第一节 卷烟包装设备发展趋势 - tobacco.gov.cn · 第二节 卷烟包装工艺知识...

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1 第一章 第一节 卷烟包装设备发展趋势 包装对于卷烟产品,不仅有保证卷烟质量、便于携带和运输的作用,而且是一种美化宣 传手段,对卷烟销售有着很大的影响。卷烟包装设备是用于卷烟产品包装的专用设备,设备 的先进程度,将直接影响产品的质量,影响企业的产量、销量及企业的经济效益。 一、卷烟包装设备的发展历史 卷烟包装从手工包装发展至机械包装,进而实现自动化和连续化,它是随着世界工业革 命的进程,新工艺、新技术的不断涌现而产生和发展的。国际卷烟包装机械的发展大致可分 为以下几个阶——20 纪初直至第二次世界大战结束,实现包装机械化。 第二阶——50 年代主要采用以普通电开关继电线逻辑的自动控制系统,实 包装机械初级自动化。 第三阶——60 年代,以机、气等综合技术括由晶体管等元件组成控制系统)装备起来的先进包装机明显增多,机种进一步扩大,在此基础上实现了多种自动 生产线第四阶——70 年代,将微电子技术引入自动包装机和自动包装线,实现了由电子计算 控制的包装生产80 年代,将机、机械手(人)更多地应用于供送检测理等方面使包装机更高速自动、智能化及向柔性自动包装线过渡计算机技术的用, 使控制技术所考虑经不是控制设备的动作或某分的运 ,而是把整台设备、整条生产线工段作为一个系统来。以计算机技术为并辅之其他的先进技术,可使系统实现智能化。新技术的用,诸如变频调光电检测、质量积木视频VDU、机械手和机械人等先进技术, 使卷烟包装机的包装度、范围、质量及自动化程度得到大大国卷烟包装设备的发展了由高速包装机到横式包装机, 进技术自程。新,国卷烟企业用和现 用的包装设备主要15 包装机划期间110 /包装机1965 120 /4-5 包装机1971 120160 /YB13 包装机、YB13B 包装机、 YB31 型滤嘴烟包装机、SASIB3000 型横包机SASIB6000 型横包机B1 包机GDX1 PDF created with FinePrint pdfFactory trial version http://www.pdffactory.com

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第一章 概 述

第一节 卷烟包装设备发展趋势

包装对于卷烟产品,不仅有保证卷烟质量、便于携带和运输的作用,而且是一种美化宣

传手段,对卷烟销售有着很大的影响。卷烟包装设备是用于卷烟产品包装的专用设备,设备

的先进程度,将直接影响产品的质量,影响企业的产量、销量及企业的经济效益。

一、卷烟包装设备的发展历史

卷烟包装从手工包装发展至机械包装,进而实现自动化和连续化,它是随着世界工业革

命的进程,新工艺、新技术的不断涌现而产生和发展的。国际卷烟包装机械的发展大致可分

为以下几个阶段:

第一阶段——从 20世纪初直至第二次世界大战结束以前,实现了包装机械化。

第二阶段——50 年代,主要采用以普通电开关和继电接线逻辑为主的自动控制系统,实现了包装机械初级自动化。

第三阶段——60 年代,以机、电、光、液、气等综合技术(包括由晶体管等元件组成的控制系统)装备起来的先进包装机明显增多,机种进一步扩大,在此基础上实现了多种自动

生产线。

第四阶段——70 年代,将微电子技术引入自动包装机和自动包装线,实现了由电子计算机控制的包装生产过程;80年代至今,将微机、机械手(人)更多地应用于供送、检测和管

理等方面,使包装机趋于更高速、全自动、智能化及向柔性自动包装线过渡。

计算机技术的应用,使控制技术所考虑的已经不是控制设备的某个动作或某个部分的运

行,而是把整台设备、整条生产线甚至整个工段作为一个系统来处理。以计算机技术为主,

并辅之其他的先进技术,可使系统实现智能化。多种高新技术的应用,诸如采用变频调速、

光电检测、质量监控、积木化结构设计、视频显示装置(VDU)、机械手和机械人等先进技术,

使卷烟包装机的包装速度、范围、质量及自动化程度得到大大提高。

我国卷烟包装设备的发展也经历了由低速到高速,由直式包装机到横式包装机,由自行

设计、整机引进到引进技术自行制造的过程。新中国成立以来,国内卷烟企业曾经应用和现

用的包装设备主要有 1—5型包装机(一五计划期间,110包/分)、联合式包装机(1965年,

120包/分)、4-5型包装机(1971年,120~160包/分)、YB13型包装机、YB13B型包装机、

YB31型滤嘴烟包装机、SASIB3000型横包机组、SASIB6000型横包机组、B1横包机组、GDX1

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横包机组、GDX2翻盖式硬盒包装机组和 FOCKE350翻盖式硬盒包装机组等。通过对各种机型

使用情况的调查研究和对国外卷烟包装设备的考察论证,国家烟草专卖局确定了 GDX1、GDX2

机组为国内普及机型,并引进了其生产制造技术,现已实现国产化。其国产代号分别为 ZB25

型软盒硬条包装机组和 ZB45型翻盖式硬盒包装机组。

二、卷烟包装设备的发展趋势

近年来,卷烟包装设备的发展主要呈以下的趋势:

1.更高的包装速度

FOCKE公司的 FOCKE700S双轨硬盒包装机和 HAUNI公司的CHRONOS2双轨硬盒包装机的速

度达 880包/分钟,GD公司的最新型的包装机的速度更高达 1000包/分钟。

2.更好的产品质量

这主要体现在对烟支及包装材料的处理更轻柔和可靠。如 GDX3000的倾斜料斗设计、商

标纸吸取及传送系统和 FOCKE公司的包装机与产品接触的零件涂防护层、FOCKE725经六个工

位将烟组推送到第一折叠轮等。

3.更多的采用新技术

如采用最现代化的方式设计和生产凸轮、可编程的喷胶系统、Boegli公司的压花装置、

FOCKE公司的双 Z字型包装等。

4.机器更容易接近

主要体现在如下几点:按人体工程学原则设计机器,使操作、维修机器更容易;模块设

计,使零件更换及维修时间缩短;采用无维修和易维修设计,取消或减少零部件的调整,如

FOCKE 公司生产的包装设备,有些零件具有自我定位功能,使调整变得不需要也不可能;操

作简便的三维立体显示。

5.机器运转时所受的应力保持不变或减小

如 FOCKE公司和 HAUNI公司的双轨设计、GD公司增加各轮的工位等,使机器运动件的运

行速度不会因生产能力的提高而增大。

6.机器更紧凑和可靠

如 GDX3000与 GDX2相比,商标纸传送系统改由连续运动的真空吸纸轮、取消第六轮等,

使机器更紧凑、更可靠、运动件更少。

先进的横包包装机的速度目前可达到 350包/min、400包/min、500包/min,甚至可以

达到 1000包/min;可包装 10支到 35支装的各种规格的小包,烟支直径可为 6.7~8.8mm,

烟支长度可为 70~100mm,甚至 120mm 的特长型烟支也可加工。在质量监控和自动化方面,

可自动剔除有缺损烟支(缺嘴、空头、缺支)的烟包;可自动剔除缺内衬纸、商标纸的烟包;

可自动续接铝箔纸、商标纸及封签纸卷筒;可自动调节铝箔纸、商标纸及封签纸位置;可自

动从纸筒库中取、装铝箔纸和商标纸卷筒;程序化的启动与停机;正常停机能自动出空存料;

生产中自动显示故障点等。

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三、常用卷烟包装设备简介

现代卷烟企业常用的卷烟包装设备主要有以下几种。

SASIB6000型横包机组:从意大利 SASIB公司引进生产制造技术后国产化的包装设备,

进行横式软盒的包装。机组主要由 AC6卸盘机、3-279/6000型横包机、CP1小包外透明纸包

装机、3C-154硬条盒包装机和 T20条盒外透明纸包装机等五台单机组成。

B1横包机组:由德国斯慕门(Schmermuad)公司引进的横式软盒包装机组。机组主要由

NF卸盘机、BE横包机、RC小包外透明纸包装机、FHZ硬条盒包装机和 NK条盒外透明纸包装

机等五台单机组成。

G.DX1横包机组:由意大利 G.D公司引进,现已国产化。机组主要由 A400卸盘机、X1

横包机、4350(CH)小包外透明纸包装机、PACK(CT)硬条盒包装机和 OW(CV)条盒外透明

纸包装机等五台单机组成。其国产化后的机组代号为 ZB25型包装机组,各单机的国产代号分

别为:YB15型卸盘机、YB25型横包机、YB55型小包外透明纸包装机、YB65型硬条盒包装机

和 YB95型条盒外透明纸包装机等五台单机组成。

G.DX2 翻盖式硬盒包装机组:由意大利 G.D 公司引进,机组主要由 A400 卸盘机、X2

翻盖式硬盒包装机(NV)、4350(CH)小包外透明纸包装机、PACK(CT)硬条盒包装机和 OW

(CV)条盒外透明纸包装机等五台单机组成。其国产化后的机组代号为 ZB45型翻盖式硬盒包

装机组,各单机的国产代号分别为:YB15型卸盘机、YB45型横包机、YB55型小包外透明纸

包装机、YB65型硬条盒包装机和 YB95型条盒外透明纸包装机等五台单机组成。

FOCKE350翻盖式硬盒包装机组:由德国的 FOCKE(佛克)公司引进,机组主要由 317C/D

卸盘机、350 型小盒包装机、802 型储料箱、401 型小包外透明纸包装机、08BOW 型硬条盒/

条盒外透明纸包装机等五台单机组成。

国内主要卷烟包装设备国内外机型代号对照表如表 1-1:

表 1-1 国内主要卷烟包装设备国内外机型代号对照表

单机

机组 卸盘机

小盒

包装机

小盒透明纸

包装机

硬条盒包装

条盒透明纸

包装机

SASIB6000 ZB21

AC6

YB11

3-279/6000

YB21

CP1

YB51

3C-154

YB61

T20

YB91

B1

ZB24

NF

YB14

BE

YB24

RC

YB54

FHZ

YB64

NK

YB94

GDX1

ZB25

A400

YB15

X1

YB25

4350(CH)

YB55

PACK(CT)

YB65

OW(CV)

YB95

GDX2

ZB45

A400

YB15

X2

YB45

4350(CH)

YB55

PACK(CT)

YB65

OW(CV)

