ZB45二號(hào)輪鋁箔紙內(nèi)側(cè)兩角折疊改進(jìn)

曾京威，陳華，楊猛

ZB45二號(hào)輪鋁箔紙內(nèi)側(cè)兩角折疊改進(jìn)

曾京威，陳華，楊猛

（紅云紅河集團(tuán)昆明卷煙廠，云南 昆明 650032）

GDX2/ZB45細(xì)支煙包裝機(jī)組在生產(chǎn)過(guò)程中偶有鋁箔紙兩端皺褶的煙包出現(xiàn)，嚴(yán)重影響產(chǎn)品質(zhì)量。為了解決這一問(wèn)題，對(duì)鋁箔紙?jiān)诙?hào)輪模盒內(nèi)的折疊過(guò)程進(jìn)行觀察分析，發(fā)現(xiàn)鋁箔紙兩端皺褶是二號(hào)輪模盒的深度尺寸和內(nèi)側(cè)兩角折疊塊的幾何形狀共同導(dǎo)致的，并對(duì)二號(hào)輪模盒深度和鋁箔紙折疊塊的幾何形狀進(jìn)行改進(jìn)，有效解決了鋁箔紙兩端皺褶問(wèn)題。

二號(hào)輪；鋁箔紙；模盒；折疊塊

ZB45是意大利GD公司授權(quán)，上海煙草機(jī)械有限責(zé)任公司制造的硬盒卷煙包裝設(shè)備，設(shè)計(jì)生產(chǎn)速度每分鐘300包，其以自動(dòng)化程度高、質(zhì)量穩(wěn)定、運(yùn)行可靠等優(yōu)點(diǎn)在卷煙生產(chǎn)企業(yè)得到廣泛應(yīng)用。目前紅云紅河集團(tuán)昆明卷煙廠有六組YB45小盒包裝機(jī)用于100 mm細(xì)支規(guī)格的卷煙包裝生產(chǎn)，在生產(chǎn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)偶有鋁箔紙兩端皺褶的煙包出現(xiàn)，如圖1所示，嚴(yán)重影響了產(chǎn)品質(zhì)量。

圖1 鋁箔紙端部皺褶煙包

1 存在的問(wèn)題

根據(jù)生產(chǎn)過(guò)程統(tǒng)計(jì)和質(zhì)檢反饋，鋁箔紙皺褶缺陷煙包普遍存在于細(xì)支產(chǎn)品機(jī)組中，其中選取單組設(shè)備煙包頂端或底端鋁箔皺褶質(zhì)量缺陷統(tǒng)計(jì)如表1所示。

表1 1機(jī)組鋁箔紙頂端或底端質(zhì)量缺陷統(tǒng)計(jì)表（2019-06）（單位：包）

一周二周三周四周 頂端皺褶41374855 底端皺褶33344032 兩端皺褶913127

根據(jù)設(shè)備運(yùn)行原理和過(guò)程觀察，煙包鋁箔紙兩端皺褶是在二號(hào)輪鋁箔紙折疊過(guò)程中產(chǎn)生的，有必要對(duì)煙包鋁箔紙兩端皺褶的原因做進(jìn)一步分析。

2 鋁箔紙折疊過(guò)程分析

鋁箔紙?jiān)诙?hào)輪折疊過(guò)程如圖2所示，鋁箔紙按工藝要求裁切成定長(zhǎng)紙塊經(jīng)二號(hào)輪與一號(hào)輪中間，下落至到位基準(zhǔn)。隨后，一號(hào)輪推煙板與二號(hào)輪隨動(dòng)接煙板夾持煙支組和鋁箔紙塊，進(jìn)入二號(hào)輪右側(cè)水平工位夾煙包模盒中進(jìn)行內(nèi)襯紙即鋁箔紙包裝。具體包裝折疊過(guò)程為：在A工位通過(guò)內(nèi)外兩個(gè)折疊塊旋轉(zhuǎn)90°完成內(nèi)側(cè)（無(wú)搭口側(cè)）兩角折疊，在B工位通過(guò)側(cè)長(zhǎng)邊折疊器完成長(zhǎng)邊1折疊，在C工位通過(guò)二號(hào)輪內(nèi)圓結(jié)構(gòu)完成長(zhǎng)邊2折疊，在D工位通過(guò)內(nèi)外兩個(gè)折疊塊旋轉(zhuǎn)90°完成外側(cè)（搭口側(cè)）兩角折疊，在E工位完成頂端和底端兩端折疊后送入三號(hào)輪。

