软包硬化烟包二次烫封机的设计

刘亚男，金彩洪，张凌，高远，潘永华，周文建，李泰

（红塔烟草（集团）有限责任公司楚雄卷烟厂，云南 楚雄 675000）

1 前言

软包硬化型烟包的包装方式在烟草行业具有独创性。通过增加商标纸的定量和厚度，包装成烟包成品后硬度增加，烟包表面不会凹陷，烟包挺度增大，解决了软包烟包容易变形的问题，同时，可以有效地保护烟支，避免烟支变形。由于软包硬化使用的商标辅料材质较厚较硬，商标折叠后反弹力较大，在生产过程中使用的热熔胶常常不能黏贴牢固，使得生产的烟包侧边容易出现黏贴不牢而开边的现象。而这样的不合格烟包由于人工二次黏贴处理质量不高、且耗时较长，不仅造成了成本的浪费，还增加了工人的劳动力与劳动时间。由此可知，软包硬化烟包侧边未黏合烟包回收处理就显得十分重要了，所以迫切希望能有一个简易可行的技术方案在保证黏合质量的同时，大幅提升回收处理效率，本项目软包硬化烟包二次烫封机的及时研制恰好解决了此类问题。

2 软包硬化烟包回收处理的技术关键

为了确定软包硬化烟包二次烫封机的设计关键，需要从软包硬化烟包包装特性入手，得出影响烟包包装质量的关键因素。软包硬化烟包包装方式一是使用的商标纸为接近硬包商标纸特性的白卡纸，其质量的定量值是软包包装纸的两倍以上，基本接近硬包包装商标纸的定量值。二是采用软包的包装设备和工艺流程来生产，常见的生产设备为GDX1包装机。

2.1 软包硬化商标纸特性

软包硬化、硬包、软包商标纸主要技术指标比较如表1所示。

表1 商标纸主要技术指标

从主要技术指标分析看出，由于软包硬化使用的175克白卡纸的厚度适中、耐折度好，成型情况优于软包商标纸，且比硬包商标纸稍柔软；由于软包硬化商标纸挺度横向4，纵向5.5（实测值），包装成小包成品后，挺度增加，烟包表面不会凹陷。但会导致商标折叠后反弹力较大，商标搭接后黏贴不牢，因此，在回收处理软包硬化烟包时，需要合适的挤压力对烟包侧边进行挤压，既保证烟包不会被挤压变形，也能使得侧边黏合固定。

2.2 热熔胶特性

软包硬化包装使用的烟用黏结剂为热熔胶，主要技术指标比较如表2所示。

表2 热熔胶主要技术指标

从热熔胶主要技术指标分析看出，软包硬化包装使用的热熔胶软化点为90～100℃，软化时间为2～3s，固化时间为3～5s，此时，热熔胶的黏结性能最佳，因此在回收处理软包硬化烟包时需要合适的加热温度（90～100℃）将烟包侧边搭口的热熔胶熔化，再施加一定的挤压力对烟包侧边进行挤压3～5s，使得烟包侧边搭口的热熔胶重新固化，从而黏合烟包。

3 软包硬化烟包二次烫封机的整体设计

3.1 总体构成

软包硬化烟包二次烫封机根据功能需要可以完成烟包自动移动、商标纸侧边热熔胶融化、商标纸侧边黏合固定等功能，总体构成立体图如图1、2所示。软包硬化烟包二次烫封机由底座上安装各零部件构成，总体构成包括发热模块、跑道模块、推杆模块、辅助模块。

3.2 发热模块设计

软包硬化烟包二次烫封机的发热模块结构如图2所示。底座（17）的支脚左右两侧设有横梁，通过螺栓固定支撑钢板（30），用于固定支撑隔热板（35）；支撑钢板上设有通孔，通过套有套筒Ⅰ（34）的螺栓固定隔热板，以减少发热板（32）温度的损失；隔热板上设有通孔，通过套有套筒Ⅱ（33）的螺栓固定发热板，其发热板中设有沉头孔，其中塞有发热棒（31），发热棒用于发热板温度的输出，其上也设有温度传感器，用于控制箱（11）对发热板温度的控制。

3.3 跑道模块设计

图1 软包硬化烟包二次烫封机的主视立体图

图2

图3

软包硬化烟包二次烫封机的跑道模块结构如图1所示。底座（17）左右两侧设有隔板吊耳Ⅰ（24）、隔板吊耳Ⅱ（14），通过焊接于底座上，其上通孔，用于隔板Ⅰ（19）、隔板Ⅱ（20）和隔板Ⅲ（5）安装，且可进行隔板Ⅰ、隔板Ⅱ和隔板Ⅲ距离的调节，隔板Ⅰ、隔板Ⅱ和隔板Ⅲ通过螺钉固定于隔板吊耳Ⅰ、隔板吊耳Ⅱ上；隔板Ⅰ、隔板Ⅱ和隔板Ⅲ左端设有通孔，分别用于传感器Ⅰ（23）、传感器Ⅱ（22）和传感器Ⅲ（21）安装，传感器Ⅰ和传感器Ⅲ用于烟包的有无检测，传感器Ⅱ为传感器Ⅰ和传感器Ⅲ的对射点。