YB95

FOCKE350 317C/D 350 401 4O8BOW

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第二节 卷烟包装工艺知识

一、卷烟包装的规格与技术要求

卷烟产品的品种较多,包装规格也较多。但最普遍的包装形式是:20支烟的小盒包装,

10包的条盒包装,50条烟的箱装。

(一)卷烟小盒包装的规格与技术要求

小盒软包装烟支排列为 7-6-7三层,硬盒包装烟支排列为 7-6-7或 7—7—6三层。

在卷烟小盒包装中,除软盒与硬盒之分外,在软盒包装中,有直式与横式两种包装。目前主

要采用横式包装。横式包装的商标纸材料消耗低于直包包装,包装外形也比直式美观、挺括、

适用。在翻盖硬盒包装中,内衬纸的包装方式也有直式与横式两种。 软盒卷烟一般是内层用内衬纸直接包裹烟支,外层商标纸包裹,然后在开口处粘贴封签。

为了增强高档牌号的卷烟保质能力和美观,还在商标纸外面再包裹一层透明纸。 硬盒包装形式多数是 20支翻盖式。其他的硬盒包装形式则较少。

1.卷烟小盒包装规格

由于烟支长度和烟支圆周不同,竖式软盒装、横式软盒装与翻盖式硬盒包装的外形尺寸

也略有区别。常见的 20支烟小盒包装及外形尺寸如表 1-2所示。

表 1-2 常见小盒烟包装和外形尺寸 小盒

类别 规格

mm 烟支 mm

直包软盒包装

横包软盒包装

横包软盒包装

圆周 长度 A B C A B C A B C 84 85 53 23 85.5

(86) 53.4 (54.5)

22.4 (22.5)

87 (88.7)

57 (55.7)

22 (23.2) 24.5

100 — — — 101.5 53.4 22.4 — — —

2.卷烟小盒包装的技术要求

根据国家标准 GB/T5606.2,卷烟小盒包装完成后,必须符合下列要求: (1)小盒包装应完整,应具有良好的密封、防潮性能。

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(2)外形应方正,各对应边长度之差应小于 2.0mm。 (3)各种印刷标记应清晰、完整,不应错印、漏印。 (4)不应有油污商标纸,表面应洁净,不应有长度不小于 3.0mm的污点,或虽小于 3.0mm,

但不应多于两点。 (5)软盒封签居中贴正,左右或前后两端偏离中心应小于 2.0mm。 (6)软盒封签应粘贴牢固、整洁;不应贴破损封签;不应反贴、多贴或错贴封签;封签

粘贴突出部分不应大于 1.0mm;商标纸针眼不应外露。 (7)盒装外包透明纸应紧贴牢固、整洁,与商标纸之间的距离不应大于 2.0mm,表面

应无折皱、破损;拉带应完整良好;拉带不应拉不开、拉断或拉开后透明纸散开;拉带接头

处内端间距应小于 2.0mm。 (8)软盒粘贴应整齐,竖包错位不应大于 2.0mm,横包错位不应大于 1.0mm;软盒不

应露白,表面不应有深度大于 1.0mm的凹角。 (9)小盒之间不应因粘连拉开后产生破损。 (10)小盒应粘贴牢固、整洁,搭口不应翘边,表面洁净无折皱。 (11)硬盒斜角露白宽度应小于 1.0mm。 (12)软盒内衬纸高出商标纸不应大于 2.0mm;商标纸高出内衬纸应小于 1.0mm;不应

有多张商标纸包装。 (13)小盒不应破损,不应露出烟支;叠角损伤长度不应大于 3.0mm,或虽小于 3.0mm,

但不应多于两点。 (14)盒内烟支不应倒装、错装、多支、缺支、断残(断残烟支是指滤嘴烟无滤嘴以及

断裂的烟支等);盒内烟支应为合格品。 (15)盒内不应有虫,烟支不应有虫蛀。 其他形式的包装均应符合相应的技术要求。

(二)条包装的规格与技术要求

1.卷烟条包装的规格

条包装分为硬条包装和软条包装。条包内小盒的排列方式不同,有两层 5小盒平卧相叠和 10小盒直立排列两种包装形式,简称为卧式条包(二五平包)或直式条包。硬条包装一般为二五平包,这是现代卷烟企业最常用的条包装形式。

条包装的规格:烟支圆周、长度和包装形式的不同,包装后的条烟尺寸也随之而变。以

圆周长为 24.5mm,长度为 84mm的滤嘴烟为例,其硬条烟包装的外形尺寸为: 包装软小盒时 86.5×273×47mm 包装硬小盒时 89.5×294.5×47.5mm 90×283×48mm(窄版)

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2.条盒包装的技术要求

根据GB/T5606.2条烟包装完毕必须达到如下技术要求: (1)条装外形应方正,各对应边长度之差应小于 3.0mm。 (2)条盒表面和条包横头上的各种印刷标记应清晰、完整,不应错印、漏印。 (3)条盒、条包应粘贴牢固、表面应洁净无折皱;不应有长度不小于 5.0mm的污点,或虽小于 5.0mm,但不应多于两点。 (4)条盒外包透明纸应紧贴牢固、整洁,与条盒商标纸之间的距离不应大于 3.0mm,表面应无折皱、破损;拉带不应拉不开、拉断或拉开后透明纸散开。 (5)条盒之间、条包之间或条包内壁与小盒之间不应粘连而拉开后破损。 (6)条盒包装不应破损或小盒露出大于 2.0mm。 (7)条盒、条包不应倒装、错装、少装。 (8)条盒包装应完整。

(三)卷烟箱装的规格与技术要求

1.卷烟箱装的规格

每箱装一般为 50条烟。某些产品每 25条用塑料薄膜包装后,再装入纸箱。每箱卷烟为10000支。箱内有两种排列方式;一种为每层 10条烟平卧(侧面向上)排列,五层相叠;另一种为每层 25条烟直立(端面向上)排列,两层相叠。

听装卷烟纸箱包装,每箱 120听,每箱为 6000支。卷烟的箱装有手工和机械两种方式,箱装工艺基本相同。 纸箱规格:由于烟支圆周与长度不同,小盒、条烟的包装方式不同,条包卷烟在箱内的

排列方式不同,纸箱的内部净尺寸也不相同。常见纸箱的规格见表 1-3所示。

2.箱装的技术要求

根据国家标准GB/T5606.2,箱装完毕必须达到如下要求: (1)箱装应有产品合格证。 (2)箱面各种印刷标记应清晰、完整,不应错印、漏印。封口牢固。 (3)箱内烟条应排列整齐,不得错装、少装。 (4)箱体内壁与条盒或条包不应粘连。

(5)箱装包装应完整。

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表 1-3 纸箱规格

二、卷烟包装主要材料

卷烟产品品种繁多、规格不一。包装材料的规格和要求也随之不同。卷烟包装用主要材料有:小盒内衬纸、小盒商标纸、封签纸、硬小盒内框卡纸、条盒纸、透明纸、拉带、箱装

材料和粘合剂等。

(一)小盒内衬纸

小盒内衬纸(又称小盒内层包装纸)是直接包裹烟支的材料,它的质量对小盒包装质量与烟支防霉保质关系甚大。小盒内衬纸主要有:压延铝箔纸、镀铝纸、一般衬纸等。现代卷

烟一般采用压延铝箔纸。小盒内衬纸应防潮防湿性能良好,以防止卷烟霉变和卷烟香气的损

失,且质地应柔软、易折叠而不破裂。小盒内衬纸均为盘状卷筒纸。

1.压延铝箔纸

压延铝箔纸,是将铝箔层裱在衬纸上的一种特种纸,是一种能防潮、耐热、遮光、能起密封作用而不透气的加工纸。卷烟包装用压延铝箔纸分为全裱箔和线裱箔两种。压延铝箔纸

分一号和二号两类,高速包装机只选全裱压延铝箔纸。 全裱压延铝箔纸外观质量要求: (1)铝箔纸表面应洁净、光亮、平整,不许有折皱、划伤、残缺、破洞、条痕、斑点、裂口、砂子及硬质块等影响使用的外观纸病。 (2)铝箔纸涂层分布应均匀,纵横和端面色调应均匀,不得有明显差异。衬纸纸质纤

维组织均匀,不许有严重的云彩花。同批纸张色调不许有明显差别。 (3)铝箔纸卷盘铝层朝外,必须清洁、无毒、无影响卷烟质量的气味。

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(4)铝箔纸不得有影响其使用的卷曲现象,不应有密集成行的脱胶和有纸无箔、有箔无纸或双层铝箔现象,同时不得存在纸层粘连和夹纸现象。 (5)铝箔纸分切卷绕必须整齐,边缘错动不超过 0.5mm,无毛面,松紧一致,无松脱现象,端面平整,无机械损伤,不许用砂纸或其他工具打磨修整端面。

表 1-4 卷筒全裱铝箔纸外形规格

表 1-5 全裱铝箔纸裁切尺寸

(6)整批铝箔纸 85%以上卷盘应无接头。15%以下卷盘,每卷允许有一个接头,接头粘结应牢固整齐,接头长度小于 40mm,使用宽度大于 20mm的深色胶粘带。 (7)盘芯宽度应与铝箔纸宽度相等,盘芯不应有松脱现象。 (8)彩色铝箔纸颜色要均匀,双色铝箔纸涂色宽度大于 25mm。 此外,铝箔纸还应具有包裹时“折痕服帖”的特点,即折叠时,其反翘趋向小,这对于防止包装机的堵塞尤为重要。含水率应为 6%±2%。铝箔中铝含量不低于 99.5%,铝箔厚

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度为 0.006~0.008mm,允差为±0.0012mm。 压延铝箔衬纸的具体技术指标可参考轻工业部标准QB205—73。

