FOCKE 700s包裝機鋁箔紙折疊及雙路同步研究
2006-07-10 15:13 來源：中華印刷包裝網 責編：中華印刷包裝網
【摘要】ＦＯＣＫＥ ７００Ｓ硬盒硬條包裝機組是從德國引進的最新包裝機組，包裝速度８００包／分，是目前國內包裝速度最高的包裝機組。其主機ＦＯＣＫＥ ７００Ｓ硬盒包裝機采用雙路直包包裝方式。作業中有五個主要包裝過程：煙組成形、鋁箔煙包包裝、內框紙系統和商標紙包裝和輸出。其中鋁箔煙包包裝由于煙組在雙路輸送過程中進行動態折疊和包裝，在生產運行中若調整不當或不注意維護易引起產品的包裝質量問題，是該機需掌握的主要技術關鍵，因此鋁箔紙折疊及雙路同步研究有利于提高設備的有效運行率和產品的包裝質量。
【關鍵詞】煙組成形 鋁箔紙折疊 雙路同步研究
【關鍵詞】煙組成形 鋁箔紙折疊 雙路同步研究
１ 引言
�。疲希茫耍� ７００Ｓ硬盒硬條包裝機組是從德國引進的最新包裝機，包裝速度８００包／分，是目前國內最高包裝速度的包裝機組。其中鋁箔煙包包裝由于煙組在雙路輸送過程中進行動態折疊和包裝，在生產中由于包裝機的煙組輸送不同步、鋁箔紙切割不同步等問題會使鋁箔煙包折疊出現偏差，造成產品的質量問題。因此研究包裝機的鋁箔紙折疊原理及雙路同步輸送，有利于正確調整機構的折疊相位和輸送雙路同步，提高進口設備的有效運行率和產品的包裝質量。本文將從主機包裝原理、鋁箔紙折疊原理進行分析研究。
２ 包裝原理簡介
圖１ ＦＯＣＫＥ ７００Ｓ包裝原理
１ 鋁箔紙系統�。� 轉塔�。� 內框紙系統�。� 商標紙庫�。� 包裝輪
１ 鋁箔紙系統�。� 轉塔�。� 內框紙系統�。� 商標紙庫�。� 包裝輪
�。疲希茫耍� ７００Ｓ硬盒包裝機是將卷煙機輸出煙支經過鋁箔紙、商標紙的包裝形成硬盒煙包，其包裝原理見圖１。煙庫中的煙支經分流機構后均勻下落至２８個下煙通道，使原先分布不規則的煙支變成排列有序，形成單支煙排列的２８列。七工位的轉塔２作間歇運動。十二點鐘時由雙推煙桿將煙庫中的煙支一次推２８列，每列３（２）支煙共８０支煙的四個煙組以７－７－６排列形式推入轉塔模盒，與此同時六點鐘位置由 煙包輸送通道推煙凸耳將轉塔模盒的二組煙組推入煙包輸送通道。
二組煙組在煙包輸送通道被帶有推煙凸耳的輸送鏈平行輸送，進行鋁箔紙包裝。在鋁箔紙系統１中，盤卷鋁箔紙自動喂入、輸送、展開、縱向切割單包鋁箔紙寬度。再輸送、切割煙包的長度和壓花、壓司標、切撕口。
符合包裝要求的鋁箔紙弧形下落至輸送通道，雙輸送鏈上推煙凸耳把煙組推入往復套口裝置，并一起帶著鋁箔紙進入輸送通道。通過輸送通道的固定折疊器和活動折疊器完成鋁箔紙的折疊。
內框紙系統３把經壓痕和切割的內框紙送至輸送通道與完成鋁箔紙折疊的煙包合成，而后進入八工位十六個模盒的包裝輪５中進行商標紙包裝。
