FOCKE 700s包装机铝箔纸折叠及双路同步研究
2006-07-10 15:13:56.0 来源：中华印刷包装网 责编：中华印刷包装网
【摘要】ＦＯＣＫＥ ７００Ｓ硬盒硬条包装机组是从德国引进的最新包装机组，包装速度８００包／分，是目前国内包装速度最高的包装机组。其主机ＦＯＣＫＥ ７００Ｓ硬盒包装机采用双路直包包装方式。作业中有五个主要包装过程：烟组成形、铝箔烟包包装、内框纸系统和商标纸包装和输出。其中铝箔烟包包装由于烟组在双路输送过程中进行动态折叠和包装，在生产运行中若调整不当或不注意维护易引起产品的包装质量问题，是该机需掌握的主要技术关键，因此铝箔纸折叠及双路同步研究有利于提高设备的有效运行率和产品的包装质量。
【关键词】烟组成形 铝箔纸折叠 双路同步研究
【关键词】烟组成形 铝箔纸折叠 双路同步研究
１ 引言
ＦＯＣＫＥ ７００Ｓ硬盒硬条包装机组是从德国引进的最新包装机，包装速度８００包／分，是目前国内最高包装速度的包装机组。其中铝箔烟包包装由于烟组在双路输送过程中进行动态折叠和包装，在生产中由于包装机的烟组输送不同步、铝箔纸切割不同步等问题会使铝箔烟包折叠出现偏差，造成产品的质量问题。因此研究包装机的铝箔纸折叠原理及双路同步输送，有利于正确调整机构的折叠相位和输送双路同步，提高进口设备的有效运行率和产品的包装质量。本文将从主机包装原理、铝箔纸折叠原理进行分析研究。
２ 包装原理简介
图１ ＦＯＣＫＥ ７００Ｓ包装原理
１ 铝箔纸系统 ２ 转塔 ３ 内框纸系统 ４ 商标纸库 ５ 包装轮
１ 铝箔纸系统 ２ 转塔 ３ 内框纸系统 ４ 商标纸库 ５ 包装轮
ＦＯＣＫＥ ７００Ｓ硬盒包装机是将卷烟机输出烟支经过铝箔纸、商标纸的包装形成硬盒烟包，其包装原理见图１。烟库中的烟支经分流机构后均匀下落至２８个下烟通道，使原先分布不规则的烟支变成排列有序，形成单支烟排列的２８列。七工位的转塔２作间歇运动。十二点钟时由双推烟杆将烟库中的烟支一次推２８列，每列３（２）支烟共８０支烟的四个烟组以７－７－６排列形式推入转塔模盒，与此同时六点钟位置由 烟包输送通道推烟凸耳将转塔模盒的二组烟组推入烟包输送通道。
二组烟组在烟包输送通道被带有推烟凸耳的输送链平行输送，进行铝箔纸包装。在铝箔纸系统１中，盘卷铝箔纸自动喂入、输送、展开、纵向切割单包铝箔纸宽度。再输送、切割烟包的长度和压花、压司标、切撕口。
符合包装要求的铝箔纸弧形下落至输送通道，双输送链上推烟凸耳把烟组推入往复套口装置，并一起带着铝箔纸进入输送通道。通过输送通道的固定折叠器和活动折叠器完成铝箔纸的折叠。
内框纸系统３把经压痕和切割的内框纸送至输送通道与完成铝箔纸折叠的烟包合成，而后进入八工位十六个模盒的包装轮５中进行商标纸包装。
包装轮５在第一工位时，商标纸库４中的商标纸通过吸纸系统，分别将二张商标纸吸下送入模盒，包装轮５按顺时针旋转过程中进行商标纸折叠、转至第三工位时与铝箔烟包合成，转至第七工位时带有推烟凸耳的输送链将烟包推至输送通道，随后对烟包的两侧上胶完成烟包的折叠后输出到传送转塔、加热干燥轮、附加干燥轮（无加热）定型后输出到下游机。
二组烟组在烟包输送通道被带有推烟凸耳的输送链平行输送，进行铝箔纸包装。在铝箔纸系统１中，盘卷铝箔纸自动喂入、输送、展开、纵向切割单包铝箔纸宽度。再输送、切割烟包的长度和压花、压司标、切撕口。
符合包装要求的铝箔纸弧形下落至输送通道，双输送链上推烟凸耳把烟组推入往复套口装置，并一起带着铝箔纸进入输送通道。通过输送通道的固定折叠器和活动折叠器完成铝箔纸的折叠。
