软包硬化在GDX1包装机的设计与改造

冷旭东 刘明春 法书学

摘要：针对 GDX1软包硬化机组（白乳胶式）在生产软包硬化产品过程中所出现的商标纸吸拾不畅和商标纸粘贴不牢制约了设备的运行速度等相关问题，进行科学分析，对商标纸吸风嘴、涂胶器、四号轮弧形导板等部件进行局部改造，解决了商标纸吸取不畅、商标纸侧长边及底边粘贴不牢等问题，提高了GDX1包装机软包硬化产品的质量和设备运行速度。拓展了 GDX1包装机的使用功能，实现了生产软、硬两种模式烟包的功能互换。使功能单一的软包机组，转变成为能够“软硬兼施”的包装设备。

关键词：软包硬化（白乳胶式）;商标纸吸拾;商标纸粘贴;提速

1GDX1包装机使用“硬化”商标纸出现的问题

在生产软包硬化产品过程中，遇到的问题主要有以下几点：

（1）       商标纸扇形吸纸轮取纸困难，下纸歪斜，甚至无法吸取商标纸，故障停机频繁;

（2）       商标纸粘贴不良，在输送过程中出现开边现象。

（3）       设备运行不稳定，设备包装速度较慢（150包 / 分钟），停机率较高，产能较低，原辅材料消耗过高。

GDX1软包硬化机组（白乳胶式）局部改造前设备运行速度和产能都无法满足生产需要，下表为四台包装机的日产量：

2原因分析

根据商标纸包装的工艺流程，对所涉及的各个部位进行了仔细观察与分析后得出：

（1）       通过对比可以看出软包硬化卷烟使用的商标纸定量为175g/m2，厚度约为0.2毫米，定量和厚度是软盒商标纸（85-95g/m2，厚度一般在0.08毫米左右）的2倍多，商标纸变厚变硬，商标纸扇形吸纸轮的吸力没有发生变化，因此造成商标纸难以吸取，商标纸吸拾故障停机次数较多。

（2）       通过对商标纸包装原理进行分析，商标纸经过涂胶以后，要经过第三轮、第四轮以及烟包输出通道、出口转盘才能到达输送带并经输送带输送到下游机。这个过程要经过大约80包烟的工位，在车速400包/ 分钟的情况下要经过12秒钟左右。也就是说，使用的普通软包商标纸在涂胶以后，再经过大约12秒钟就可以粘贴牢固。但在生产软盒硬化产品时，由于商标纸厚度大，商标纸变得很硬，弹性也很大，商标纸经上胶、折叠、粘合后，出现烟包侧长边及底边粘合不牢固，在输送通道中商标纸容易散开，无法正常生产。在设备较高速度运行下干燥过程不能够满足胶液水分的干燥，从而发生涂胶位置的开胶现象，经反复试验论证软盒硬化商标纸要经过30秒钟左右才能牢固地粘贴。因此车速要降低到150包 / 分钟以内，才能基本保证商标纸能够牢固粘贴住。

3       改进方案

3.1   改造商标纸吸拾装置，提高商标纸吸风嘴的吸拾能力

通过对商标纸扇形吸纸轮难以吸取商标纸的问题进行研究、分析，认为由于设备随时可能生产软盒产品，不宜对设备作太多改变。根据软盒硬化商标纸与软盒商标纸的不同，分析认为可以对设备采取以下改进方案。

3.2   改进商标纸涂胶装置，解决商标纸底边粘贴不良

通过调整商标纸涂胶器的涂胶量来保证商标纸底边粘贴牢固，但是涂胶量增大后，商标纸散开的现象消除了，但是胶液溢出的现象明显，造成商标纸污脏，质量不符合工艺要求;同时造成商标纸输送通道残留胶严重，增加了操作工的劳动强度。可行性差。