包裝輪５在第一工位時，商標紙庫４中的商標紙通過吸紙系統，分別將二張商標紙吸下送入模盒，包裝輪５按順時針旋轉過程中進行商標紙折疊、轉至第三工位時與鋁箔煙包合成，轉至第七工位時帶有推煙凸耳的輸送鏈將煙包推至輸送通道，隨后對煙包的兩側上膠完成煙包的折疊后輸出到傳送轉塔、加熱干燥輪、附加干燥輪（無加熱）定型后輸出到下游機。
二組煙組在煙包輸送通道被帶有推煙凸耳的輸送鏈平行輸送，進行鋁箔紙包裝。在鋁箔紙系統１中，盤卷鋁箔紙自動喂入、輸送、展開、縱向切割單包鋁箔紙寬度。再輸送、切割煙包的長度和壓花、壓司標、切撕口。
符合包裝要求的鋁箔紙弧形下落至輸送通道，雙輸送鏈上推煙凸耳把煙組推入往復套口裝置，并一起帶著鋁箔紙進入輸送通道。通過輸送通道的固定折疊器和活動折疊器完成鋁箔紙的折疊。
內框紙系統３把經壓痕和切割的內框紙送至輸送通道與完成鋁箔紙折疊的煙包合成，而后進入八工位十六個模盒的包裝輪５中進行商標紙包裝。
包裝輪５在第一工位時，商標紙庫４中的商標紙通過吸紙系統，分別將二張商標紙吸下送入模盒，包裝輪５按順時針旋轉過程中進行商標紙折疊、轉至第三工位時與鋁箔煙包合成，轉至第七工位時帶有推煙凸耳的輸送鏈將煙包推至輸送通道，隨后對煙包的兩側上膠完成煙包的折疊后輸出到傳送轉塔、加熱干燥輪、附加干燥輪（無加熱）定型后輸出到下游機。
３ 鋁箔紙折疊原理
鋁箔紙折疊原理見下框圖。
鋁箔紙折疊原理見下框圖。
４ 鋁箔紙折疊及雙路同步研究
鋁箔煙包包裝在煙組雙路輸送過程中進行動態折疊和包裝，其包裝過程如包裝原理所述。研究鋁箔紙折疊及雙路同步有：推煙凸耳輸送鏈輸送煙組；鋁箔紙包裝前預折痕；鋁箔紙輸送和切割雙路同步；動態折疊。以下就從包裝原理出發進行分析研究。
４．１ 推煙凸耳輸送鏈雙路同步分析及解決方法
由轉塔模盒推出的二組煙組進入雙煙包輸送通道，雙煙包輸送通道中間留４ｍｍ的寬度以讓推煙凸耳推動煙組前進。推煙凸耳通過連接板與左右輸送鏈相連，十四個推煙凸耳（雙路共２８個）連接板均布在輸送鏈上，因此左右輸送鏈同步是保證煙組在進行鋁箔紙包裝是否有正確的位置的關鍵。
當 輸送鏈軸左端固定后，輸送鏈右端采用帶緩沖的輸送鏈漲緊裝置。圖２中通過手柄１（先擰下止退螺釘８）將輸送鏈漲緊軸４調至左右輸送鏈輪中心一致，此時采用專用量規保證中心一致。固定止退螺釘８并使活動擋塊３留有間隙Ｂ（間隙Ｂ一般為ｌｍｍ）。緩沖氣撐７通過手柄１、連桿、連桿５漲緊輸送鏈軸４，保持左右輸送鏈輪中心一致并吸收輸送鏈漲在高速包裝過程振動。
鋁箔煙包包裝在煙組雙路輸送過程中進行動態折疊和包裝，其包裝過程如包裝原理所述。研究鋁箔紙折疊及雙路同步有：推煙凸耳輸送鏈輸送煙組；鋁箔紙包裝前預折痕；鋁箔紙輸送和切割雙路同步；動態折疊。以下就從包裝原理出發進行分析研究。
４．１ 推煙凸耳輸送鏈雙路同步分析及解決方法
由轉塔模盒推出的二組煙組進入雙煙包輸送通道，雙煙包輸送通道中間留４ｍｍ的寬度以讓推煙凸耳推動煙組前進。推煙凸耳通過連接板與左右輸送鏈相連，十四個推煙凸耳（雙路共２８個）連接板均布在輸送鏈上，因此左右輸送鏈同步是保證煙組在進行鋁箔紙包裝是否有正確的位置的關鍵。