内框纸系统３把经压痕和切割的内框纸送至输送通道与完成铝箔纸折叠的烟包合成，而后进入八工位十六个模盒的包装轮５中进行商标纸包装。
包装轮５在第一工位时，商标纸库４中的商标纸通过吸纸系统，分别将二张商标纸吸下送入模盒，包装轮５按顺时针旋转过程中进行商标纸折叠、转至第三工位时与铝箔烟包合成，转至第七工位时带有推烟凸耳的输送链将烟包推至输送通道，随后对烟包的两侧上胶完成烟包的折叠后输出到传送转塔、加热干燥轮、附加干燥轮（无加热）定型后输出到下游机。
３ 铝箔纸折叠原理
铝箔纸折叠原理见下框图。
铝箔纸折叠原理见下框图。
４ 铝箔纸折叠及双路同步研究
铝箔烟包包装在烟组双路输送过程中进行动态折叠和包装，其包装过程如包装原理所述。研究铝箔纸折叠及双路同步有：推烟凸耳输送链输送烟组；铝箔纸包装前预折痕；铝箔纸输送和切割双路同步；动态折叠。以下就从包装原理出发进行分析研究。
４．１ 推烟凸耳输送链双路同步分析及解决方法
由转塔模盒推出的二组烟组进入双烟包输送通道，双烟包输送通道中间留４ｍｍ的宽度以让推烟凸耳推动烟组前进。推烟凸耳通过连接板与左右输送链相连，十四个推烟凸耳（双路共２８个）连接板均布在输送链上，因此左右输送链同步是保证烟组在进行铝箔纸包装是否有正确的位置的关键。
当 输送链轴左端固定后，输送链右端采用带缓冲的输送链涨紧装置。图２中通过手柄１（先拧下止退螺钉８）将输送链涨紧轴４调至左右输送链轮中心一致，此时采用专用量规保证中心一致。固定止退螺钉８并使活动挡块３留有间隙Ｂ（间隙Ｂ一般为ｌｍｍ）。缓冲气撑７通过手柄１、连杆、连杆５涨紧输送链轴４，保持左右输送链轮中心一致并吸收输送链涨在高速包装过程振动。
铝箔烟包包装在烟组双路输送过程中进行动态折叠和包装，其包装过程如包装原理所述。研究铝箔纸折叠及双路同步有：推烟凸耳输送链输送烟组；铝箔纸包装前预折痕；铝箔纸输送和切割双路同步；动态折叠。以下就从包装原理出发进行分析研究。
４．１ 推烟凸耳输送链双路同步分析及解决方法
由转塔模盒推出的二组烟组进入双烟包输送通道，双烟包输送通道中间留４ｍｍ的宽度以让推烟凸耳推动烟组前进。推烟凸耳通过连接板与左右输送链相连，十四个推烟凸耳（双路共２８个）连接板均布在输送链上，因此左右输送链同步是保证烟组在进行铝箔纸包装是否有正确的位置的关键。
当 输送链轴左端固定后，输送链右端采用带缓冲的输送链涨紧装置。图２中通过手柄１（先拧下止退螺钉８）将输送链涨紧轴４调至左右输送链轮中心一致，此时采用专用量规保证中心一致。固定止退螺钉８并使活动挡块３留有间隙Ｂ（间隙Ｂ一般为ｌｍｍ）。缓冲气撑７通过手柄１、连杆、连杆５涨紧输送链轴４，保持左右输送链轮中心一致并吸收输送链涨在高速包装过程振动。
图２ 输送链右端涨紧装置
１ 手柄 ２ 固定挡块 ３ 活动挡块 ４ 输送链涨紧轴
５ 连杆 ６ 限位开关 ７ 缓冲气撑 ８ 止退螺钉
１ 手柄 ２ 固定挡块 ３ 活动挡块 ４ 输送链涨紧轴
５ 连杆 ６ 限位开关 ７ 缓冲气撑 ８ 止退螺钉
由上述原理分析得知，推烟凸耳输送链双路同步的解决方法：
１．输送链轮中心保持一致，经常检查止退螺钉８的紧固程度与间隙Ｂ；
２．输送链轮定期清洁和润滑；
３．检查输送链条是否磨损及拉长现象，运行３５００小时后必须更换输送链条。
１．输送链轮中心保持一致，经常检查止退螺钉８的紧固程度与间隙Ｂ；
２．输送链轮定期清洁和润滑；
３．检查输送链条是否磨损及拉长现象，运行３５００小时后必须更换输送链条。
４．２ 铝箔纸切割和输送双路同步
１．切纸刀相位的调整
