FOCKE 700s包装机铝箔纸折叠及双路同步研究

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【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。
& X/ ~7 O# P5 l3 }　　【关键词】烟组成形　铝箔纸折叠　双路同步研究
１ 引言
7 ~0 f( Q7 Y6 h9 `8 _) a! O　　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。
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3 w6 K. {' V; V7 @; t! V( H２ 包装原理简介
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* j& t& k$ ^7 g1 V. X* C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

- {6 p) e: W1 K/ b　　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。
( ~5 Y9 \+ h  l2 L- A5 r　　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。
9 j/ L: p+ k: @5 ?8 q1 \" [　　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。
  E+ f( r' b' Q0 H; h, `. e　　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。
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# V9 [3 r) b' s３ 铝箔纸折叠原理
　　铝箔纸折叠原理见下框图。
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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
1 z' k8 x) C' |　　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。
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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

　　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：
2 {1 |) r4 |2 P3 D: R! J4 ~- X' @　　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；
8 W2 S* g* Y5 C* b% J9 z$ m　　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。
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                 Ａ 刀架部件
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3 c& @/ v" |, b) u9 _3 \8 y                          Ｂ 刀架部件齿轮传动付
* ^( `! s( s% h3 k                        图３ 铝箔纸切割示意图
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  j' ]1 Q) E! n6 P２．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：
% I2 R  h% z5 q' ]　　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。
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                             图４ 铝箔纸双路输送

' f0 u3 n$ f  L1 m1 ~４．３ 往复套口装置的机构分析
& v1 g7 N$ A, N4 V4 J2 S8 s. {４．３．１往复套口装置的作用
4 Y/ d+ e9 c" i  y& Y8 `　　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。
  W. M0 P* `# P　　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。
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                               图５ 往复套口装置
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　　Ｂ）相位分析
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$ J. D3 Z' L4 W# c/ J４．３．３ 往复套口装置的调整方法
　　在调整时必须使两连杆保持同样的长度，同时通过夹紧臂来调整套口的前后位置，该调整相当重要。必须保证二路套口前后位置的一致，如调整不当会出现铝箔纸二路快慢不同步，引起铝箔纸的折叠故障。图５中往复套口的Ｙ应调整到１．５ｍｍ，Ｚ的调整范围在０．２～０．５之间，一般调整到０．２即可。
　　１．调整左右长连杆３的长度为１５０ｍｍ且误差小于０．１ｍｍ，可使往复套口位置准确；
　　２．调整短连杆８在轴６上的角度，可使左右往复套口铝箔纸“Ｕ”折叠双路同步；
　　３．调整摆杆７上部的滚珠的偏心套４ｍｍ，可消除共轭凸轮、摆杆、中心孔等的加工误差，确保运行平稳，无跳动现象，偏心套调整后锁紧；
　　４．调整序号１紧定螺钉可保证共轭凸轮相位与整机相位同步。
４．３．４ 往复套口装置的改进设想
; g; Y0 ~2 Q/ R, Q! W　　当烟组进入往复套口，被切成定长的铝箔纸在往复套口的推动下对铝箔纸进行预折叠，该预折叠仅对铝箔纸进行一条折痕并形成“Ｕ”型状，如能有烟包厚度２２．５ｍｍ的二条折痕并形成“Ｕ”型状对烟支端部的保护将会更有利。
7 o' Q/ e1 p1 c$ q! B8 b+ C6 y' ^/ ?４．４ 铝箔纸折叠导轨

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                                  图８ 铝箔纸折叠