當 輸送鏈軸左端固定后，輸送鏈右端采用帶緩沖的輸送鏈漲緊裝置。圖２中通過手柄１（先擰下止退螺釘８）將輸送鏈漲緊軸４調至左右輸送鏈輪中心一致，此時采用專用量規保證中心一致。固定止退螺釘８并使活動擋塊３留有間隙Ｂ（間隙Ｂ一般為ｌｍｍ）。緩沖氣撐７通過手柄１、連桿、連桿５漲緊輸送鏈軸４，保持左右輸送鏈輪中心一致并吸收輸送鏈漲在高速包裝過程振動。
圖２ 輸送鏈右端漲緊裝置
１ 手柄�。� 固定擋塊 ３ 活動擋塊�。� 輸送鏈漲緊軸
５ 連桿�。� 限位開關�。� 緩沖氣撐�。� 止退螺釘
１ 手柄�。� 固定擋塊 ３ 活動擋塊�。� 輸送鏈漲緊軸
５ 連桿�。� 限位開關�。� 緩沖氣撐�。� 止退螺釘
由上述原理分析得知，推煙凸耳輸送鏈雙路同步的解決方法：
１．輸送鏈輪中心保持一致，經常檢查止退螺釘８的緊固程度與間隙Ｂ；
�。玻斔玩溳喍ㄆ谇鍧嵑蜐櫥�；
�。常畽z查輸送鏈條是否磨損及拉長現象，運行３５００小時后必須更換輸送鏈條。
１．輸送鏈輪中心保持一致，經常檢查止退螺釘８的緊固程度與間隙Ｂ；
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�。常畽z查輸送鏈條是否磨損及拉長現象，運行３５００小時后必須更換輸送鏈條。
４．２ 鋁箔紙切割和輸送雙路同步
１．切紙刀相位的調整
盤卷鋁箔紙自動喂入、輸送、展開后、切割成單包煙包的寬度，分二路輸送。進入刀架部件（見圖３）。圖３Ｂ是刀架部件齒輪傳動付，動力傳入齒輪４，齒輪４是三聯齒輪，與切紙刀軸相連。切紙刀軸的相位與整機一致，調整齒輪４上的長腰孔可調整切紙刀軸的相位，保證切后鋁箔紙滿足包裝要求。
２．鋁箔紙雙路輸送同步
被切紙刀切成定長的鋁箔紙交接給吸風輸送輪，等候煙組的到來，進行鋁箔紙“Ｕ”折疊。圖４中吸風輸送輪１、３吸住右面的鋁箔紙，吸風輸送輪４、５吸住左面的鋁箔紙，兩張紙的中間部分是煙組通道。兩路輸送同步的調整如下：
中間吸風輸送輪３、４是同軸的，調整圖３齒輪５的長腰孔位置可使鋁箔紙前端距吸風輸送輪吸風孔中心４ｍｍ，確保真空不被泄漏，能夠牢牢吸住鋁箔紙，并保持鋁箔紙定位時的相位正確。中間吸風輸送輪３、４定位后，分別調整左右軸漲緊器２、５，擰松漲緊器２、５上的螺釘，調整吸風輸送輪的徑向位置，使左右吸風輸送輪的吸風孔中心與中間吸風輸送輪３、４吸風孔中心一致，擰緊漲緊器２、５的螺釘，這樣鋁箔紙定位準確，達到雙路輸送同步。
圖４ 鋁箔紙雙路輸送
當煙組進入往復套口，被切成定長的鋁箔紙經吸風輸送輪輸送至往復套口的前端，在往復套口的推動下對鋁箔紙進行預折疊，形成鋁箔煙包厚度２２．２ｍｍ的“Ｕ”型狀，避免用煙組的前端對鋁箔紙進行折疊，保護煙支端部，減少空頭現象。
輸送鏈上的凸耳將煙組推送至往復套口，往復套口帶著煙組一起向前運動，把鋁箔紙折疊成“Ｕ”狀，使底部有直線折痕并處于與輸送鏈導軌同一水平面位置，煙組由輸送鏈上的凸耳推出往復套口與“Ｕ”型狀的鋁箔紙，完成鋁箔紙“Ｕ”折疊。