圖2 鋁箔紙?jiān)诙?hào)輪折疊過(guò)程

在生產(chǎn)運(yùn)行過(guò)程中，經(jīng)過(guò)實(shí)際跟蹤觀察發(fā)現(xiàn)，鋁箔紙兩端產(chǎn)生皺褶的位置是在B工位之前，即在A工位進(jìn)行內(nèi)側(cè)兩角折疊過(guò)程時(shí)，所以對(duì)A工位鋁箔紙內(nèi)側(cè)兩角折疊過(guò)程中鋁箔紙兩端皺褶的原因進(jìn)行進(jìn)一步分析。

3 鋁箔紙兩端皺褶原因分析

結(jié)合設(shè)備工藝流程和結(jié)構(gòu)分析，造成鋁箔紙兩端皺褶主要原因有以下幾部分。

3.1 煙支組和單張鋁箔紙由一號(hào)輪推入二號(hào)輪模盒時(shí)發(fā)生擠壓導(dǎo)致鋁箔紙彎曲變形

煙支組和單張鋁箔紙由一號(hào)輪推煙板與二號(hào)輪隨動(dòng)接煙板夾持進(jìn)入二號(hào)輪模盒，進(jìn)入模盒后由于推煙板的推力作用和模盒的阻擋作用，對(duì)煙支組和鋁箔紙產(chǎn)生輕微擠壓，使煙支組排列發(fā)生輕微位移，從而導(dǎo)致鋁箔紙隨煙支組彎曲變形，如圖3所示。

圖3 擠壓導(dǎo)致鋁箔紙彎曲變形

3.2 鋁箔紙彎曲后折疊塊旋轉(zhuǎn)折疊時(shí)與鋁箔紙伸出面發(fā)生擦碰，產(chǎn)生皺褶

雖然鋁箔紙彎曲變形會(huì)隨著推煙板進(jìn)入后退行程，煙支組回彈而減輕或消失，但是在工位A進(jìn)行內(nèi)側(cè)兩角折疊時(shí)推煙板還未進(jìn)入后退行程，所以折疊塊進(jìn)行旋轉(zhuǎn)折疊時(shí)會(huì)與鋁箔紙伸出面的彎曲部分發(fā)生擦碰甚至硬性折疊而形成皺褶，如圖4所示。

圖4 折疊塊與彎曲鋁箔紙擦碰示意圖

針對(duì)上述產(chǎn)生鋁箔紙皺褶的兩個(gè)原因，需進(jìn)一步確定改進(jìn)思路，制訂改進(jìn)的對(duì)策和方案。

4 改進(jìn)方案

4.1 二號(hào)輪模盒深度改進(jìn)

根據(jù)鋁箔紙兩端產(chǎn)生皺褶的原因分析，二號(hào)輪模盒的阻擋和推煙板的推力對(duì)煙支組造成擠壓從而導(dǎo)致鋁箔紙彎曲變形。為了減輕推煙板的推力和二號(hào)輪模盒的阻擋對(duì)煙支組和鋁箔紙的擠壓作用力，采用對(duì)二號(hào)輪模盒的深度加深的對(duì)策，減輕或杜絕鋁箔紙彎曲變形。原機(jī)模盒深度為53.6 mm，現(xiàn)對(duì)合理的模盒深度進(jìn)行計(jì)算。

