YB618型透明纸包装两端面预热封装置的改进

张志盛 马万杰 施忠兵 薛荣强

摘  要：为了能够消除YB618型条外透明纸包装机在两端面热封时存在的褶皱及错位现象，文章分析了传统端面预热封的工作原理及缺陷，提出了新的改进方案。该方案在预热封装置的前导向器零件中增加了两个导向爪，同时在加热器工作面上设计了凹槽，导向爪起到导向和定型的作用，保证加热器闭合前折叠好的透明纸不会产生反彈变形，从而使热封后烟条两端面更加平整美观。该改进方案已在产品的试制中得到验证，产品包装质量明显提高，次品的剔除率下降了约25%。

关键词：YB618型条外透明纸包装机;预热封装置;加热器;条外透明纸

中图分类号：TB486.0     文献标识码：A      文章编号：1006-8937（2015）02-0004-03

ZB48型超高速卷烟包装机组是中国烟草机械公司在引进德国FOCKE超高速包装技术的基础上而研发设计的最新产品，该产品主要由YB48型硬盒包装机、YF64型盒包储存装置、YB518型盒外透明纸包装机、YB618型硬条及条外透明纸包装机、YF711型商标纸堆垛输送装置等各辅助机器组成。YB618型机组作为烟草包装生产线下游的最后一道工序，主要负责完成硬条及条外透明纸的包装。由于受包装机运转速度快、透明纸材质轻等特点，在条外透明纸端面及侧面热封烙烫过程中容易产生褶皱及错位现象。为了使两端面条外透明纸包装的更加平整美观，本文对条外透明纸端面第一次热封装置的结构进行了改进。

1  传统预热封装置工作原理及产生缺陷分析

1.1  传统预热封装置工作原理

YB618型硬条及条外透明纸包装机的工作流程主要包括： 1号包装轮完成条盒商标纸的包装、2号包装轮完成条外透明纸的侧面折叠和热封、条盒输送通道完成两端面的折叠、端面预热封、端面第二次热封、条盒提升美容等。如图1所示，烟条在经历了1&2号包装轮后，完成了条盒商标纸包装及条外透明纸侧面的折叠和热封，在推杆作用下进入了条输送通道，在1、2和3的作用下完成了端面透明纸的折叠。当烟条在带有推杆的同步带作用下推到图所示的5（第一加热器）中央，端面就开始热封。加热器首先是处于张开状态，即两加热器工作面和烟条端面之间有缝隙，当条盒向加热器方向移动时，首先是图1中的3点产生反弹，当整个条盒移动到加热器中央，而加热器还没闭合的瞬间，刚折叠好的透明纸边会在缝隙处张开一个角度（如图2所示）。之后加热器闭合完成透明纸端面预热封，并在后导向器、推杆等作用下进入第二加热器美容。在实践中发现，条盒端面的透明纸包装经常会出现褶皱、气泡及错位现象，这些现象会极大影响最后烟条包装的美观质量。而产生这些缺陷的原因除了受透明纸材质轻、包装机运转速度快之外，更重要的是热封装置本身也存在一些缺陷。

1.2  产生缺陷原因分析

通过预热封工作原理可以看出，产生缺陷的原因可以归结为以下三个方面。

1.2.1  受热不均匀，透明纸产生热收缩变形

条盒通过前导向器向加热器移动时，端面上的1点先反弹与加热器接触受热（如图3所示），因而加热时间最长，而2点是最后与加热器接触，因而加热时间最短。在加热器闭合前，先受热的透明纸因热收缩变形已产生褶皱，在加热器闭合后，端面就会不光滑，褶皱处的粘结性也稍差。

1.2.2  透明纸与加热器工作面摩擦产生错位

条盒移动时，端面（如图3所示）上的1点先与加热器接触受热，受热后透明纸变软，与加热器工作面间的摩擦力变大，甚至产生粘结，这样后续透明纸的移动受阻，致使折叠边产生错位。

1.2.3  空气进入缝隙处，产生气泡

在整个条盒移动到加热器中央的过程中，因透明纸反弹张开会有部分空气进入到折叠缝中，产生气泡现象

以上缺陷在烟条宽度越大时会表现得越发明显，因为烟条宽度越宽，在移动到加热器中央的时间就越长，缺陷就越容易产生。比如一般的烟条宽度为89 mm或者89.5 mm，如果遇到非规范的烟条规格（比如103.5 mm），就很容易出现褶皱或错位缺陷。