Ｂ）相位分析
圖６ 往復套口裝置相位圖
在圖７中，共軛凸輪１轉動，與擺桿ｌ１上的滾珠在Ｘ與Ｙ方向的位移見方程式（１）、（２），共軛凸輪２上的滾珠在Ｘ與Ｙ方向的位移見方程式（３）、（４）。
凸輪１：Ｘ１＝Ｌ ＣＯＳθ－ｌ１ＣＯＳ（φ０＋φ－θ）……………………（１）
�。伲保剑� ＳＩＮθ－ｌ１ＣＯＳ（φ０＋φ＋θ）……………………（２）
凸輪２：Ｘ２＝Ｌ ＣＯＳθ－ｌ２ＣＯＳ（φ０－γ＋φ＋θ）………………（３）
１．切紙刀相位的調整
盤卷鋁箔紙自動喂入、輸送、展開后、切割成單包煙包的寬度，分二路輸送。進入刀架部件（見圖３）。圖３Ｂ是刀架部件齒輪傳動付，動力傳入齒輪４，齒輪４是三聯齒輪，與切紙刀軸相連。切紙刀軸的相位與整機一致，調整齒輪４上的長腰孔可調整切紙刀軸的相位，保證切后鋁箔紙滿足包裝要求。
Ａ 刀架部件
２．鋁箔紙雙路輸送同步
被切紙刀切成定長的鋁箔紙交接給吸風輸送輪，等候煙組的到來，進行鋁箔紙“Ｕ”折疊。圖４中吸風輸送輪１、３吸住右面的鋁箔紙，吸風輸送輪４、５吸住左面的鋁箔紙，兩張紙的中間部分是煙組通道。兩路輸送同步的調整如下：
中間吸風輸送輪３、４是同軸的，調整圖３齒輪５的長腰孔位置可使鋁箔紙前端距吸風輸送輪吸風孔中心４ｍｍ，確保真空不被泄漏，能夠牢牢吸住鋁箔紙，并保持鋁箔紙定位時的相位正確。中間吸風輸送輪３、４定位后，分別調整左右軸漲緊器２、５，擰松漲緊器２、５上的螺釘，調整吸風輸送輪的徑向位置，使左右吸風輸送輪的吸風孔中心與中間吸風輸送輪３、４吸風孔中心一致，擰緊漲緊器２、５的螺釘，這樣鋁箔紙定位準確，達到雙路輸送同步。
圖４ 鋁箔紙雙路輸送
４．３ 往復套口裝置的機構分析
４．３．１往復套口裝置的作用
４．３．１往復套口裝置的作用
當煙組進入往復套口，被切成定長的鋁箔紙經吸風輸送輪輸送至往復套口的前端，在往復套口的推動下對鋁箔紙進行預折疊，形成鋁箔煙包厚度２２．２ｍｍ的“Ｕ”型狀，避免用煙組的前端對鋁箔紙進行折疊，保護煙支端部，減少空頭現象。
輸送鏈上的凸耳將煙組推送至往復套口，往復套口帶著煙組一起向前運動，把鋁箔紙折疊成“Ｕ”狀，使底部有直線折痕并處于與輸送鏈導軌同一水平面位置，煙組由輸送鏈上的凸耳推出往復套口與“Ｕ”型狀的鋁箔紙，完成鋁箔紙“Ｕ”折疊。
４．３．２ 往復套口裝置的機構分析
�。粒┩鶑吞卓谘b置的工作原理
圖５中共軛凸輪２轉動，帶動擺桿７、軸６擺動，固定在軸６上的二個短連桿８擺動，使長連桿３作往復移動，與二個長連桿３相連的往復套口也作往復移動，從而實現鋁箔紙“Ｕ”折疊。
Ｂ）相位分析
圖６ 往復套口裝置相位圖