2.小盒内衬纸外形规格和包装裁切尺寸

盘状卷筒铝箔纸外形规格见表 1-4,铝箔纸包装裁切尺寸见表 1-5。

(二)小盒及条包纸

小盒和条包纸可分软质纸和硬质纸两大类。软质纸主要有胶版纸、胶版涂料纸和铜版纸。硬质纸主要有单面白版纸、白卡纸、裱铝卡纸和喷铝卡纸等。小盒和条包纸质包装材料应具

有良好的彩印着墨率,包装时褶角柔软不破裂,彩印不脱墨,能保持小盒外形整洁美观。印

刷之后的纸质包装材料必须充分晾干,以消散印刷中使用的溶剂气味,防止溶剂感染而使卷

烟产生异味。含水率应为 6%±2%。

1.软质纸

(1)胶版纸 卷烟包装用胶版纸有双面和单面之分,每种分 A、B、C三个等级。A级与 B级胶版纸

用于较高级的彩色印刷,C级用于普通彩色印刷。 胶版纸要求纸质洁白、组织均匀、伸缩性小、表面光滑、平整,不许有折子、皱纹、残

缺、破洞、透光点、裂口、斑点、砂子、硬质块、明显毛布痕、鱼鳞斑及借透射光可见的孔

眼。每批纸色泽应一致,不应有明显差别。卷筒纸应复卷整齐,端面里出外进不许超过 3mm,每卷断头不许超过 4个(A等不超过 2个),接头处用不渗透胶水或胶带纸粘牢,接头宽度不得超过 15mm,接头处应用有色纸条作标志。其主要技术指标见表 1-6。

表 1-6 胶版纸主要技术指标

单面胶版纸 双面胶版纸 指 标

A等 B等 C等 A等 B等 C等

定量/g/m2 40±2.0 50±2.5 60±3.0

70±3.5 80±4.0 80±3.0 90±3.5

100±4.0 120±5.0 白度/(%)不低于 83.0 80.0 70.0 87.0 82.0 77.0 裂断长/(km)纵横向平均值不小于 2.8 2.5 2.0 3.0 2.2 2.0 伸缩率(横向)/(%)不小于 2.0 2.2 2.5 2.2 2.5 2.8 平滑度(正面)/S不小于 80 40 35 100 80 30

0.3~1.5mm的尘埃 40 52 120 65 127 210 尘埃度/ (个/ m2) 不多于 >1.5mm黑色尘埃 不许有 不许有 不许有 不许有 不许有 不许有

水分/(%) 6±2.0 6±2.0 6±2.0 4.0—9.0 4.0—9.0 4.0—9.0

(2)铜版纸 铜版纸属涂布加工类纸,由涂布原纸经涂布白色涂料和修饰加工制成的高级美术印刷

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纸。铜版纸有单面铜版纸、低定量铜版纸、无光泽铜版纸、压纹铜版纸之分。单面铜版纸是

在涂布原纸的一面涂上涂料而得,双面铜版纸则是原纸的两面分别涂上涂料而制得。单、双

面铜版纸按其质量分为A、B、C三等,纸张为平板式,尺寸为 880mm×1230mm 或 787mm×1092mm。

纸质应均匀紧密,纸面光滑,涂层牢固一致。厚薄均匀,伸缩性小,强度较高,抗水性

好,纸面不允许有折子、破损、斑痕、鼓泡、硬质块及明显的条痕等外观纸病。每批纸张的

色调不许有明显的差别。印刷后要求纸张平坦、图案清楚、色泽鲜艳。其技术指标见表 1-7。 表 1-7 单、双面铜版纸的主要技术指标

规 定 A等 B等 C等 指 标 名 称 单位

单面 双面 单面 双面 单面 双面 定量 g/ m2 70.0 80.0 90.0 100.0 120.0 紧度 不大于 g/cm3 1.25 1.30 1.25 1.30 1.25 1.30 平滑度(涂布面)不小于 S 700 700 500 600 400 500 白度 不低于 % 85.0 85.0 80.0 涂层 pH 不小于 6.0 6.0 6.0 表面强度(涂布面) 纵向不小于 70~90g/m2

100~130 g/m2 m/s 2.00 1.30

1.00 1.00 0.80

0.2—1.0m m2 16 24 32 48 40 60 黑色尘埃 0.2—1.0m m2 不许有 4 8 4 8 1.0—1.5m m2 不许有 4 8

不多于

尘埃度

1.5m m2

个/ m2

不许有 交货水分 不大于 % 7.0(≤150g/ m2) 8.0(≥180g/ m2)

表 1-8 白卡纸的技术要求

规 定 指标名称 单位

A B C 定 量 g/ m2 220±70.0 250±9.0 270±10.0 300±11.0 紧 度 不小于 g/ cm3 0.85 0.85 0.80 白 度 不小于 % 92.0 87.0 82.0 施胶度 不小于 1.5 1.5 1.5 1.0 耐破指数 不小于 Kpa. m2/g 2.00 1.60 1.20 平滑度 200~270g/ m2 不小于 300~400g/ m2 不小于

S 40 35

35 25

30 20

挺度 220g/ m2 不小于 250~270 g/ m2 300 g/ m2

MN.m 3.00/2.00 5.0/3.0 6.5/4.0

2.50/1.50 4.5/2.5 6.0/3.5

2.50/1.50 4.0/2.0 5.5/3.0

尘埃度: 0.2~1.5m m2 不多于 其中黑色尘埃 不多于 大于 1.5m m2

个/ m2

28 不许有 不许有

36 4

不许有

48 8

不许有 交货水分 % 4.0—7.0

2.硬质纸

(1)白卡纸 白卡纸是一种较厚实、坚挺的白色卡纸,其等级分为 A、B、C 三个等级,多种规格。

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白卡纸为平板纸,尺寸有 787mm×1092mm,880mm×1230mm两种规格,尺寸的误差不许超过±3mm。偏斜度不许超过 3mm。

白卡纸要求纸张纤维组织均匀,纸面平整、洁净。不许有褶子、皱纹、扭筋、残缺、破

洞、条痕、裂口、斑点、砂子、硬质块、孔眼等纸病。每批纸张的色泽应一致,不许有明显

差别。其技术指标见表 1-8。 (2)铸涂白纸板

铸涂纸是以不同定量的纸或卡纸为原纸,经铸涂加工而成的。铸涂白纸板是以白纸板为原料铸涂加工的纸板。这两种纸都具有极高的光泽度和平滑度,适用于最细网线的印刷。这

种纸对网点和色调的再现性强,印刷光泽度好,图像清晰,吸墨均匀迅速,不易掉粉,并适

用于凸板、胶板、凹版等印刷方式,烫金效果也较好,卷烟行业主要用于高档卷烟的硬盒包

装和条盒包装。 铸涂纸和铸涂白纸板要求纸面平整、洁净、纸的切边应整齐洁净,不许有褶子、破损、

斑点和明显条痕及影响使用的涂层麻坑等纸病。每批纸的色调应一致,不许有明显差别。其

技术指标见表 1-9。 表 1-9 铸涂纸的技术指标

规 定 指 标 名 称 单位

A B C

定 量 g/ m2

80±4.0

100±5.0

120±6.0

150±7.5

180±9.0

220±11.0

250±12.5

280±14.0

80±5.0

100±6.0

120±7.0

150±9.0

180±11.0

220±13.0

250±15.0

280±17.0

80±5.0

100±6.0

120±7.0

150±9.0

180±11.0

220±13.0

250±15.0

280±17.0 白度 % 83.0~95.0 80.0~90.0 78.0~90.0 光泽度(20°角)不低于 % 50 38 28 油墨吸收性 % 18.0~30.0 18.0~30.0 18.0~30.0 印刷表面强度 不低于 m/s 1.5 0.8 0.45 横向挺度 180g/ m2 220g/ m2 不低于 250g/ m2 280g/ m2

mN.m

1.00 2.20 3.10 4.10

0.8 1.80 2.60 3.40

0.60 1.60 2.30 3.00

横向耐折度 不低于 次 15 10 10 涂层耐折性 180° 不破裂 不破裂 不破裂 尘埃度 不多于 0.1~0.7m m2 0.7m m2 大于 0.7~2.0m m2 大于 2.0m m2

个/ m2

30 不许有 — —

40 不许有 — —

80 — 2

不许有

交货水分 % 7.0±2.0 7.0±2.0 7.0±2.0

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(3)单面白版纸 单面白版纸分为A等、B等及 C等三种,有单面白底白版纸和单面灰底白版纸。单面白版纸厚薄应一致,正面纤维组织应均匀,纸张平整、光洁,不应有荷叶边。纸张的白度、色

调应一致。纸张边应整齐,洁净,其技术指标为: 定量:160~450g/ m2

,允差均在±5%以内; 紧度:0.7~0.75g/cm3

,允差均为±0.1g/cm3; 平滑度(正面):12~10S范围内; 白度(正面):A等为 80%,B等为 70%,C等为 65%; 耐折度(横向):A等为 5次,B等为 3次,C等为 2次; 尘埃度与白卡纸要求类似。 (4)裱铝卡纸、喷铝卡纸 裱铝或喷铝卡纸是一种在白卡纸的一个表面裱铝箔层或喷铝后供彩色印刷的高级用纸。裱铝卡纸和喷铝卡纸要求表面颜色均匀一致,铝层不剥(脱)落,满足印刷模切要求。其他

指标同白卡纸要求。

3.透明纸

中高档卷烟产品,通常在小盒商标纸外面及条盒纸外面加包一层透明纸,主要用于防止

烟支受潮及其水分和香气的散失,同时也是为了提高产品的外观质量。 卷烟用的外包装透明纸必须具备如下条件:防气体渗透(密闭性)、透光性及热粘结性

能良好;经一定时间贮存和在日光曝晒下不变色;具有良好的尺寸稳定性,不因温度和相对

湿度的变化而皱缩变形或膨胀变形;具有良好的机械加工性能,磨擦所产生的静电小、易切

割,适应包装机使用;具有良好的撕裂特性。 此外,透明纸的切边应整齐、纸面平整、明亮,不许有短边、裂口、缺角、褶子、皱纹等外观纸病,卷筒纸卷筒松紧应一致,切口整齐,不准有裂口、损伤等。

卷烟包装用透明纸主要有赛璐玢薄膜及聚丙烯薄膜。 (1)赛璐玢薄膜

这种材料俗称玻璃纸,因其性能的局限性已很少使用。玻璃纸的主要技术指标: 定量(g/m2

):A等为 30±2.0,40±2.5,B等为 35±2.0、45±2.5; 裂断长(km):≤40 g/m2

时,A等为 4.3,B等为 3.8; 厚度幅间差(μm):≤40 g/m2

时,A等为 2~3,B等为 2~4; 纵向撕裂指数(mN. m

2/g):A等>1.6,B等>1.1; 含硫量:不大于 0.03%;

抗粘性:不小于 70%(RH); PH: 6~8;

伸长率:纵横向分别不小于 10%、20%; 水分:10%-2%

+3%

(2)聚丙稀薄膜(BOPP)

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聚丙烯薄膜(BOPP)是以聚丙烯树脂为主要原料加工成的热封型双轴拉伸薄膜,其透明度高,表面光泽好,密度小,强度高,防气体渗透性能强,加工性能良好。这种材料分优