2  热封装置的改进设计方案

2.1  传统预封装置结构分析

预热封装置是通过一个左右对称的结构来实现对烟条端面的透明纸热封，传统预热封装置结构三维装配简图如图4所示，图中仅保留了热封时的工作元件及导向元件，其它辅助元件如调节螺钉、电线等忽略，该热封装置大体由三个零件组成，即前导向器、加热器和后导向器。

通过前导向器上的长槽与螺钉的调整连接，可以调节导向架工作面与烟条之间为无缝接触，从而保证上游折叠的透明纸形状在通过时不会改变，但是在烟条通过前导向器到达热封器中央的过程中，没有支架或其它辅助零件来支撑以保证透明纸折叠的形状，因而会产生如上所述的缺陷，进而影响成品条盒的美观效果。

尽管在之后的条盒上升通道中还有第二次热封及条盒整体美容装置，但预热封后透明纸定型后就很难改变，一旦产生褶皱或错位现象，就很难在后续的装置中完全消除。

2.2  改进方案设计

通过对传统预热封装置的分析，不难发现其结构设计的缺陷，即在前导向器与加热器之间缺少一个过渡的导向元件来保证在加热器未闭合前，已折叠好的透明纸形状能够保持不与加热器接触。经过研究发现，在加热器和前导向器之间再增加一个导向器元件改动比较大，难以实现，因为这涉及到下传送底板结构、上下长边折叠器等零件长度的修改。

从成本、结构的通用性考虑，本文另辟蹊径，对传统预热封装置的前导向器和加热器进行了修改，在前导向器中增加了两个延伸的导向爪，同时在加热器工作面上设计相配合的凹槽，修改前后的零件对比如图5和图6所示。

在设计该改进方案时，主要考虑到以下几个方面的因素。

①从上游折叠顺序上考虑，机器在完成端面折叠是先折上长边，再折下长边，因而是下折叠透明纸压着上折叠透明纸，为了能够压住折叠边，不使其反弹，导向架延伸段的爪子必须靠近底端。

②本次设计以常规条盒为例（常规条盒厚度48 mm），透明纸包装时两边预留的折叠宽度大约在32～34 mm，为了能够基本压住折叠边，导向器延伸段设计了两个导向爪，爪子延伸长度77 mm，其中上面一个爪子顶端离底板距离为26.5 mm，这样基本保证了透明纸折叠边重叠区域正好被压住而不反弹，同时折叠边又能有效热封。

③导向器延伸出的导向爪为工作面，直接与透明纸端面接触，故而前导向器工作表面也需要涂覆耐磨、耐高温的Nedox涂层，并进行抛光，以使条盒通过时能光滑过渡。

④为配合前导向器延伸出两个导向爪的设计，必须在加热器上设计相应的凹槽，这样加热器的工作面被凹槽分成上下两部分。在设计中上面的导向爪不易过宽，中间凹槽也不易过大，因为在保证透明纸折叠边被压的同时也必须保证有效的加热面积，改进设计中间延伸的导向爪宽度为6 mm，凹槽为8 mm，能基本满足预热封对加热面的要求。

基于以上四点因素的考虑，本文对前导向器和加热器的结构进行了修改，改进后的热封装置三维装配图如图7所示，热封装置右侧的截面细节如图8所示。

2.3  改进方案优缺点分析

基于以上的分析，可以看出改进的热封装置结构具有明显的优点，增加的导向爪有效弥补了传统热封装置在热封时透明纸反弹而产生褶皱或错位的缺陷，因而热封后的条盒端面更加平整美观，但同时改进设计也会带来一些缺陷，比如加热器闭合后，工作面上有效加热面积减少，透明纸的粘结效果比传统热封要稍差。但是从YB618机器的整个热封装置考虑，在预热封后还会有第二次热封，因而预热封时粘结性稍差的缺陷会在二次热封后得到弥补，最终对包装好的成品条盒质量也不会产生影响。总之，改进方案与传统的热封装置相比，結构复杂程度相当，但热封效果却能得到明显改善。

3  结  语

随着烟草包装速度以及客户对产品外观质量的要求不断提高，客观上对包装机的材料、产品设计及结构都提出了更高的要求。本文正是基于这样的出发点对热封装置从源头上做了改进，一次定型预热封，二次热封兼美容，三次整体美容。在维持原热封装置基本不变的基础上，该改进设计对条透明纸包装中经常出现的褶皱及错位缺陷能起到一定的抑制作用，并最终使成品条盒的端面更加平整光滑。该方案已经在ZB48机组烟厂调试及产品运行实践中得到验证，条盒两端面包装质量得到明显提高，次品的剔除率下降约25%。

参考文献：

[1] 周奎田.FOCKE401透明纸包装机侧边成型热封装置的改进[J].烟草科技，2007，（12）.