相位見圖６，以整機“０°”為基準，２３０°－３５０°凸輪停頓狀態，即往復套口也處于停頓狀態，煙組由輸送鏈上的凸耳推入往復套口。在３５０°－０°－５０°凸輪廓線由最低點往最高點往運動，往復套口作快速向前移動，完成鋁箔紙“Ｕ”折疊，并使“Ｕ”的底部有直線折痕，輸送鏈上的凸耳將煙組推出往復套口。５０°時廓線由最高點（６６．５ｍｍ）往最低點往運動，往復套口往后移動，凸輪旋轉了１８０°后廓線下降了１３ｍｍ，使往復套口處于與輸送鏈平面導軌同一水平面位置，等候煙組的到來，再重復下一個周期的運動。
�。ǎ茫┕曹椡馆啓C構分析
�。ǎ茫┕曹椡馆啓C構分析
在圖７中，共軛凸輪１轉動，與擺桿ｌ１上的滾珠在Ｘ與Ｙ方向的位移見方程式（１）、（２），共軛凸輪２上的滾珠在Ｘ與Ｙ方向的位移見方程式（３）、（４）。
凸輪１：Ｘ１＝Ｌ ＣＯＳθ－ｌ１ＣＯＳ（φ０＋φ－θ）……………………（１）
�。伲保剑� ＳＩＮθ－ｌ１ＣＯＳ（φ０＋φ＋θ）……………………（２）
凸輪２：Ｘ２＝Ｌ ＣＯＳθ－ｌ２ＣＯＳ（φ０－γ＋φ＋θ）………………（３）
Ｙ２＝Ｌ ＳＩＮθ－ｌ２ＣＯＳ（φ０－γ＋φ＋θ）………………（４）
式中：Ｌ：凸輪中心與擺桿中心；Ｌ＝１３０ｍｍ
θ：從起始位置起，經過時間ｔ后凸輪轉過的角度（詳見相位圖）；
φ∶從動件經過時間ｔ后擺動的角度；
ｌ１：連桿１的長度：ｌ１＝１０２（連桿１的軸端連接有個偏心套）；
�。欤玻哼B桿２的長度；ｌ２＝１０５；
γ：兩連桿的夾角；γ＝７０°－７１°（與連桿１的偏心有關）；
由方程式（１）—（４）可見凸輪中心與擺桿中心距Ｌ、兩連桿的夾角γ（一旦連桿１的長度調定，夾角γ不變）、連桿２的長度是常量，凸輪轉過的角度θ、從動件擺動的角度φ是變量，但對裝配在一起的凸輪１、凸輪２而言這二個變量是相同的，二個凸輪的廓線是ＦＯＣＫＥ公司專業人員設計的，其Ⅹ、Ｙ的變量能確保運動要求與運行平穩。方程式（１）—（４）中唯一的變量是連桿１的長度，其軸端的偏心套４ｍｍ可使連桿１的長度從１０２變化到１０６，因此細調擺桿１的偏心套能使共軛凸輪運行平穩滿足機構運動要求。
式中：Ｌ：凸輪中心與擺桿中心；Ｌ＝１３０ｍｍ
θ：從起始位置起，經過時間ｔ后凸輪轉過的角度（詳見相位圖）；
φ∶從動件經過時間ｔ后擺動的角度；
ｌ１：連桿１的長度：ｌ１＝１０２（連桿１的軸端連接有個偏心套）；
�。欤玻哼B桿２的長度；ｌ２＝１０５；
γ：兩連桿的夾角；γ＝７０°－７１°（與連桿１的偏心有關）；
由方程式（１）—（４）可見凸輪中心與擺桿中心距Ｌ、兩連桿的夾角γ（一旦連桿１的長度調定，夾角γ不變）、連桿２的長度是常量，凸輪轉過的角度θ、從動件擺動的角度φ是變量，但對裝配在一起的凸輪１、凸輪２而言這二個變量是相同的，二個凸輪的廓線是ＦＯＣＫＥ公司專業人員設計的，其Ⅹ、Ｙ的變量能確保運動要求與運行平穩。方程式（１）—（４）中唯一的變量是連桿１的長度，其軸端的偏心套４ｍｍ可使連桿１的長度從１０２變化到１０６，因此細調擺桿１的偏心套能使共軛凸輪運行平穩滿足機構運動要求。
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