盘卷铝箔纸自动喂入、输送、展开后、切割成单包烟包的宽度，分二路输送。进入刀架部件（见图３）。图３Ｂ是刀架部件齿轮传动付，动力传入齿轮４，齿轮４是三联齿轮，与切纸刀轴相连。切纸刀轴的相位与整机一致，调整齿轮４上的长腰孔可调整切纸刀轴的相位，保证切后铝箔纸满足包装要求。
２．铝箔纸双路输送同步
被切纸刀切成定长的铝箔纸交接给吸风输送轮，等候烟组的到来，进行铝箔纸“Ｕ”折叠。图４中吸风输送轮１、３吸住右面的铝箔纸，吸风输送轮４、５吸住左面的铝箔纸，两张纸的中间部分是烟组通道。两路输送同步的调整如下：
中间吸风输送轮３、４是同轴的，调整图３齿轮５的长腰孔位置可使铝箔纸前端距吸风输送轮吸风孔中心４ｍｍ，确保真空不被泄漏，能够牢牢吸住铝箔纸，并保持铝箔纸定位时的相位正确。中间吸风输送轮３、４定位后，分别调整左右轴涨紧器２、５，拧松涨紧器２、５上的螺钉，调整吸风输送轮的径向位置，使左右吸风输送轮的吸风孔中心与中间吸风输送轮３、４吸风孔中心一致，拧紧涨紧器２、５的螺钉，这样铝箔纸定位准确，达到双路输送同步。
图４ 铝箔纸双路输送
当烟组进入往复套口，被切成定长的铝箔纸经吸风输送轮输送至往复套口的前端，在往复套口的推动下对铝箔纸进行预折叠，形成铝箔烟包厚度２２．２ｍｍ的“Ｕ”型状，避免用烟组的前端对铝箔纸进行折叠，保护烟支端部，减少空头现象。
输送链上的凸耳将烟组推送至往复套口，往复套口带着烟组一起向前运动，把铝箔纸折叠成“Ｕ”状，使底部有直线折痕并处于与输送链导轨同一水平面位置，烟组由输送链上的凸耳推出往复套口与“Ｕ”型状的铝箔纸，完成铝箔纸“Ｕ”折叠。
Ｂ）相位分析
图６ 往复套口装置相位图
在图７中，共轭凸轮１转动，与摆杆ｌ１上的滚珠在Ｘ与Ｙ方向的位移见方程式（１）、（２），共轭凸轮２上的滚珠在Ｘ与Ｙ方向的位移见方程式（３）、（４）。
凸轮１：Ｘ１＝Ｌ ＣＯＳθ－ｌ１ＣＯＳ（φ０＋φ－θ）……………………（１）
Ｙ１＝Ｌ ＳＩＮθ－ｌ１ＣＯＳ（φ０＋φ＋θ）……………………（２）
凸轮２：Ｘ２＝Ｌ ＣＯＳθ－ｌ２ＣＯＳ（φ０－γ＋φ＋θ）………………（３）
１．切纸刀相位的调整
盘卷铝箔纸自动喂入、输送、展开后、切割成单包烟包的宽度，分二路输送。进入刀架部件（见图３）。图３Ｂ是刀架部件齿轮传动付，动力传入齿轮４，齿轮４是三联齿轮，与切纸刀轴相连。切纸刀轴的相位与整机一致，调整齿轮４上的长腰孔可调整切纸刀轴的相位，保证切后铝箔纸满足包装要求。
Ａ 刀架部件
２．铝箔纸双路输送同步
被切纸刀切成定长的铝箔纸交接给吸风输送轮，等候烟组的到来，进行铝箔纸“Ｕ”折叠。图４中吸风输送轮１、３吸住右面的铝箔纸，吸风输送轮４、５吸住左面的铝箔纸，两张纸的中间部分是烟组通道。两路输送同步的调整如下：
中间吸风输送轮３、４是同轴的，调整图３齿轮５的长腰孔位置可使铝箔纸前端距吸风输送轮吸风孔中心４ｍｍ，确保真空不被泄漏，能够牢牢吸住铝箔纸，并保持铝箔纸定位时的相位正确。中间吸风输送轮３、４定位后，分别调整左右轴涨紧器２、５，拧松涨紧器２、５上的螺钉，调整吸风输送轮的径向位置，使左右吸风输送轮的吸风孔中心与中间吸风输送轮３、４吸风孔中心一致，拧紧涨紧器２、５的螺钉，这样铝箔纸定位准确，达到双路输送同步。
图４ 铝箔纸双路输送
４．３ 往复套口装置的机构分析
４．３．１往复套口装置的作用
４．３．１往复套口装置的作用
当烟组进入往复套口，被切成定长的铝箔纸经吸风输送轮输送至往复套口的前端，在往复套口的推动下对铝箔纸进行预折叠，形成铝箔烟包厚度２２．２ｍｍ的“Ｕ”型状，避免用烟组的前端对铝箔纸进行折叠，保护烟支端部，减少空头现象。
