YB65型条盒商标纸包装机涂胶辅助装置的设计

刘永宾，王会平，殷海彬，宗雨晨，刘伟华

YB65型条盒商标纸包装机涂胶辅助装置的设计

刘永宾，王会平，殷海彬，宗雨晨，刘伟华

（河北白沙烟草有限责任公司保定卷烟厂，河北 保定 071000）

解决YB65型条盒商标纸包装机生产过程中因条盒变形造成的短边胶点缺失或残缺，产生条盒商标纸包装质量缺陷的问题。研制一种由光纤传感器、两位三通电磁阀、正压吹风等部件组成的条盒涂胶辅助装置，利用正压吹风将条盒商标纸短边向前推进，使条盒两短边与涂胶爪紧密贴合。结果表明，YB65型条盒商标纸包装机涂胶辅助装置的使用，使得因条盒商标纸变形造成的短边胶点缺失或残缺的条烟数量由使用前的平均每台机台95.3条/月降低为0，降低了100%；条盒商标纸短边脏污数量由使用前的平均每台机台14.9条/月降低为0，降低了100%。此装置能有效避免因条盒商标纸变形造成的短边胶点缺失或残缺质量问题，具有较高的推广应用价值。

涂胶辅助装置；条盒变形；胶点缺失；质量缺陷

ZB45型硬盒硬条包装机组由YB15型卸盘机、YB45型硬盒包装机、YB55型盒外透明纸包装机、YB65型条盒商标纸包装机和YB95型条外透明纸包装机组成[1-2]。YB65型条盒商标纸包装机（以下简称YB65型包装机）是ZB45型包装机组的重要组成部分，负责将YB55型盒外透明纸包装机输送的已包裹好的透明纸小盒烟包分为双层5包（共10盒），并包裹条盒商标纸，其间要经过条盒商标纸的吸取、输送、涂胶、包装折叠等流程，最后完成条盒商标纸的包装[3-7]。YB65型包装机生产过程中，条盒变形会造成短边胶点缺失或残缺。曹明辉等[8]研究了新型刮胶装置在YB65型包装机上的应用，解决了YB65型包装机胶辊胶量调节的问题。王延益等[9]设计并改进一种条盒自动上胶装置，降低了胶液浪费情况。邓永祥等[10]针对YB65型条盒包装机上胶器数量较多、调整过程复杂、技术要求高、上胶装置零件易损伤，影响条盒包装质量的问题，通过对上胶系统工作原理和结构的分析研究，设计了一套用于调整上胶器的专用工装，提高了设备调整效率及条盒包装质量。徐雀[11]针对YB65型条盒包装机在生产过程中条盒上胶会发生条盒包装纸无涂胶液或上胶液不完全等现象，通过对YB65型条盒上胶滚轮轴与齿轮的联接方式的改进，提升了条盒商标纸的上胶质量。文献[12-14]只对商标纸的弯曲变形问题产生的原因及改进方法进行分析，并未提及由于商标纸弯曲变形，对商标纸胶点的影响。以上文献均对YB65型包装机条盒商标纸弯曲变形及涂胶情况进行了研究，但均未完全解决因条盒商标纸弯曲变形、短边与涂胶爪接触不良造成的短边胶点缺失或残缺的问题。为此，本文利用光电检测技术与正压吹风相结合，研制一种由光纤传感器、两位三通电磁阀、正压吹风等部件组成的YB65型条盒商标纸包装机涂胶辅助装置，解决条盒商标纸短边胶点缺失和残缺的问题，保障条盒商标纸短边涂胶质量，提高YB65型包装机效率。

1 问题分析

1.1 条盒商标纸输送涂胶过程

YB65型包装机条盒商标纸库中最底层一张条盒商标纸经由吸风嘴吸取后，被输送到纵向输送通道，纵向通道两侧有一对水平安装的辊轮轴，条盒商标纸涂胶爪与对应辊轮分别安装在此辊轮轴上。条盒商标纸纵向输送过程中，涂胶爪在固定位置同步涂抹胶液，涂胶后的条盒商标纸继续向下输送到定位架，等待双层5包（共10盒）小盒，一起进入折叠通道。条盒商标纸输送流程见图1，条盒商标纸涂胶位置示意图见图2。

1.2 存在问题

条盒商标纸存储过程中，受环境温湿度影响，会产生变形，直接影响涂胶质量。通常情况下，条盒商标纸短边变形程度比长边严重。条盒商标纸变形后，经常会出现短边胶点缺失或残缺的情况。由于没有涂胶质量装置检测，出现问题时不能被及时发现，因此，经常造成质量事故。条盒商标纸短边变形涂胶示意图见图3。图3中条盒商标纸短边4在未变形的情况下，与条盒商标纸短边涂胶爪2接触。当前主要采用YB65型包装机上加装铁丝的方法，通过铁丝的支撑力，使条盒商标纸在输送过程中，将条盒商标纸短边向涂胶爪侧倾斜，使条盒商标纸短边与涂胶爪接触，确保条盒短边涂胶质量。YB65型包装机加装铁丝示意图见图4。