等、一等和合格品三种,厚度档次为 15—25μm,26—35μm和 36—45μm(用于卷烟小盒、

条盒外包装的厚度一般为 20—22μm)。厚度在 30μm以下的优等品和一等品只允许有轻微纵

向皱纹,合格品可允许有少量皱纹。长度大于 3000m优等品、一等品,接头不得多于 2个;

长度小于 3000m的优等品只允许 1个接头;合格品则不论长短可允许有 3个接头,但每段长

度≥500mm 。优等品及一等品端面卷绕不整齐度应≤2mm ,合格品应≤4mm。所有的薄膜均不

允许有皱褶、颗粒、暴筋、气泡、端面划痕及杂质污染。卷筒芯不允许有凹陷或缺口。 聚丙烯薄膜的纵、横向抗张强度,A 等应分别为≥120Mpa 和≥80Mpa,B 类应≥100Mpa

和≥120Mpa。A类与 B类的热收缩率纵、横向应分别≤5%和≤4%;断裂伸长率纵、横向分别

≤200%和≤80%。摩擦系数小于 0.38。雾度为 4%。湿润张力应大于 38mN/m。热封强度 A类

≥2N/15mm,B 类≥1.5N/15mm。透湿量≤2g/(m2.24h.0.1mm)。赛璐玢和 BOPP 一些特征

的比较见表 1-10。 表 1-10 赛璐玢和 BOPP的特征比较

特 征 赛 璐 玢 BOPP 密度/(g/m3) 定量/ (g/ m2)(厚度 21μm计) 抗位强度/(N/m m2) 透湿度/(g/m.2h)

1.44 30.1 100

2.0以上

0.91 19.1 270 1.2

4.小盒及条包纸的印刷与裁切要求

(1)小盒商标纸的印刷与裁切要求 印刷质量:印刷套色准确,图案清晰,色相符合设计要求,色泽鲜艳。纸张经印刷后仍然平整。表面无脏点与毛疵。粘合处不应上光和有油墨。同批商标纸的印刷色调应一致,不

得有差异。若印刷凸纹时,一般凸纹的高度不得超过 0.2mm,凸纹面积不得超过总面积 10%。凸纹高度与面积主要是依据包装设备的适应性能而定。 裁切质量:裁切后包装纸的四边应整齐、洁净、光滑,图案位置适当,其歪斜不得超过0.5mm,纸张两边不平行度不超过 0.5mm;纸张相叠不粘连。白卡纸和裱铝卡纸商标纸还应满足模切、压痕要求。 纸质纤维:横包软盒商标纸的纤维方向要与包装后小盒长度方向垂直,直包软盒商标纸的纤维方向要与包装后小盒长度方向一致。

卷筒形商标纸的卷盘质量同铝箔纸,同时分切色标要满足包装设备要求。 软盒商标纸外形规格见表 1-12(烟支规格为圆周 24.5mm滤嘴卷烟的平张包装纸)。

硬盒商标纸外形规格见表 1-12(图中烟支规格为长度 84mm,圆周 24.5mm滤嘴卷烟的平张包装纸)。

(2)封签纸的印刷与裁切要求 封签纸俗称印花,粘贴在软盒卷烟小盒顶端中间,起封口作用,纸质主要是胶版纸,其

印刷和裁切质量要求与商标纸基本相同,封签纸外形尺寸一般为(45~48)mm×(20~22)

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mm的矩形,定量一般为 40~65 g/ m2 。卷筒封签纸的卷盘分切卷绕质量同铝箔纸,同时分

切色标要满足包装设备要求。 表 1-12 软盒商标纸外形规格

(3)硬小盒内框卡纸的裁切要求 内框卡纸主要用于翻盖硬盒成形后盒盖的定位。纸质一般为白卡纸和喷铝卡纸。来料均

为卷筒形盘纸,在包装机上轧制成形,宽度为 95mm和 89mm两种,筒芯直径为 120mm,最大外径 600mm,卷盘分切与卷绕质量同铝箔纸。

表 1-12 硬盒商标纸外形规格

(4)条盒纸的印刷与裁切要求

条盒纸质纸主要采用单面白版纸、白卡纸、裱铝卡纸和喷铝卡纸。单面白版纸一般用于

软包的条盒包装,白卡纸、裱铝卡纸和喷铝卡纸一般用于硬盒的条盒包装。条盒纸按要求预

先印刷、模切和压痕做成平张盒坯。工艺要求如下: 印刷质量:要求套印准确。图案清晰,色泽鲜艳、无漏印、上光度均匀、正反两面整洁、不得沾上脏物与污点。 模切和压痕质量:要求刀口整齐、无毛刺,压痕均匀,无断纸和破口等现象。压切尺寸符合设计要求,尺寸允差为 0.5mm。 纸质纤维方向:与硬条盒长边垂直。

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(5)小盒透明纸的裁切要求 小盒透明纸包裹在卷烟小盒外面,薄膜材料均为卷筒盘状。外观质量要求: 透明纸卷盘松紧应均匀适宜,不许有褶皱、颗粒、爆筋、气泡、杂质、污染,端面卷绕不整齐者不得超过 2mm,盘芯不许有凹陷、缺口、松脱现象,不得偏心,凸出端面小于或等于 1.5mm。 每卷接头最多一个,每段长度大于 300m,接头牢固,要单层平接,接头处应有明显标志。 每卷长度 2000~3000m,必须定量,每卷长度允差千分之五。表 1-13为小盒卷筒透明纸外形规格。表 1-14为小盒透明纸包装裁切尺寸。

表 1-13 小盒卷筒透明纸外形规格

表 1-14 小盒透明纸包装裁切尺寸

(6)条盒包装透明纸的裁切要求 条盒包装透明纸的裁切要求,与小盒透明纸相同。在包装过程中按照条盒外形尺寸将盘状卷筒条盒透明纸裁切成单张。卷筒条盒透明纸规格见表 1-15,条盒透明纸裁切尺寸见表 1-16。

5.拉带

拉带亦称拉线。拉带主要用于透明纸薄膜包装的拆封和装饰。可预先上胶或不上胶,分

白色与彩色,可印字或带有防伪功能。它应具有热封性,色泽光亮,无明显色差,卷绕平整,

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不扭曲,退卷顺利,手搓无分离现象。一般拉带的厚度为 30~50μm。在包装机上,根据小盒和条盒外形,随小盒和条盒透明纸裁切。卷筒形拉带的外形规格见表 1-17。

表 1-15 卷筒条盒透明纸外形尺寸

表 1-16 条盒透明纸裁切尺寸

表 1-17 卷筒形拉带的外形规格

来料质量要求:

(1)每卷接头不得超过一个,彩色和印字拉带接头连接后印刷面不得出现正反,接头牢固、平整。 (2)拉带卷绕应松紧一致、平整、放线流畅,不得断线,放线后均匀平直。成品拉线不

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应有拉伸变形。 (3)彩色和印字拉带印刷应清晰,不得糊版、拖印、脱墨,位置应居中,同批产品颜色应无明显差异。

2.5mm宽度拉带的技术要求见表 1-18。 表 1-18 拉带的技术要求

产品品种 每千克长度/m 断裂强度/N 热封温度/℃ 热收缩率/(%) TB—1 TB—2

TB—3 TB—4 >3500 12—19 100—150 <2.5

TB—5 TB—6 >9000 10—15 100—150 <2.5 TM—1 TM—2 >6800 7—15 130—180 <2.5

TVC—1 TVC—2 >7000 8—12 80—100 <2.5

(三)箱装材料

卷烟的箱装通常用纸箱,纸箱的规格见表 1-3。也有小部分 5000支(25条)装聚乙烯薄膜大包包装。

1.纸箱的制作材料

纸箱一般以瓦楞纸板为主要材料。瓦楞纸板技术指标应符合GB6544的要求。

2.纸箱的技术要求

瓦楞纸箱的技术要求如下: (1)制造瓦楞纸所使用的瓦楞原纸其各项技术指标应符合 GB13023—91《瓦楞原纸》的

有关规定。挂面纸其各项技术指标应符合 GB13024—91《箱纸板》的有关规定。钉合瓦楞纸

箱使用带有镀层的低碳钢扁丝,不应有锈斑、剥层、龟裂或其他使用上的缺陷。粘合瓦楞纸

箱使用乙酸乙烯乳液或具有相同粘合效果的其他粘合剂。 (2)箱体方正,表面不允许有明显的损坏和污迹。切断口表面裂损宽度不超过 8mm。纸

箱内部净尺寸允差±3mm。箱面印刷图案清晰,深浅一致,位置准确,必须在箱盖内印刷纸

箱制造厂名称或代号。 (3)纸箱接头钉合搭接舌边宽度 35~50mm,金属钉应沿搭接部分中线钉合,采用斜钉

(与纸箱立边成 45°角)或横钉,箱钉应排列整齐、均匀,单排钉距不大于 80mm,钉距均

匀,头尾钉距底面压痕边线不大于 20mm。钉合接缝应钉牢、钉透,不得有叠打、翘钉、不转

角等缺陷。 (4)纸箱接头粘合搭接舌边宽度不小于 300mm,粘合接缝的粘合剂涂布应均匀充分,以

致面纸分离时接缝依然粘合不分,同时,也不应有多余的粘合剂溢出接缝。 (5)瓦楞纸箱的压痕线宽度,单瓦楞纸箱不大于 12mm,双瓦楞纸箱不大于 17mm,折线

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居中,不得有破裂断线,箱壁不允许有多余的压痕线。瓦楞纸箱摇盖经开、合 180°往复 6