4       方案实施

4.1   扩大商标纸吸风嘴孔径，增加商标纸吸风嘴负压流量在设备负压系统中，负压集中提供，流量基本保持不变。

依据公式 Q=AV        （1）

式中：Q——流量 m3/S V ——流速，m/S

A——气路通径的截面积，m2

可知扩大商标纸吸风嘴的孔径，可增加商标纸吸风嘴吸附流量，即：Q（改）/Q（原）=V*A（改）/V*A（原）=A（改）/A（原）。以便增大商标纸吸风嘴的吸附力，从而确保商标纸拾取稳定，消除商标纸的吸附故障。由于商标纸吸风嘴固定部位为 M8螺纹，螺纹小径为6.6mm，内孔扩大的最大直径不可能超过6.6mm。原吸风嘴内孔直径3.5mm，与6.6mm 相差3.1mm。在方案实施过程中，制作了3种孔径尺寸的吸风嘴.首先将商标纸吸风嘴孔径由Φ3.5mm 增大至Φ4mm，但是商标纸吸取不畅的情况仍然频繁;随后將商标纸吸风嘴孔径由Φ3.5mm 增大至Φ5mm，商标纸吸取较稳定，但出现商标纸输送偏斜的问题;通过反复试验，最终确定将商标纸吸风嘴孔径从Φ3.5mm 扩大为Φ4.5mm，可以保证商标纸拾取稳定和输送正常。吸风嘴孔径从φ3.5mm 扩大为φ4.5mm，改进前后流量的比值为

A（改）——改进后吸风嘴孔径的截面积[π·（4.5mm/2）2]/A（原）——改进前吸风嘴孔径的截面积[π·（3.5mm/2）2]≈1.65

通过上述改进，商标纸吸风通道的吸附流量是原来的1.6倍多，可确保商标纸拾取稳定，消除商标纸的吸附不稳定故障。

4.2   改变商标纸底部涂胶器的形状，增加底部涂胶量

对商标纸底部涂胶器形状进行改进。原底部涂胶器宽30mm、厚4.5mm，现改为宽16mm、厚4.5mm，并在商标纸底部涂胶器的涂胶面上钻上三个深为1mm 直径为2mm 的孔，然后根据商标纸底部涂胶部位的形状，把涂胶器涂胶表面加工成梯形状，使胶水在粘贴后不容易溢出，避免了商标纸输送通道残留胶过多的现象。改进后，加大了商标纸底部涂胶量，使商标纸粘贴牢固。

5       效果分析

GDX1软包硬化机组（白乳胶式）局部改造后设备运行速度和产能都能保证生产需要，下表为改造后四台包装机的日产量：

根据以上改造方案，对设备进行了较为系统的改进，商标纸吸嘴的吸附能力得到了大幅度的增强，在目前的软包硬化生产过程中，商标纸拾取正常、输送平稳，因商标纸传递故障而频繁停机的现象已不复存在。通过对相应零部件进行改造和调整后，软包硬化产品粘贴不良的工艺缺陷得到了根治，设备的稳定性得到了大幅度提高。改进后，GDX1包装机的包装速度由改进前的150包 / 分钟提高到330包 / 分钟以上，最高单班产量更是高达63.6箱 / 班。

6       结束语

通过局部改造，设备有效作业率得到明显提高。尤其是通过改进使得GDX1包装机在进行软包硬化和传统软包这两种包装模式之间转换时变得简便易行，拓展了 GDX1包装机的包装功能，达到了预期改造目的。

在实际工作中，发现烟包的侧面胶粘面延底部烙铁表面运行时，由于拍烟板间歇运动的作用造成烟包与输出通道底部烙铁之间产生了轻微的跳动，使烟包在步进输送过程中有较大一段时间与烙铁表面没有很好的吻合，底部烙铁温度在空气流动状态下造成大量流失，没有达到很好的干燥目的。针对上述现象，设想利用设备的现有条件设计加装通道顶部两段同步输送带对烟包的跳动进行校正，使烟包在步进输送过程中与底部烙铁表面完全吻合，这有待今后对该项目的不断完善。

参考文献：

[1《] ZB25型包装机组》全国烟草行业统编教材[2《] GDX-1调整手册》设备随机资料