1.条盒商标纸库；2.单张条盒商标纸；3.条盒商标纸短边涂胶爪；4.条盒商标纸输送辊轮；5.小盒烟包；6.长推板；7.定位架； 8.橡胶输送辊轮；9.短边涂胶爪对应辊轮。

1.条盒商标纸短边涂胶位置；2.条盒商标纸长边涂胶位置。

1.条盒商标纸输送辊轮；2.条盒商标纸短边涂胶爪；3.条盒商标纸；4.条盒商标纸短边；5.短边涂胶爪对应辊；6.橡胶输送辊轮。

1.YB65型包装机机架；2.加装的铁丝；3.条盒商标纸短边； 4.条盒商标纸输送辊轮；5.短边涂胶爪对应辊轮。

机台运行过程中，涂胶爪上的胶结会逐渐增大，当条盒商标纸吸取不顺畅时，加装的铁丝经常出现与涂胶爪直接接触，粘上胶液的情况。输送下一张条盒商标纸时，短边表面会涂上胶液，使条盒商标纸表面脏污，如图5所示。铁丝上的胶结长时间不清理会阻碍条盒商标纸输送，造成条盒商标纸下斜，从而使YB65型包装机停机，严重影响型包装机机台效率。对包装机机台1#—5#中条盒商标纸短边涂胶及脏污情况进行为期3个月调查，结果见表1。

图5 被胶液脏污的条盒商标纸短边表面

表1 包装机机台1#—5#中条盒商标纸短边涂胶及表面脏污情况调查结果

Tab.1 Questionnaire on glue application on short edges of trademark paper and surface dirt of strip boxes of 1#-5# machines

由表1可以得出，包装机机台1#—5#中条盒商标纸短边胶点缺少或残缺的平均次数为每台机台1.3次/月，每台机台的平均数量为95.3条/月；短边表面脏污每台机台的平均次数为1.1次/月，每台机台的平均数量为14.9条/月。

2 方案设计

YB65型包装机条盒商标纸短边涂胶爪对应辊轮设计的直径为67 mm，橡胶输送辊轮设计的直径为70 mm。条盒商标纸短边变形后，短边涂胶爪无法接触条盒商标纸，会出现胶点缺少或残缺的异常情况（见图3）。以此为依据，设计了2种改进方案。

方案1：改变涂胶爪对应辊轮直径，设计为70 mm。

方案2：涂胶爪对应辊轮直径不变，为67 mm，设计新的涂胶辅助装置。

2.1 方案1

将对应辊轮直径由67 mm增大为70 mm，并将其安装在包装机3#并进行验证。对包装机3#中条盒商标纸短边涂胶及脏污情况进行为期1个月的调查，数据见表2。

表2 包装机机台3#中条盒商标纸短边涂胶及表面脏污情况调查结果

Tab.2 Questionnaire on glue application on short edge of trademark paper and surface dirt of strip box of 3# machine

由表2可以看出，改进后，条盒商标纸短边胶点缺少或残缺次数与数量均有所减少，短边表面脏污次数与数量均有所增加。

加大对应辊轮直径，条盒商标纸短边可有效接触涂胶爪，确保胶点完整。但当条盒商标纸缺失，涂胶爪上胶结过大时，会使对应辊轮粘上胶液，造成随后输送的多张条盒商标纸脏污[15]。综上，方案1不予采纳。

2.2 方案2

设计一种涂胶辅助装置，该装置利用正压吹风向前吹送条盒商标纸短边，使商标纸短边与涂胶爪紧密贴合，能有效解决条盒商标纸短边胶点缺失或残缺问题。YB65型包装机条盒商标纸短边胶点尺寸、位置示意图见图6。

利用三维软件3ds MAX 和SolidWorks进行仿真设计。在条盒商标纸2个短边涂胶爪对应的辊轮旁各安装一个吹风嘴支架，其中一个吹风嘴支架用于安装吹风嘴和一个光纤传感器，光纤传感器安装位置于略低于吹风嘴位置；另一个支架上只安装吹风嘴。2个支架的吹风嘴处于同一水平位置，吹风嘴支架结构见图7。

三通管通过气管与2个吹风嘴连接，将压缩空气（压力为0.6 MPa）通过吹风嘴送至条盒商标纸短边。三通管上游连接调节阀（用于调节吹风嘴气流强弱）和两位三通电磁阀（控制吹风嘴气流通断）。条盒商标纸涂胶辅助装置安装效果见图8。

当条盒商标纸短边输送到光纤传感器位置时，光纤传感器将光信号转变为电信号，再由中间继电器将电信号传递给控制吹风嘴通断的两位三通电磁阀；2个气孔同时接通正压吹风，将条盒商标纸两短边吹向涂胶爪侧，使条盒商标纸两短边与两侧涂胶爪贴紧，涂胶爪可将胶液均匀涂抹在两短边指定位置；当条盒商标纸短边完整通过光纤传感器时，光电信号再次传递给两位三通电磁阀，正压吹风停止，条盒商标纸两短边涂胶完成。条盒商标纸涂胶辅助装置气路工作原理、电路工作原理分别见图9、图10。