输送链上的凸耳将烟组推送至往复套口，往复套口带着烟组一起向前运动，把铝箔纸折叠成“Ｕ”状，使底部有直线折痕并处于与输送链导轨同一水平面位置，烟组由输送链上的凸耳推出往复套口与“Ｕ”型状的铝箔纸，完成铝箔纸“Ｕ”折叠。
４．３．２ 往复套口装置的机构分析
Ａ）往复套口装置的工作原理
图５中共轭凸轮２转动，带动摆杆７、轴６摆动，固定在轴６上的二个短连杆８摆动，使长连杆３作往复移动，与二个长连杆３相连的往复套口也作往复移动，从而实现铝箔纸“Ｕ”折叠。
Ｂ）相位分析
图６ 往复套口装置相位图
相位见图６，以整机“０°”为基准，２３０°－３５０°凸轮停顿状态，即往复套口也处于停顿状态，烟组由输送链上的凸耳推入往复套口。在３５０°－０°－５０°凸轮廓线由最低点往最高点往运动，往复套口作快速向前移动，完成铝箔纸“Ｕ”折叠，并使“Ｕ”的底部有直线折痕，输送链上的凸耳将烟组推出往复套口。５０°时廓线由最高点（６６．５ｍｍ）往最低点往运动，往复套口往后移动，凸轮旋转了１８０°后廓线下降了１３ｍｍ，使往复套口处于与输送链平面导轨同一水平面位置，等候烟组的到来，再重复下一个周期的运动。
（Ｃ）共轭凸轮机构分析
（Ｃ）共轭凸轮机构分析
在图７中，共轭凸轮１转动，与摆杆ｌ１上的滚珠在Ｘ与Ｙ方向的位移见方程式（１）、（２），共轭凸轮２上的滚珠在Ｘ与Ｙ方向的位移见方程式（３）、（４）。
凸轮１：Ｘ１＝Ｌ ＣＯＳθ－ｌ１ＣＯＳ（φ０＋φ－θ）……………………（１）
Ｙ１＝Ｌ ＳＩＮθ－ｌ１ＣＯＳ（φ０＋φ＋θ）……………………（２）
凸轮２：Ｘ２＝Ｌ ＣＯＳθ－ｌ２ＣＯＳ（φ０－γ＋φ＋θ）………………（３）
Ｙ２＝Ｌ ＳＩＮθ－ｌ２ＣＯＳ（φ０－γ＋φ＋θ）………………（４）
式中：Ｌ：凸轮中心与摆杆中心；Ｌ＝１３０ｍｍ
θ：从起始位置起，经过时间ｔ后凸轮转过的角度（详见相位图）；
φ∶从动件经过时间ｔ后摆动的角度；
ｌ１：连杆１的长度：ｌ１＝１０２（连杆１的轴端连接有个偏心套）；
ｌ２：连杆２的长度；ｌ２＝１０５；
γ：两连杆的夹角；γ＝７０°－７１°（与连杆１的偏心有关）；
由方程式（１）—（４）可见凸轮中心与摆杆中心距Ｌ、两连杆的夹角γ（一旦连杆１的长度调定，夹角γ不变）、连杆２的长度是常量，凸轮转过的角度θ、从动件摆动的角度φ是变量，但对装配在一起的凸轮１、凸轮２而言这二个变量是相同的，二个凸轮的廓线是ＦＯＣＫＥ公司专业人员设计的，其Ⅹ、Ｙ的变量能确保运动要求与运行平稳。方程式（１）—（４）中唯一的变量是连杆１的长度，其轴端的偏心套４ｍｍ可使连杆１的长度从１０２变化到１０６，因此细调摆杆１的偏心套能使共轭凸轮运行平稳满足机构运动要求。
式中：Ｌ：凸轮中心与摆杆中心；Ｌ＝１３０ｍｍ
θ：从起始位置起，经过时间ｔ后凸轮转过的角度（详见相位图）；
φ∶从动件经过时间ｔ后摆动的角度；
ｌ１：连杆１的长度：ｌ１＝１０２（连杆１的轴端连接有个偏心套）；
ｌ２：连杆２的长度；ｌ２＝１０５；
γ：两连杆的夹角；γ＝７０°－７１°（与连杆１的偏心有关）；
由方程式（１）—（４）可见凸轮中心与摆杆中心距Ｌ、两连杆的夹角γ（一旦连杆１的长度调定，夹角γ不变）、连杆２的长度是常量，凸轮转过的角度θ、从动件摆动的角度φ是变量，但对装配在一起的凸轮１、凸轮２而言这二个变量是相同的，二个凸轮的廓线是ＦＯＣＫＥ公司专业人员设计的，其Ⅹ、Ｙ的变量能确保运动要求与运行平稳。方程式（１）—（４）中唯一的变量是连杆１的长度，其轴端的偏心套４ｍｍ可使连杆１的长度从１０２变化到１０６，因此细调摆杆１的偏心套能使共轭凸轮运行平稳满足机构运动要求。
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