由于煙支組在二號(hào)輪內(nèi)分為兩排各10支排列，所以二號(hào)輪模盒深度取決于煙支的直徑。為使煙支組在進(jìn)入二號(hào)輪模盒內(nèi)時(shí)減輕相互擠壓，則模盒深度應(yīng)該以煙支的平均直徑乘以煙支組橫向排列支數(shù)進(jìn)行計(jì)算，同時(shí)要考慮到鋁箔紙的厚度。目前紅云紅河集團(tuán)昆明卷煙廠100 mm規(guī)格細(xì)支煙支的圓周工藝標(biāo)準(zhǔn)為（17±0.2） mm，經(jīng)長(zhǎng)期統(tǒng)計(jì)，生產(chǎn)過(guò)程中煙支的平均圓周為16.9 mm。則煙支平均直徑：=/π= 16.9/3.14=5.38 mm，模盒深度=10+，其中為鋁箔紙厚度，測(cè)量得=0.1 mm，則=10×5.38+0.1=53.9 mm。經(jīng)計(jì)算模盒理論深度為53.9 mm，比現(xiàn)用模盒深0.3 mm，改進(jìn)后可有效減輕推煙板對(duì)煙支組的擠壓，減輕鋁箔紙彎曲變形。

4.2 折疊塊幾何形狀改進(jìn)

經(jīng)過(guò)設(shè)備工藝流程分析和生產(chǎn)過(guò)程中的實(shí)際跟蹤，由于在A工位處進(jìn)行鋁箔紙內(nèi)側(cè)兩角折疊時(shí)推煙板的推力造成鋁箔紙伸出模盒部分不平整，折疊塊旋轉(zhuǎn)折疊時(shí)若有鋁箔紙伸出平面位于折疊塊寬度以內(nèi)就會(huì)與折疊塊發(fā)生擦碰，對(duì)擦碰處進(jìn)行折疊形成皺褶。而在D工位處進(jìn)行折疊時(shí)，由于沒(méi)有推煙板的推力作用，煙支組和鋁箔紙較為平整，不會(huì)發(fā)生擦碰而形成皺褶，另外鋁箔紙兩端產(chǎn)生皺褶的位置位于B工位之前，所以僅對(duì)A工位處的折疊塊進(jìn)行改進(jìn)即可。

4.2.1 折疊塊工作面理論寬度計(jì)算

根據(jù)折疊塊工作原理分析，工作面的寬度必須小于兩支煙支緊密排列的直徑，理論狀況下，煙支直徑應(yīng)該取最小理論直徑，計(jì)算得：

min=min/π=16.8/3.14=5.35 mm

2min=5.35×2=10.7 mm

經(jīng)查閱圖冊(cè)及實(shí)際測(cè)量，原機(jī)折疊塊的工作面寬度為9 mm，小于2min=10.7 mm，即原機(jī)折疊塊工作面寬度符合理論寬度要求，若再減小工作面寬度則會(huì)影響鋁箔紙內(nèi)側(cè)兩角折疊效果，所以折疊塊工作面寬度無(wú)須改進(jìn)。

4.2.2 折疊塊幾何形狀改進(jìn)

雖然折疊塊工作面的寬度符合理論寬度要求，但在A工位折疊時(shí)由于推煙板作用，鋁箔紙伸出模盒部分有輕微變形，還會(huì)導(dǎo)致折疊塊與鋁箔紙擦碰折疊形成皺褶，所以有必要對(duì)折疊塊幾何形狀進(jìn)行改進(jìn)。

原機(jī)A工位鋁箔紙內(nèi)側(cè)兩角折疊塊為一截面為梯形的幾何體，其工作面為一個(gè)16 mm×9 mm的矩形，如圖5所示。由于折疊塊工作面的棱邊為直角，所以與變形鋁箔紙擦碰時(shí)會(huì)硬性折疊而形成皺褶，根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)及相關(guān)設(shè)備結(jié)構(gòu)組成參考，確定改進(jìn)方案為將棱邊進(jìn)行圓角處理。

圖5 原機(jī)折疊塊示意圖

在進(jìn)行圓角處理時(shí)不能對(duì)鋁箔紙折疊效果產(chǎn)生影響，經(jīng)測(cè)量折疊塊工作面的幾何形狀為16 mm×9 mm的矩形，其中有效折疊面為內(nèi)側(cè)8 mm×9 mm，由于有效折疊面的作用是對(duì)鋁箔紙內(nèi)側(cè)兩角進(jìn)行折疊，所以此部分棱邊不用做半徑過(guò)大的圓角處理，外側(cè)8 mm×9 mm作用為保持鋁箔紙形態(tài)不受折疊影響，皺褶基本是由此部分棱邊擦碰鋁箔紙折疊形成，所以此部分可以做適當(dāng)半徑的圓角處理。