图6 条盒商标纸短边胶点尺寸、位置示意图

图7 吹风嘴支架结构及尺寸

1.YB65型包装机机架；2.吹风嘴支架；3.气管；4.三通管；5.调节阀；6.两位三通电磁阀； 7.光纤传感器；8.光纤放大器；9.短边涂胶爪；10.吹风嘴；11.条盒商标纸。

图9 条盒商标纸涂胶辅助装置气路工作原理

图10 条盒商标纸涂胶辅助装置电路工作原理

3 应用效果

3.1 实验设计

主要材料：“白沙（精品二代）”牌卷烟，由湖南中烟工业有限责任公司提供。

主要设备：ZB45型包装机组，上海烟草机械有限责任公司。

方法：涂胶辅助装置安装完毕后，对所安装YB65型包装机台中条盒商标纸短边涂胶质量及短边表面脏污情况进行检验，分为甲、乙2个班次进行，每班次为8 h；按照机台生产标准相关要求，机台人员每30 min自检涂胶质量一次，并及时填写记录，测试时间为1个月。

3.2 数据分析

由表3结果表明，设备运行1个月内，甲、乙两班次条盒商标纸短边胶点缺失或残缺次数和数量均为0，短边表面脏污次数和数量均为0，达到了预期效果。

表3 改进后包装机条3#中条盒商标纸短边涂胶及表面脏污情况调查结果

Tab.3 Questionnaire of short edge gluing and surface dirt of strip box trademark paper of 3# packaging machine after improvement

随后，将条盒商标纸涂胶辅助装置推广到另外4台YB65型包装机上，并对条盒商标纸短边涂胶及表面脏污情况进行统计，时间为1个月。统计结果显示，4台YB65型包装机中条盒商标纸短边胶点缺少或残缺平均次数降低为0，短边表面脏污平均次数降低为0，所有机台运行均达到了预期效果。

4 结语

针对YB65型包装机生产过程中因条盒变形造成的短边胶点缺失或残缺，产生条盒商标纸包装质量缺陷的问题，通过分析产生质量缺陷的原因，并根据YB65型条盒商标纸包装机的结构特点，设计制作了一种由光纤传感器、两位三通电磁阀、正压吹风等部件组成的条盒商标纸涂胶辅助装置。

生产线单机台实验和多机台应用统计结果表明，条盒商标纸涂胶辅助装置的使用，使得因条盒变形造成的短边胶点缺失或残缺的次数由之前的平均每台机台1.3次/月降低为0，降低了100%；短边胶点缺失或残缺的条烟数量由之前的平均每台机台95.3条/月降低为0，降低了100%；条盒商标纸短边脏污次数由之前的每台机台平均1.1次/月降低为0，降低了100%；短边脏污数量由之前平均每台机台14.9条/月降低为0，降低了100%。

该条盒商标纸涂胶辅助装置能有效避免因条盒商标纸变形造成的短边胶点缺失或残缺的质量缺陷，保证了产品质量。行业内同类机型均可采用此方法保障涂胶质量，也为行业内、外类似商标纸变形、涂胶质量问题的解决提供了借鉴思路，具有较高的推广价值。

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Design of Auxiliary Glue Applicator for YB65 Strip Box Trademark Paper Packaging Machine

LIU Yong-bin, WANG Hui-ping,YIN Hai-bin,ZONG Yu-chen,LIU Wei-hua

(Baoding Cigarette Factory, Hebei Baisha Tobacco Co., Ltd., Hebei Baoding 071000, China)

The work aims to solve the problems of quality defects of strip box trademark paper packaging caused by missed or defective glue point at short edge of YB65 type strip box trademark paper packaging machine in the production due to deformation of strip box. An auxiliary glue applicator for strip box was developed, which consisted of a fiber optic sensor, a two-way three-way solenoid valve and a positive pressure blower. Positive pressure blower was used to make the two short edges of the strip box fit closely with the glued claws by pushing the short edges of trademark paper forward. With the application of the auxiliary glue applicator of YB65 strip box trademark paper packaging machine, the number of missed glue points at short edge or incomplete cigarettes caused by the deformation of strip box trademark paper was reduced from 95.3 strips/month per machine before application to 0, which was 100% lower. The number of dirty parts at the short edge of the strip box trademark paper was reduced from 14.9 strips/month per machine before application to 0, which was 100% lower. This applicator can effectively avoid the quality problems of missed or defective glue points at short edge caused by the deformation of the strip box trademark paper, and has a high promotion and application value.

auxiliary glue applicator; strip box deformation; missed glue point; quality defects

TB486

A

1001-3563(2023)15-0223-06

10.19554/j.cnki.1001-3563.2023.15.029

2023−04−06

刘永宾（1979—），男，本科，工程师，主要研究方向为烟草机械封装设备维修。

刘伟华（1977—），男，本科，工程师，主要研究方向为烟草机械设备和工艺管理。

责任编辑：曾钰婵