次以上,1、2类箱面层和里层都不得有缝,3类箱板外面层不得有裂缝,内面层缝长度总和

不得大于 70mm。

(6)瓦楞纸箱可根据需要进行表面防潮处理。瓦楞纸箱的机械性能包括耐压强度、耐冲

击强度、抗转载强度等,在每种具体产品用瓦楞纸箱的技术要求中应明确规定。

3.箱装封箱纸

箱装封箱纸以前主要使用牛皮纸、防潮纸、牛皮骨胶纸,现主要使用牛皮纸或双向拉伸

聚丙烯膜为基材,以聚丙烯酸酯类压敏胶为胶粘剂的胶带,外形为卷筒型,宽度为 60mm或72mm两种。粘贴在纸箱上的长度比纸箱横端要各多出 60mm(作粘贴端尾之用)。 封箱粘胶带主要技术指标: (1)低速解卷强度:解卷时易操作,粘胶带不断裂,胶层不转移; (2)持黏性:<3mm; (3)初黏性:≥15mm; (4)180°剥离强度:≥250N/m; (5)拉伸性能:≤20N/10mm; (6)纸破率:100%(胶带轻贴于纸箱上,剥离时,目测纸箱起毛现象); (7)使用温度:-30℃~50℃。 封箱粘胶带外观要求: (1)端面分切整齐,无明显凹陷变形,边沿不得有切口、溢胶; (2)筒芯不得与胶带松离,胶带间无明显缝隙; (3)筒芯不变形,不圆度<3mm; (4)每卷粘胶带开启端必须有分离纸,以便启用; (5)印字粘胶带必须字迹清晰完整,不得糊版、漏字; (6)粘胶带不得有影响质量的异味。

(四)粘合剂

卷烟包装使用的粘合剂,因包装方式和使用的包装材料性质不同而有所区别。卷烟包装

机主要使用糊精、VCA—01胶、聚醋酸乙烯树脂乳胶、聚醋酸乙烯乳胶、乙基乙烯乙酸盐热熔胶、微晶蜡(蜂蜡)。

糊精、VCA—01 胶一般用于横包商标纸包装。聚醋酸乙烯树脂乳胶和聚醋酸乙烯乳胶可根据使用方式调制成不同的含固量和粘度,可适应各种包装机型和小盒商标纸、条包(盒)

纸包装,封签纸的粘贴。乙基乙烯乙酸盐热熔胶根据使用温度和方式的不同,一般用于高速

包装机的小盒商标纸、条盒纸的包装,透明纸与拉带的粘合,封签纸的粘贴,纸箱的封箱。

微晶蜡(蜂蜡)一般用于透明纸与拉带的粘合。

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三、卷烟包装工艺条件

烟支包装的工艺条件,主要包括包装材料的规格与要求,烟支质量要求,车间温湿度条

件及包装设备运行的技术备件。

(一)包装材料的工艺要求

除前面已经介绍的卷烟包装用主要材料的技术指标、规格、印刷与裁切等要求外,包装

材料的含水率也是一个重要因素。纸质包装材料同样有吸湿与解湿特性。当贮存的环境温湿

度变化时,纸质包装材料的含水率随之变化。导致包装材料的抗张强度及伸长率发生变化,

印刷后的纸张出现粘墨现象。不仅影响包装设备的有效作业率,增加包装材料的损耗,对包

装质量的包装成本都有一定影响。 一般的纸质包装材料的含水率要求为: 压延铝箔纸:6%~2%; 镀铝纸:4.5%±1%; 商标纸(单面胶版纸、铜版纸、白卡纸等):<10%; 封签纸(单面胶版纸、铜版纸):<10%; 硬小盒内框卡纸:6%±1%; 条盒纸(白卡纸等):<10%; 纸箱:<13%; 当包装材料的含水率不能达到上述使用要求时,均应将包装材料在一定温湿度条件下经

过一定时间的水分平衡。最常用的办法是将包装材料在周转库中进行水分平衡。

(二)包装烟支质量要求

包装烟支质量直接影响小盒包装质量,同样影响包装设备的有效作业率和包装材料的损

耗。其原因是不合格的烟支在包装过程中将自动剔除;即使不剔除,根据产品质量法的规定,

不合格的产品不能出厂。因此,包装烟支质量的要求是: 1.烟支的质量指标与外观要求均应符合产品质量要求; 2.包装烟支不得错牌,烟支之间不得相互粘连; 3.包装烟支含水率一般为 11.0%~13.0%; 4.烟支方向一致,排列整齐。

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(三)车间温湿度条件

车间空气温湿度条件,对烟支含水率与包装材料的含水率有一定影响,对包装设备的有

效运行也有较大影响。当车间温湿度有较大变化时,自控设备容易失灵。因此,卷接包车间

的空气温湿度需要基本稳定,需要设置空气调节设备。 根据规定,车间夏季温度为 27℃±2℃,冬季温度为 22℃±2℃;车间相对湿度为 60%

±5%。烟支暂存间与包装材料周转库的空气温湿度,与卷接车间的温湿度条件相同。

(四)包装设备运行的技术条件

包装设备除机械传动外,还有气动、液压等机构。包装材料的供给往往利用真空吸力。

因此,包装设备的运行除要求电压稳定外,还需要压缩空气压力稳定,真空度稳定,其流量

满足设备要求。

第三节 卷烟包装原理

卷烟包装过程是要完成烟支从小包到装箱的过程,主要包括:烟支输送,烟组成形与质

量检测,铝纸的输送、切割与成形包装,商标纸的输送上胶、定位与成形包装,封签纸的输

送、上胶与粘贴,小包的输送与烟包质量检测,透明纸小包的成形,硬条盒的包装成形,条

盒外透明纸的包装及装箱等。这里主要介绍卷烟包装各主要环节的基本原理。

一、机组烟支供料

在卷烟包装过程中,首先要将卷接机组生产的烟支输送到包装设备,这是卷烟包装过程

的第一步。

(一)机组烟支供料方式

烟支输送主要采用两种方式,一种是烟支直接输送,一种是烟支装盘后,通过人工或机

械输送烟盘,最后由卸盘机将烟支卸入包装设备。 烟支直接输送,一般采用 S65和 S90烟支储存输送系统,O.S.C高架烟支储存输送器

等,卷接设备生产的烟支,经过输送——缓冲——输送的过程,送入包装设备储烟装置(烟

库)中,此间输送采用了缓冲装置,以缓冲卷接与包装间的物料流量波动,减少不必要的连

动停机,提高生产效率。当包装机因换纸、堵塞或故障停机时,卷接机组输出的烟支可储存

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在缓冲装置中(约 10分钟),而当卷接机组出现停机时,缓冲装置中的烟支还可供应包装机生产一段时间。即:卷接机组→烟支缓冲装置→包装机组,这种缓冲装置采用的是有限缓冲。 烟支通过装卸盘机输送时,一般采用人工将满烟盘装入烟车送至卸盘机后,将满盘卸入

卸盘机,并将空盘再送回卷接机,即卷接机组→装盘机→人工输送→卸盘机→包装机。这种

方式可以根据包装机对烟支的需求量人工控制送烟量,可以称为无限缓冲。现代卷烟企业中

常用的卸盘机有AC6卸盘机(6000型)、NF卸盘机(B1)、317C/D卸盘机(FOCKE350S)、YB15(ZB25机组)等。卸盘机的结构一般包括三大部分,满盘输入装置、烟盘翻转卸烟装置和空盘输出装置。其工作原理较为简单,首先由人工将满烟盘置于输入装置,由输入装置

将满盘送入翻盘装置,翻转 180°,烟支卸入包装机烟库,然后由空盘输出装置将空盘送出,最后由人工取走空盘。可以实现无限缓冲,但浪费大量的人力资源,因此,在大型卷烟企业

中,逐步淘汰这种烟支输送方式。 另外,卷烟企业也可采用以上两种方式的组合来实现烟支输送。比如德国虹霓公司的

COMFLEX,由HCF80装盘机和MAGOMAT80卸盘机及高架输送系统组成。这种方式即可以实现烟支的自动输送,又可以最大限度地缓冲由于卷接机和包装机故障停机而造成的物料

流量波动,减少因烟支积压或欠缺造成的不必要停机,有效提高生产效率。

(二)卷接包联机系统的效率分析

1.串联式系统的效率

在卷接包直接连接系统中,机组系统效率是各个单机效率的乘积。如图 1—1 所示系统的操作效率只有 55.6%。

卷烟机 → 接装机 → 小盒包装机 → 小盒透明纸包装机 → 条烟包装机

90% 85% 85% 95% 90%

系统效率=55.6%

图 1—1 串连式机组的效率

卷烟机 → 接装机 → 小盒包装机 → 小盒透明纸包装机 → 条烟包装机

90% 85% 85% 95% 90% 贮存器 贮存器 贮存器 贮存器 系统效率=85%

图 1—2 具有许多贮存装置机组的系统效率

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卷烟机 → 接装机 → 小盒包装机 → 小盒透明纸包装机 → 条烟包装机 90% 85% 85% 95% 90% 贮存器 效率=76.5% 效率=72.6%

图 1—3 具有贮存装置的机组系统效率

2.具有贮存装置的系统效率

假若在每个单机之间均安装具有足够贮存能力的贮存装置,系统效率将是机组中效率最低单机的效率。如图 1—2 所示系统的机组效率可达到 85%。但每个单机之间如果都设置贮存库,则存在设备安装占用厂房面积较多、设备费用较大及增加设备维修工作量等问题。一

般企业不采用此种联机方式。 假若在卷接机组与包装机组之间,安装一个具有平衡卷接与包装生产能力的装置,即贮

存量满足要求的贮存装置或装卸盘装置,系统的效率则以该两机组中效率较低者为准。如图

1—3所示,系统的效率为 72.6%。绝大多数企业采用这种联机方式。

二、包装成形原理

卷烟小包的包装就是完成烟组成形,铝纸、商标纸的成形及封签的粘贴工作,小包的成

形过程一般有模盒辅助成形,成形方式有两种,模盒外成形(3000型、6000型、B1等)和模盒内成形(GDX1、GDX2等)。在小包成形过程中,要进行大量的检测,并能自动剔除,以保证成形烟包的质量。

(一)烟组成形与质量检测原理

在进行卷烟包装时,首先要形成一个包装单元,即烟支组。一般地,以 20支烟为一个包装单元。20支烟的排列形式通常有两种:7-6-7形式和 7-7-6形式。软盒小包采用 7-6-7形式的烟组,若采用 7-7-6形式,就会导致烟包不方正,而硬盒小包,可以采用 7-6-7形式,也可以采用 7-7-6形式。

1.烟组的成形

烟组成形机构一般包括烟库、推烟板和模盒。烟支输送至烟库后,经搅动辊搅动,经下

烟道落至烟道底部,然后由推烟板推入盛放烟组的模盒,形成包装所需的烟组。烟组形成方

式有两种,一种是一次成形,烟组成形时,可以每次形成一组烟,也可以每次形成多组烟。

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比如 3000型横包机,有一组推烟板每次形成一个烟组,FOCKE350S硬盒包装机有两组推烟板,两组推烟板交替工作,每次形成一组烟,6000型横包机有三组推烟板,每次形成三组烟。另一种是一个烟组分多次形成。比如GDX1型横包机,有三组推烟板,分别推出一个烟排(7支或 6支),分三次形成一个烟组,但对于整台设备而言,推烟板往复运动一次,模盒输送带运行一个模盒位置,完成一组烟的成形。