( B0 E) i1 c& u9 M8 @( U- {/ e　　铝箔纸折叠导轨共有三组组成。图中序号１是前端导轨二底角折叠，采用固定折叠器，在铝箔纸完成“Ｕ”折叠后由输送链上的凸耳将烟组推出往复套口时进行二底角折叠。
- C: K( k; }( N# m' W　　序号２、５、６将铝箔纸的两侧下部长边向上折叠。
" Y6 Y2 r4 ~9 a- _: e　　后面的一组折叠导轨将铝箔纸的两侧上部长边向下折叠。在调整时应注意保持折叠导轨相互平行。
４．５ 铝箔纸往复模盒装置的作用及调整方法
# I7 ]# e% \& p9 s' E　　铝箔纸往复模盒的作用是用模板压紧烟包对烟包铝箔纸的后端二底角折叠及下短边折叠。
! k  P" n: v- `3 F2 N　　烟包在经过铝箔纸折叠导轨后，在双排凸耳链的推动下，进入往复模盒折叠装置。该部件主要由模板压紧机构和二底角折叠器、下短边折叠器组成。往复模盒装置是由折叠转塔齿轮箱，通过两组曲柄滑块机构来驱动。往复折叠模盒的底板被安装在两根导轨上。两组曲柄滑块机构在调整时必须保证平行同步，否则往复折叠模盒底板在机器运转过程中会发生倾斜，导致导轨发热。
４．５．１模板压紧机构
　　往复模盒部件模板压紧机构的作用是：当烟包进入往复折叠模盒的过程中压紧机构应尽快打开，当烟包完全进入往复折叠模盒后，模板压紧烟包，使烟包铝箔纸在折叠过程中无窜动现象。压紧模板１的张开与关闭的控制是由凸轮来驱动胶木条２完成的。该压紧模板１是烟包在往复折叠模盒中输送和铝箔纸被折叠这两组动作顺利完成的保证。
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% |# k9 K5 O( M+ ?5 W+ V                              图９ 往复模盒部件模板压紧机构示意图
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　　如果包出的烟包铝箔纸有褶皱现象或两个长边有交错挤压的现象，往往是由于往复折叠模盒夹持不稳造成的。当烟包被模板压紧时，烟包应被压缩１ｍｍ。见图９。调整时注意两路的压紧度必须保持一致。否则会影响其中一路的铝箔纸的折叠质量。压紧模板在长时间使用后会磨损变薄，也会导致烟包压紧不稳，应及时更换。
４．５．２ 往复模盒部件底角折叠器
　　往复模盒部件底角折叠器对铝箔纸的底角进行折叠。底角折叠器是由沿着凸轮槽运动的滚珠来驱动的。图１０的曲柄盘３转动，带动连杆２、折叠平板７沿着轴５往复移动。固定在折叠平板７滚珠１３沿着固定导轨１１、１２、１４、１５作往复移动，使底角折叠器１、４对铝箔纸的底角进行折叠。

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, g) o: j3 s: ]! r                         图１０ 铝箔纸往复模盒示意图

　　在调整时应注意当底角折叠器处于折叠位置时，底角折叠器应该与往复折叠槽的底部恰好呈直角，如果角度不合适，可能会造成铝箔纸口的褶皱现象，同时必须使两路的底角折叠器保持一致，否则会影响其中一路的折叠。
４．５．３往复模盒的下短边折叠。
. u$ B4 E2 N& L. h# ?0 E. s4 p　　侧边折叠器是由滚珠轴承沿着固定轨道运动，从而带动臂摆动来完成铝箔纸侧边的折叠。
　　在调整时应注意两路折叠器保持平行，同时进出位置必须保持一致。图１１（Ａ）是折叠器初始位置，（Ｃ）是折叠器完成折叠位置。
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2 ?- X' H8 y# e8 h4 Q4 t. h                        图１１ 往复模盒的下短边折叠

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４．６ 铝箔纸顶
( c0 S) \: S4 a& }5 i, h4 j部折叠输出推手的作用和调整方法
　　铝箔纸顶部折叠输出推手的作用：是对原先折叠好底部折角的铝箔纸顶部进行折叠，并将烟包推送入折叠转台。
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6 K3 _1 ?- y5 B) \3 f/ X$ N                   图１２ 上短边折叠及铝箔烟包输出

　　图１２中折叠推手９的动作是竖直运动和水平运动的合成。竖直运动由凸轮２实现，水平运动由凸轮４完成。折叠推手应按次序进行调整，首先根据相位图调整顶部折叠推手的水平运动，再调整其垂直运动的相位同步。因两路顶部折叠推手安装在同一根推杆上，要注意两折叠推手必须相互平行，并且同时折叠铝箔纸顶部，否则会引起两路折叠时不同步，而影响到其中一路的折叠质量。经过实践操作，通过掌握以上这些部件工作原理及调整方法，能有效地控制烟包铝箔纸折叠质量，从而保证产品的质量。
* y( z7 e& F" y6 q　　本文是对ＦＯＣＫＥ ７００Ｓ包装机烟包铝箔纸折叠部件机构原理、双路同步研究、故障原因和调整方法进行的初步探讨。
　　由于ＦＯＣＫＥ ７００Ｓ包装机进工厂使用的时间仅有二年多，有些方面还有待进一步研究和提高。

【参考文献】
" T5 K; a8 o9 o" \- ^6 |１．化学工业出版社：机械设计手册 第三版第１卷
+ I$ V0 N2 |; C! {  E+ V$ @0 V２．德国ＦＯＣＫＥ公司．ＦＯＣＫＥ ７００Ｓ包装机维修手册

【点　评】
0 ~7 z/ @/ g  ^" R　　论文内容比较翔实，能从设备结构上来分析由于零件的失精度对产品质量的影响。特别是能对往复套口的共轭凸轮机构进行运动分析，从而来提高设备的维修技术水平，具有一定的实用性和参考价值。