3.4 推杆模块设计

软包硬化烟包二次烫封机的底座（17）的左侧支脚上连接推杆座（25）；推杆座上设有凹槽，用于推杆支撑滚组（26）的安装，推杆支撑滚组由10组滚子构成，滚子的顶点高出推杆座上表面，与推杆Ⅰ（28）和推杆Ⅱ（27）下表面构成线面接触，即支撑推杆Ⅰ和推杆Ⅱ，也降低推杆Ⅰ和推杆Ⅱ在运动中的阻力。气缸和电磁气阀通过胶管Ⅰ（7）、胶管Ⅱ（8）连接；气缸上的活塞杆（1）通过螺钉与推杆拉板（29）连接；推杆拉板上设有通孔，通过螺钉与推杆Ⅰ和推杆Ⅱ连接；推杆Ⅰ和推杆Ⅱ在推烟端设有凹槽，分别用于安装推杆滚Ⅰ（39）和推杆滚Ⅱ（40），其推杆滚Ⅰ和推杆滚Ⅱ滚子下顶点高出推杆Ⅰ和推杆Ⅱ的下表面，用于支撑推杆Ⅰ和推杆Ⅱ，且与烟包跑道的金属胶带（18）构成线面接触，减小推杆Ⅰ和推杆Ⅱ在运动中的阻力。

3.5 辅助模块设计

底座的桌面上安装凉板座Ⅰ（2）、凉板座Ⅱ（6）、挤压刷座Ⅰ（10）、挤压刷座Ⅱ（13）、控制箱座Ⅰ（9）和控制箱座Ⅱ（38）；凉板座Ⅰ和凉板座Ⅱ上固定安装凉板（4），用于二次烫封未黏合好的烟包在人力作用下再次挤压黏合；挤压刷座Ⅰ和挤压刷座Ⅱ上分别固定安装挤压刷吊耳Ⅰ（16）和挤压刷吊耳Ⅱ（12）；挤压刷吊耳Ⅰ和挤压刷吊耳Ⅱ上固定安装挤压刷（15），用于提供溶胶后烟包散边黏合的挤压力；控制箱座Ⅰ和控制箱座Ⅱ上固定安装控制箱（11），用于发热棒（31）和电磁气阀（36）的控制。

4 软包硬化烟包二次烫封机使用及效果

软包硬化烟包二次烫封机所采用的技术方案为：开启控制箱（11），控制箱控制电磁气阀（36）工作，使气压通过胶管Ⅱ（8）传递给气缸（3），气缸的活塞杆（1）在气压的作用下伸出；控制箱控制发热棒（31）发热，带动发热板（32）发热，待发热板温度达到烫封温度。

手动把烟包未黏合边朝下，放入隔板Ⅰ（19）、隔板Ⅱ（20）、隔板Ⅲ（5）构成的两条烟包通道中的一条的前端；传感器Ⅲ（21）或传感器Ⅰ（23）检测到信号传回控制箱，控制箱控制电磁气阀工作，使气压通过胶管Ⅰ（7）传递给气缸，气缸的活塞杆在气压的作用下缩回，带动推杆拉板（29）缩回，推杆拉板拉动推杆Ⅰ（28）和推杆Ⅱ（27）向右推动烟包向烟包通道右侧移动；烟包在通过烟包通道左前段时，在发热板的高温下，烟包未黏合边的热熔胶融化；后在推杆Ⅰ或推杆Ⅱ推动下，烟包进入通道上端设有挤压刷（15）的通道右后段；待烟包完全进入到挤压刷下的通道后，控制箱控制电磁气阀，使气压通过胶管Ⅱ传递给气缸，气缸的活塞杆在气压的作用下伸出，带动推杆拉板伸出，推杆拉板拉动推杆Ⅰ和推杆Ⅱ向左退出烟包通道至左前端。

烟包在挤压刷的挤压下一段时间，烟包未烫封边黏结，完成不合格烟包松散边的二次烫封。第二包烟包进入后，重复以上过程，待进入挤压刷下时，第二包烟包的进入推动第一包烟向通道右侧移动，重复此过程，直至烟包完全推出通道。使用该软包硬化烟包二次烫封机方便了回收人员作业，降低了软包硬化烟包侧边未黏合烟包回收难度，能够节约回收时间，使回收效率大幅提升，同时，保证了回收烟包的质量，进而提升了车间生产线的产品质量。

5 结语

本项目设计研制的软包硬化烟包二次烫封机，成功地解决了软包硬化烟包侧边未黏合烟包不易回收的问题，降低了工人回收处理的难度，节约了回收处理时间，极大地减轻了工人的劳动强度，创造了一定的经济价值和社会效益。同时，采用本项目提出的配备推杆模块的软包硬化烟包二次烫封机，拥有卓越的多功能性、稳定性和便捷性，能够完成烟包自动推送功能，实用性更强，在软包硬化烟包侧边未黏合烟包回收质量的同时，大幅提升回收处理效率。