2.烟组的质量检测

在烟组成形过程中,除了在下烟道处设有光电检测器检测烟支下落情况和缺支检测外,

包装机在烟组成形后均要进行烟组质量检测,检测的内容主要包括:缺支、短支、断支、空

头和掉嘴等,实际上就是比正常烟支短的烟支,缺支是烟支尺寸短至为零的情况。 检测时,通常采用接触式检测器进行两端检测,这种检测器可以看作为一组 20个并联常

闭开关组成的一个组合常闭开关,当有一支烟以上不符合要求时,本开关就不会打开,仍处

于闭合状态,判定为不合格烟组,并由移位寄存器记忆,在后续工序中,进行烟组或烟包剔

除。只有当所有烟支都合格时,本开关才会被打开,认定为合格烟组。

3.烟组传送

烟组成形后,各机型的烟组传送方式不同,比如 6000型横包与烟组成形后,由推烟板推入压缩转盘压缩盒内,在压缩转盘上进行烟组的整理检测后,再由推烟杆推入成形转盘的模

盒,推烟时,两转盘处于停歇状态,推烟杆将烟组完全推入成形转盘模盒后,按原路返回,

直至退出压缩转盘压缩盒后,两转盘才能开始转动。GDX1型横包机的烟组在模盒带上的模盒内成形并进行烟组质量检测后,由推烟杆将烟组推入一号轮(第一转架)的夹烟盒内,在

此过程中,推烟杆的运动为复合运动(移动和摆动),推烟杆前行时,将烟组推入夹烟盒后,

推板不再按原路线返回,而是向上摆动,这时模盒输送带和转架即可开始运行,同时,推杆

返回原处,准备下一个工作循环。这样就缩短了两动作间的交叉时间,提高了设备的工作效

率。

(二)铝箔纸的输送、切割与成形包装

在卷烟包装中所用的内衬纸,一般为铝箔纸,铝箔纸都是以卷筒形式存在的,铝纸卷盘

要经过输送、裁切后,方可进入包装位置。

1.铝箔纸的输送

铝箔纸卷盘是安装在纸圈架的轴上,通过一系列导纸辊的导向,由拉纸辊拉动铝箔纸进

行进给。纸卷盘在安装轴上的轴向位置可调,通过调节,改变烟包顶、底部铝箔纸折页的长

度。铝箔纸在输送过程中设有铝箔纸用量检测和铝箔纸断裂检测,以便提醒操作者更换铝箔

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纸盘和排除故障。纸输送到位后的定位方式一般有两种:夹紧定位和定位板定位。夹紧定位

一般为切前定位,也就是在铝箔纸裁切前先将铝箔纸夹紧,3000型横包机、6000型横包机就采用此种方式。由铝箔纸摆动架向下输送铝箔纸,当铝箔纸送入模盒与大压板之间正确位置

时,大压板将铝箔纸压紧在模盒上,当摆动架向上摆动时,切刀切断铝箔纸。定位板定位一

般为切后定位,铝箔纸经裁切成定长后,输送至定位板进行定位。GDX1型、GDX2型小盒包装机采用此种方式。铝纸先经裁切后,经加速传送(加大与上一张铝纸的距离,防止干涉)

后,送至定位板,当烟组从一号轮向二号轮径向输送时,将铝纸带入二号轮模盒,并折成“匚”

形。在GDX1型横包机采用定位板进行铝箔纸定位时,为防止铝箔纸弯曲,造成铝箔纸与烟组间相对位置不正确,在铝纸输送过程中,切割前,对铝箔纸进行了压痕和折弧,保证铝箔

箔纸的挺括,利于铝箔纸的输送和定位。

2.铝箔纸的切割

卷筒状包装材料均需要进行裁切,在卷烟包装设备中,它们的裁切方式是相同的,一般

采用剪切方式切断。用来切断铝箔纸、透明纸的切刀形式有以下几种: (1)滚压式切纸刀 滚压式切纸刀切纸原理如图 1—4所示。卷筒纸 1展成纸带 4后,由橡胶辊 7将纸带压紧

在下纸辊 6上,下纸辊转动,就使纸带绕着下纸辊与压纸辊 2的中间,随即纸带就由压纸辊压紧在下纸辊上,经两辊的滚压后,继续绕着下纸辊向下运动。当装在压纸辊上的锯齿形刀

3 滚压过纸带时,纸带上就留有一排锯齿孔,纸带并未切断,然后纸带进入两上拉纸辊 5中间,由于拉纸辊的圆周线速度大于纸带下落速度,故纸带迅速被拉断。因为下纸辊 6与压纸辊 2的转速和外圆都是相同的,而下纸辊的圆周长就是所需的下纸尺寸,所以,压纸辊每一转滚压的纸长就是下纸尺寸。 这种形式的切纸刀结构简单,切纸刀容易加工,但切下的纸边毛糙、不平。常用于直式

包装,现已被淘汰。

图 1—4 滚压式切纸刀 图 1—5 滚切式切纸刀

1.卷筒纸 2.压纸辊 3.锯齿形刀 4.纸带 1.固定刀 2.下纸辊 3.卷筒纸 4.导纸辊

5.拉纸辊 6.下纸辊 7.橡胶辊 5.纸带 6.压纸辊 7.滚切刀

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(2)滚切式切纸刀 图 1—5表示了滚切式切纸刀切纸原理。卷筒纸 3经过导纸辊 4,展成纸带 5,然后由压

纸辊 6将纸带压紧在下纸辊 2上,下纸辊转动,就牵引着纸带向下运动。在固定刀 1的刃口处,纸带被转动的滚切刀 7滚动切断。滚切刀 7的刀刃线与其旋转轴线有一定夹角,以形成剪切形式。 因为下纸辊 2与滚切刀 7的转速是相同的,而下纸辊的圆周长就是所需要的下纸尺寸。

所以,滚切刀每一转切断的纸长,就是下纸尺寸。 这种结构的切纸刀切下的纸边光滑、平齐。但活动切刀 7与固定刀 1的装配要求较高,纸质与厚度变化将影响刀的使用寿命。现代

卷烟包装机的透明纸切断均采用滚切式切

刀。 滚切式切刀经过改进,可以形成双滚切

式切刀,也就是将固定切刀 1设计成旋转式,形成两把旋转刀组成的滚切刀组,两刀的旋

转速度不等,且成整数倍关系,以保证两把

刀点是在纸张的输送轨迹上接触,并以剪切

形式切断材料。GDX1型横包机铝箔纸的切断就是采用此种切刀。这种切割方式可以减

小切边斜度,并有利于提高车速。 (3)往复式切纸刀

往复式切纸刀原理如图 1—6所示。卷筒纸 2经过导纸辊 3,展成纸带 4,然后由压纸辊 5将纸带压紧在下纸辊 1上,下纸辊转动,就牵引着纸带向下运动。固定刀 7和活动刀6 两者刀刃组成似剪刀的刃口,当纸带通过刃口时,活动刀的往复运动就将纸带剪断。 因为下纸辊 1每转一周活动刀 6作一次往复运动,而下纸辊的圆周长就是所需要的下纸尺寸,所以活动刀每一次往复运动剪断的纸长就是下纸尺寸。这种切纸刀切下的纸,纸边光

滑、平齐,固定刀 7与活动刀 6的装配要求较高,纸的厚度变化不影响切纸性能,有较大优越性。但切刀切断铝箔纸瞬间,铝箔纸须处于相对静止状态,因此在设计时,使下纸辊 1和压纸辊与整体上下摆动,当铝箔纸切断时送纸辊时(铝箔纸摆动架)向上摆动,拉紧铝箔纸。

3000型、6000型横包机的铝箔纸切断采用往复式切刀。

3.铝箔纸的成形

铝箔纸是卷烟包装的最内层包装材料,在包装前烟组处于松散状态,并且烟支较软,不能直接包装,需要有一个模子,那就是模盒。在铝箔纸成形时,一般采用模盒外成形和模盒

内成形两种形式。模盒外包装就是采用一两端开口的薄板模盒,在模盒外进行铝纸的成形包

图 1-6 往复式切纸刀 1.下纸辊 2.卷筒纸 3.导纸辊 4.纸带

5.压纸辊 6.活动刀 7.固定刀

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装。但要留有烟组入口。模盒内包装则采用两端和侧面开口的模盒,烟组与铝纸紧贴进入模

盒,同时将铝纸折成“匚”形。 在铝箔纸成形时,采用各种折叠器完成铝箔纸烟包各边角的折叠,折叠器可以分为两类:

固定折叠器和活动折叠器。顾名思义,固定折叠器是指在完成折叠任务时,处于静止不动状

态的折叠器,而活动折叠器则是通过运动来完成边角折叠的。一般地,顺着烟包或烟包壳运

行方向,在运动方向上的前方边采用固定折叠器折叠,在运动方向的后方边采用活动折叠器

折叠。因为,要完成一个折叠任务,必须保证有一个烟包与折叠器间的相对运动。为了保证

包装质量,在运动方向上的前方边也可采用活动折叠器折叠,比如,GDX1型横包机在进行烟包顶、底部铝箔纸小角折叠时,各小角虽然是运动方向上的前方边,但都采用了活动折叠

器进行折叠。这里主要是为了防止固定折叠器对烟组的损伤和保证折角的规则(方正)。 铝箔纸的成形过程一般分成“匚”形折叠,筒形折叠和两端折叠三个阶段,各阶段可以

有交叉。“匚”形折叠有两种方式,一种是宽“匚”形(先完成铝箔纸大面的折叠),另一种

是窄“匚”形(先完成小侧面的成形)。在进行筒形折叠时,铝箔纸的搭接缝可以在烟包的大

面上,也可以在烟包的侧面。两端折叠包括顶、底部小角和顶、底部长边的折叠。在进行两

端折叠时,顶部先折小角,再折长边;底部可以先折长边,也可以先折小角。先折长边时,

从烟包中多取的烟支容易放回;而先折小角时,多取的烟支再放回烟包则不易。 另外,在铝箔纸成形过程中设有铝纸有无检测,以便在后续工序中,将无铝箔纸烟包予

以剔除。

(三)商标纸的拾取、输送、上胶、定位与成形包装

1.商标纸的拾取

卷烟包装所用的商标纸一般为预切式商标纸,也就是已经切好的符合规格的商标纸,也

有的设备采用盘状商标纸,国内烟草企业应用较少。预切式商标纸是以堆叠的形式置于纸库

中,要将商标纸送至包装位置,首先要将单张商标纸从纸库内取出,这项工作由商标纸拾取

装置完成。 商标纸拾取装置可采用两种结构,一种是用橡胶拾取辊,一种是用真空吸风辊,两种拾

取方式各有特点(如表 1-19)。 (1)橡胶拾取辊

表 1-19 橡胶拾取辊与真空吸风辊特点比较 结 构

项 目 橡胶拾取辊 真空吸风辊

工作速度 中、低速 高速 稳定性 差 好 对纸要求 高 低 结构 简单 复杂

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运动形式 单一 复合 纸张运动特点 有相对摩擦 无相对摩擦 维修 简单、方便 复杂