經(jīng)測(cè)量，模盒深度加深后，鋁箔紙?jiān)贏工位折疊時(shí)伸出二號(hào)輪模盒部分的變形量（即上下位移偏差）全部都小于0.4 mm，折疊塊工作面外側(cè)8 mm棱邊的圓角半徑取1 mm足夠使折疊塊順暢折疊，所以綜合采用對(duì)折疊塊工作面棱邊進(jìn)行變半徑的圓角處理，具體方案為：內(nèi)側(cè)8 mm棱邊圓角由0.1 mm過(guò)渡至0.2 mm，外側(cè)8 mm棱邊由0.2 mm過(guò)渡至1 mm，如圖6所示。

圖6 改進(jìn)幾何形狀后折疊塊示意圖

改進(jìn)后若鋁箔紙伸出二號(hào)輪模盒部分位于折疊塊工作面寬度以內(nèi)，則伸出部分的鋁箔紙會(huì)隨圓角順暢滑動(dòng)而不產(chǎn)生折疊形成皺褶。

圓角改進(jìn)對(duì)鋁箔紙折疊影響如圖7所示。

圖7 圓角改進(jìn)對(duì)鋁箔紙折疊影響

5 應(yīng)用效果

將二號(hào)輪模盒深度加深為53.9 mm，同時(shí)對(duì)折疊塊工作面棱邊進(jìn)行變半徑圓角改進(jìn)后應(yīng)用至紅云紅河集團(tuán)昆明卷煙廠三組ZB45/GDX2細(xì)支包裝機(jī)組，如圖8所示。

圖8 改進(jìn)后的模盒與折疊塊實(shí)際應(yīng)用

對(duì)改進(jìn)二號(hào)輪鋁箔紙折疊后的三組設(shè)備跟蹤觀察，改進(jìn)后的模盒和內(nèi)側(cè)兩角折疊系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，無(wú)煙支組卡阻、鋁箔紙歪斜等現(xiàn)象。同時(shí)對(duì)煙包鋁箔紙兩端皺褶的缺陷數(shù)量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，在三組設(shè)備改進(jìn)后整個(gè)月的生產(chǎn)過(guò)程中進(jìn)行鋁箔紙兩端皺褶的煙包缺陷數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)如表2所示。

表2 改進(jìn)后三組設(shè)備兩端鋁箔紙兩端皺褶統(tǒng)計(jì)（2019-08）（單位：包）

1#機(jī)組2#機(jī)組3#機(jī)組 頂端皺褶000 底端皺褶010 兩端皺褶000

由表2可以看出，1#機(jī)組和3#機(jī)組在改進(jìn)后一個(gè)月的生產(chǎn)中均未出現(xiàn)鋁箔紙兩端皺褶的缺陷煙包，2#機(jī)組僅僅發(fā)現(xiàn)了1包鋁箔紙底端有皺褶缺陷的煙包，并且經(jīng)過(guò)進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)該缺陷并不是設(shè)備原因?qū)е拢瑢儆谂及l(fā)缺陷。

綜合生產(chǎn)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)和觀察情況，改進(jìn)后的二號(hào)輪模盒和內(nèi)側(cè)兩角折疊塊解決了生產(chǎn)中煙包內(nèi)鋁箔紙兩端皺褶的質(zhì)量缺陷，對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量提升和原輔材料消耗的下降有著十分重要的意義。

［1］陶良華.GDX2硬盒包裝機(jī)小盒商標(biāo)紙吹風(fēng)裝置的設(shè)計(jì)［J］.包裝與食品機(jī)械，2009，27（5）：138-142.

TS43

A

10.15913/j.cnki.kjycx.2019.20.024

2095－6835（2019）20－0059－03

曾京威（1987—），男，碩士研究生，主要從事ZB45細(xì)支包裝設(shè)備操作工作。陳華（1973—），男，煙機(jī)設(shè)備維修技師，主要從事GDX2000及ZB45包裝設(shè)備維修工作。楊猛（1972—），男，煙機(jī)設(shè)備維修技師，主要從事GDX2000及ZB45包裝設(shè)備維修工作。

〔編輯：嚴(yán)麗琴〕