎曲的商標紙能與涂膠反襯輥有效的接觸，從而達到消除小盒商標紙涂膠不飽滿的現(xiàn)象及減少商標紙非涂膠區(qū)域涂膠的機率。但由于涂膠反襯輥與商標紙的接觸面積增大而導致兩者之間的摩擦力增大，因此選材時從熱處理方面來提高涂膠反襯輥的耐磨性。

2）考慮涂膠反襯輥動平衡問題。實心結構的涂膠反襯輥在重量上要比凹陷結構的涂膠反襯輥重，為避免涂膠反襯輥因過重而引起軸承磨損，將涂膠反襯輥的外徑保持不變，厚度由18mm改薄到15mm，同時對兩側涂膠反襯輥在直徑60mm處加工5個直徑為10mm的通孔，對中間涂膠反襯輥在直徑60mm處加工6個直徑為10mm的通孔，這樣可使得改造前后的涂膠反襯輥重量大致保持一致。

3.2 改進方案實施

改進后的涂膠反襯輥設計圖見圖3。由于涂膠反襯輥在使用過程中受到沖擊載荷的作用，在設計涂膠反襯輥時，需要充分考慮其表面的硬度、強度和耐磨性能。因此，選擇錳鋼作為涂膠反襯輥的材料，并采用調質熱處理，為提高壓輪表面硬度，表面鍍層厚度為0.02mm。

4 效果驗證

GDX2包裝機涂膠反襯輥改造之后，在一區(qū)卷包車間8臺GDX2包裝機組推廣應用，運行效果良好。通過技術攻關，2017年卷包車間月報表中，涂膠反襯輥造成商標紙涂膠不良的缺陷頻次由原來的4次/月降低到0.5次/月，實現(xiàn)了設計要求。

參考文獻

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作者簡介

李桂林（1985-），男，助理工程師，大學本科，研究方向：卷煙包裝設備的管理。