如图 1—7为橡胶拾取辊工作原理示意图。商标纸 2装于纸库 1内,3是分离刀,顶住商标纸右端,4 为橡胶拾取辊。当橡胶拾取辊沿逆时针转动时,拾取辊上的橡胶块依靠摩擦力的作用将商标纸从库左端拨出,5为正在拨出的商标纸。 摩擦力 f = μN(μ为摩擦系数,N为正压力),摩擦力的大小与摩擦系数和正压力均成

正比关系。要取出商标纸,就要增大拾取辊与商标纸间的摩擦系数,因此选用摩擦系数较大

的材料橡胶制作拾取辊,同时也可通过在纸库左端放一重物来增大正压力,以保证顺利取纸。

要保证取商标纸时只取一张商标纸,就要减少最底一张商标纸与上一张商标纸间的摩擦力。

设计时,在纸库右端下方设有一分离刀,分离刀的刀尖可以顶穿最底一张商标纸,而顶住上

面的商标纸,从而减小上层商标纸对最底一张商标纸的正压力。

(2)真空吸风辊(如图 1—8) 真空吸风辊也称扇形吸纸辊,通有负压空气,依靠吸风将商标纸从纸库内吸出,并通过转动和移动向下传送。在真空吸风辊吸纸时,同样采用了分离刀 6对商标纸进行分离,只是此分离刀的安装位置和分离原理有所不同,它是通过施加压力使商标纸松散,利于最底一张

商标纸的取出,并阻止上一张商标纸的下移,同时为了保证顺利取出单张商标纸,设置了左、

右分离板 5 和吹风管 4(吹风管实际上是在分离板上的通风孔,图中为了表达清楚,将其分开,并仅画出了左分离板)。当真空吸风辊取下商标纸时,分离板 5在取下的商标纸与上一张商标纸之间自左而右运动,以防止商标纸间的粘连。当取下的商标纸由吸纸辊带动向下运动

时,将在取下的商标纸与上一张商标纸之间形成一定的负压,负压的作用可能会使上一张商

标纸被吸下,因此采用吹风管向两张商标纸间吹风,以消除负压的作用。 真空吸风辊取纸的最大特点是所取商标纸与上一张商标纸间无相对滑动,因此相互间无相对摩擦,这主要是通过吸风辊的复合运动实现的。取纸时,真空吸风辊除了沿逆时方向转

动外,还要沿水平方向向右移,使取下的商标纸与上一张商标纸在各分离点上无相对水平运

动的速度。商标纸是“揭开”而不是“抽出”。

2.商标纸的输送、上胶与定位

从纸库内取出的商标纸由商标纸输送装置进行输送,并在输送过程中进行上胶,最后送

至正确包装位置。 商标纸的输送一般采用链输送和辊输送两种方式。链输送用两条输送链对商标纸进行输

送,一般用于水平输送;而辊输送则采用一系列输送辊进行商标纸的输送,可用于水平输送,

也可用于垂直输送或斜向输送。两种输送方式的最后环节,均为加速传送,以防止商标纸的

阻滞和前后商标纸间相互干涉。 在商标纸输送过程中,完成商标纸的上胶任务,商标纸的上胶位置有两个,侧面和底部。

在进行侧面和底部上胶时,分别采用相应的上胶器,上胶时要保证上胶量和上胶位置准确。

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商标纸最终输送至包装位置进行定位,商标纸的定位一般采用定位板定位,在 6000 型横包机中,商标纸水平输送,商标纸向里输送的位置是由终端挡块确定的,而横向位置则由

输送导轨的横向位置确定。GDX1型横包机商标纸采用垂直输送方式,商标纸向下输送到位的位置由定位板确定,而其前后位置由移位推杆最终确定。

3.商标纸的成形包装

商标纸的成形包装相对铝箔纸成形来说简单一些,其成形方式与铝箔纸成形方式相似。

有所不同的是商标纸只折底部而无顶部折叠。底部折叠必须先折小角,再折长边;侧面折缝

位置可有两种,一是折缝位置在大面(3000 型、6000 型),二是折缝位置在小侧面(GDX1型横包机)。折缝位置在大面时,所用商标纸底部需切角。

(四)封签纸的拾取、输送、上胶、定位与粘贴

1.封签纸的拾取

封签纸一般以堆叠形式置于纸库,在封签粘贴前首先将封签从纸库内取出。由于封签尺

寸小,重量轻,纸质薄,因此取纸时不再应用橡胶拾取辊的拨纸方式,而采用吸风吸取。吸

风吸取封签的方式有两种:吸风嘴吸取和真空吸风

辊吸取。3000型、6000型横包机采用吸风嘴吸取封签,吸风嘴由凸轮控制上、下摆动,向上摆动时,

从纸库内吸封签,向下摆动时,将封签送至拾取轮。

GDX1型横包机吸取封签采用真空吸风辊,其工作原理与商标纸取纸的真空吸风辊相似。

2.封签纸的输送上胶与定位

采用吸风嘴吸取封签(6000)时,由吸风嘴吸

图 1—9 叉形吸纸器 1.封签 2. 叉形吸纸器 3. 旋转轴

图 1—7 橡胶拾取辊工作原理示意图 图 1—8 真空吸风辊工作原理示意图

1.纸库 2、5.商标纸 3.分离刀 1.商标纸 2.纸库 3.真空吸风辊

4.橡胶拾取辊 4.左吹风管 5.左分离板 6.分离刀

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取的封签,送至拾取轮的夹持指爪,由夹持指爪夹紧封签后,沿逆时针方向转动,在转动过

程中,经由上胶器上胶后,送至烟包顶部,封签与烟包的相对位置,由推烟板与拾取轮的同

步关系决定。由真空吸风辊拾取的封签(GDX1)经输送辊输送,并在输送过程中上胶,上胶后送至移动式定位架,最后经叉形吸纸器吸取后转位 90°送到包装位置。

3.封签的粘贴

封签粘贴方式有两种,一种是主动粘贴,一种是被动粘贴。主动粘贴采用折叠器分别完

成两翼折叠。如 6000型横包机,当封签置于烟包顶部时,封签迅速被释放,同时吹风管向烟包顶部吹风,将封签前翼吹下,并贴于烟包上;当烟包由推烟板推送至占据前一包烟位置时,

由折叠器折下封签后翼,完成封签粘贴任务。被动粘贴是封签是固定不动的,利用烟包的运

行完成封签的折叠。如GDX1型横包机,封签是由叉形吸纸器转送到位的,而叉形吸纸器中间开一个槽(如图 1—9),槽的宽度正好等于烟包厚度,当推烟杆推送烟包经过叉形吸纸器的槽时,封签顺势贴于烟包顶部。这种方式原理简单,封签粘贴位置准确,在封签粘贴质量

上大大优于第一种方式。

(五)烟包输送、烟包质量检测及剔除

烟包在包装通道内进行输送时,可以采用推板推送和皮带输送等形式。比如在 6000 型横包机中,进入第一通道的烟包由推板推送,经螺旋通道烟包直立后,又由皮带输送使烟包

分离,最后积存在第一通道末端,这样有利于对烟包输送速度的检测,控制封签装置运行速

度,第一通道末端的烟包,经纵向推板和横向推板输送,送至第二通道,封签后经螺旋通道

翻转 90°后送入下漩机。在此过程中,6000 型横包机在第二通道设置了有无封签、封签粘贴是否牢固和底部粘结质量等检测,对相应烟包进行剔除。

GDX1型横包机的烟包输送主要包括各转盘间的烟包交接和烟包输出传送。在各转架间及转架与输出通道间烟包交接过程中,均采用了推烟杆与接烟杆配合的方式,就是在一个转

架推出烟包时,接纳烟包的转架或通道,从对面伸出一接烟杆,以夹持烟包运动,以保证烟

包的运行稳定和烟包包装质量。烟包在输出通道内运行时,除了采用推包器将烟包推入输出

通道外,在通道两侧设有步进平送带,夹持烟包运行,以防止烟包因推板推送在较长通道内

运行由摩擦力造成烟包挤压而变形,同时保证烟包的正确位置,有利于烟包的检测和最后转

运。为了保证烟包的外观质量。输出通道底板设有烙铁对烟包进行烘干,上部设有拍压板,

对烟包进行拍压整形。在输出通道后段的上方和内、外两侧分别设有接近开关和光电开关(色

差式),检测铝箔纸的有无和商标纸、封签纸的有无,并发出信号在小盒转运至连接通道时,

剔除不合格烟包。剔除器采用了活动窗口,当有信号发出指示烟包为不合格烟包时,窗口打

开,在拨小盒机构拨动烟包运动时,烟包靠自身运动惯性甩出。

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(六)小盒透明纸包装

透明纸小包机是完成小包外透明纸的包装,其工作主要包括:透明纸的输送、拉线的输

送、透明纸与拉线的组合与切割,烟包的输送、透明纸的成形及透明纸的热封等。 透明纸盘和拉线带盘安装在纸圈架上,经过一系列导纸辊后在一对辊子间进行组合粘

结,此前拉线应事先上胶(若用带胶拉线不用上胶),组合后进行切割。切割过程分两步进行,

先进行拉线切割,再进行透明纸切割。拉线切断时,采用的是“凵”形刀,透明纸切断时采

用直线形切刀,“凵”形刀切断后,直线形切刀要在相应部位切断透明纸,并且不能切掉已切

好的“凵”形凸出部分,因此直线形切刀应有一缺口,以避开拉线位置,并要保证两刀的同

步关系,确保切割位置准确。 透明纸经切割后送至包装位置,当烟包经过时,烟包撞在透明纸上,并顺势包拢在烟包

上,将透明纸折成“凵“形,然后完成烟包顶、底部小角及侧面的折叠与热封,最后完成顶、

底部长边折叠与热封。

(七)条盒的成形包装

现代卷烟企业中,条包均采用硬条盒包装,条盒包装过程主要包括:条盒纸的吸取、输

送、上胶、定位,烟包的输送、堆叠及条盒的成形和烘干。 条盒纸置于纸库中,由真空吸盘或扇形吸纸轮从纸库内吸取条盒纸后,将条盒纸送至送

纸辊,由送纸辊将条盒纸向下输送到包装位置,并由定位板定位。真空吸盘是一通有负压空

气的橡胶吸嘴,吸取条盒纸后通过摆动将条盒纸取出并送至送纸辊(如 3C—154硬条盒包装机);扇形吸纸辊的工作原理同商标纸、封签纸拾取所用的真空吸风辊,也是吸取后通过转动

和移动过程取出条盒纸,并送至送纸辊对(PACK(CT))。取出的条盒纸通过辊输送送至定位板定位,并检测条盒纸到位情况。条盒纸的上胶可以在条盒纸输送过程中进行,也可以在条

盒折叠成形过程中进行。PACK(CT)型硬条盒包装机采用前种形式,而 3C—154 硬条盒包装机则采用后一种形式。 烟包由小包透明纸包装机送入输入通道后,首先经过堆叠形成“二五平式”排列,即五

包平列,上下两层。堆叠时,可以先形成五包一列,也可以形成上下两包叠放。最终达到包

装要求。二五平式排列的十包,在推板的推送下,经过条盒纸定位位置时,首先将条盒纸折

成“匚”形,然后依次进行两端前角折叠,两长边折叠、两端下侧短边折叠(欧式则折两端

后方小角)、两端上短边折叠,最后进行条盒烘干后输出,在进入输出通道前可以进行缺包检

测,并对不合格条盒进行剔除。条盒的成形也可采用转盘成形,如 FOCKE350S 机组中的08BOW包装机。

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(八)条盒透明纸的成形包装

条盒外透明纸的包装包括:透明纸的输送、切割、定位和成形包装及热封等。 透明纸的输送主要通过一系列导纸辊和拉纸辊实现,若有拉线,还需有拉线输送和组合装置,透明纸的切割采用滚切式切刀以剪切形式切断(若有拉线,需经两次切割)。切断后的

透明纸经过平送送至条盒上方,以备包装。在条盒外透明纸包装机的工作中,原辅材料,半

成品的工作平面不同,比如 T20条外透明纸包装机有三个工作面:条盒输入工作面、透明纸输入工作面和输出折叠通道工作面;而OW(CV)型条外透明纸包装机则有四个工作面:条盒输入工作面、透明纸输入工作面、折叠通道工作和输出通道工作面。因此,在折叠方式上,

两种机型也有所不同。不同点主要在于端部上边的折叠,T20 是在输出折叠通道中完成的,而OW(CV)则是在第二次顶升过程中完成的。具体折叠过程见图 1—10。透明纸输送到位后,由顶升板对条盒进行顶升,在顶升过程中,将透明纸折成“冂”形,然后由推烟器对条烟进

行水平推送,在送入折叠通道过程中完成条盒两端前方小角,下长边以及两端后方小角及长

边的折叠,进行长边热封后,通过通道上的固定折叠器折端部下边(T20 依次折端部下、上短边后进行热封),再进行第二次顶升,在顶升过程中完成端部上边的折叠,最后进行热封即

可。

图 1—10 条外透明纸包装过程框图

(九)装箱

卷烟成品一般以箱装形式出厂,装箱过程可由人工完成,也可由机械完成。采用装箱设

备进行装箱时,整个装箱过程可以分为三个阶段:烟条输送、烟条收集和烟条装箱。 烟条输送由条烟输送机来实现,如果要实现高空立体输送(高空立体输送有利于车间布

局,充分利用车间空间),首先要利用条烟提升机将烟条提升到一定高度。条烟输送机能将一

台或多台条包机与装封箱机相连,实现条烟的平面输送和立体多方位输送。结构以皮带输送

为主较为简单。输送机的主要形式有单道输送、两道输送、四道输送、六道输送及单道转弯

机构输送、多道转弯机构输送、单道 C型滑道输送、多道 C型滑道输送等。

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烟条收集是采用横向收集机,将由输送机单道或多道纵向送来的烟条进行收集整理,并

将其沿横向并排推出,以利于装封箱机将条烟排堆垛并送入纸箱。 烟条的装箱由装封箱机完成。装封箱机主要包括横向输入装置、堆垛装置、纸箱输入和

整形装置、纸箱扩口装置、入箱推进装置、折叠装置、封箱装置和输出装置等组成。由横向

收集机送来的烟条,由横向输入装置以五条为单位进行横向输入,然后由堆垛装置堆集成 5×10条的单位垛,再由入箱推进装置将一个单位垛烟条推入到已经输送到位并经整形处理和扩口的纸箱内,进行折叠后封箱,封箱可以采用热熔胶封箱、胶带封箱和组合封箱等形式。

封箱后由输出装置将盛满烟条的烟箱推出并经检验后入库。

三、国内主要卷烟包装机组各单机工艺流程

(一)GDX1小盒包装机工艺流程

GDX1型软盒包装机工艺流程见图 1-11。原辅材料供给路线有四条,即烟支、铝箔纸、

商标纸和封签纸的供给。包装则由一号轮——烟支交接,二号轮——铝箔纸包装、三号轮——

商标纸部分包装、四号轮——商标纸部分包装和烟包烘干来完成。封签粘贴在烟包输送过程

中完成,最后在烟包辅出通道对成品进行烘千,质量检测后输出。

图 1-11 GDX1型工艺流程框图

GDX1型软盒包装机运用 4个包装轮的间歇回转运动来实现铝箔纸和商标纸的包装,这是

该机的主要特点,其包装原理见图 1-12。

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图 1-12 GDX1型原理图

1.烟支模盒成形 2.模盒输送带 3.烟支交换轮

4.铝箔纸包装轮 5.商标纸包装轮 6.4号轮

7.贴封签 8.输出通道 9.烟包输出轮

人工把盛满烟支的烟盘放入 YBl5型卸盘机的烟盘输送链的托盘上。当烟库中烟支低于料

位控制的最低水平时,光电检测器发出进料信号,YBl5型卸盘机的翻盘器翻转 180°。翻盘

器内有空、满盘各一个,满烟盘翻到烟库上方,翻盘器的上盖板在槽凸轮的控制下自动打开,

烟支靠自重下落到 YB26型软盒包装机的烟库内。如包装机组中不配 YBl5型卸盘机,则可选

用任一卷接包生产线上烟支储存输送系统,并通过特殊烟库向 GDX1型软盒包装机提供烟支。

烟支进入烟库后分别进入三组下烟通道,三组通道分别有 7-6-7共 20个下烟通道。由第

一推进器的一组三个推烟排分三层把烟支推入模盒。烟支按 7-6-7排列进入模盒成形后,

被同步输送带送至图 1-13中 P的位置,由第二推进器的推杆把模盒中 20支烟支组成的烟组

一次推入烟支交接轮——号轮。一号轮逆时针转动 180°后把这 20支烟连同到位的铝箔纸推

入铝箔纸包装轮——二号轮,二号轮的跟随板紧贴着铝箔纸,和一号轮推烟板夹住烟组进入

包装槽进行铝箔纸包装,二号轮顺时针转动 180°后完成铝箔纸长边、折角、短边的包装。

预切式商标纸(平张纸)由扇形吸风轮从商标纸库中吸下后,在向下输送过程中由上胶轮

把胶水均匀涂在需上胶的部位,商标纸落至二号轮和商标纸包装轮——三号轮之间。此时,

横向推杆的三个推爪将商标纸整体向机身方向推移 7mm 。目的是定位精确和避免商标纸上胶

部位在下落过程中和导条等平面接触),二号轮的推烟板和三号轮的跟随板夹住商标纸同完成

铝箔纸包裹的烟包进入三号轮的包装槽中,进行商标纸三条长边和第一折角包装。三号轮逆

时针转动 180°后完成商标纸的第四长边折叠。三号轮的推烟板和四号轮的跟随板将烟包夹

住推入四号轮的包装槽中,包装另一折角和短边,以完成商标纸全部包裹动作。四号轮顺时

针转动 270°后,经干燥的烟包被四号轮的垂直推杆向上垂直推出,这样烟包被推升了一个

高度,进入贴封签纸部位。

预切式封签纸被扇形吸风轮从封签纸库中吸下后上胶并被输送至封签下纸基准内,由又

形板将竖直的封签纸转 90°横向停在烟包前面,此时侧立着的烟包顶着封签纸被推向前。前

方的随动杆跟随着封签纸和烟包后退,在通过封签叉形板过程中完成贴封签动作,烟包在被

横向推入输出通道 8处便在一包挨着一包通过的同时,其商标纸、封签纸被子燥。在到达烟

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包输出轮后,由环形输送带将烟包快速送至下游机 YB66 型盒外透明纸包装机进行透明纸包

装。

下面具体分析烟支模盒成形、铝箔纸包装、商标纸包装、贴封签和烟包输出的过程。

1.烟支模盒成形

烟支模盒成形过程见图 1—13。

在烟库中,由于两菱形回转块摆动和 23个烟支搅动辊的搓动作用,烟支靠自重逐渐下落,

并分别进入三组下烟通道。

图 1—13烟支模盒成形

烟库三组下烟通道分别有 7-6-7共 20条下烟槽,其中第三通道最底层的一排烟(见图

1—13烟库中 3),比第二通道最底层一排烟要高出 7mm,因而第三通道推出的烟支处于模盒

最高一层。第二通道最底层烟支也比第一通道最底层烟支高出 7mm,被推出的烟支处于模盒

中间一层。当第一推进器一组推烟排将三组下烟通道最底层的 20支烟支推入模盒输送带的模

盒 a、c、e三个模盒时,a位置的模盒仅有一层 7支烟支,c位置的模盒就有了两层共 13支

烟支(其下层烟支由上一个推烟动作完成后向前移动过来的,d位置情况相同),e位置的模盒

则有了三层共 20支烟支。这样结构的推烟方式使下烟通道每次只推出最底层的一排烟,下烟

通道烟支下落数量少,下落距离短,下落稳定,故障少,能满足高速包装的需要。

在 a到 e位置的模盒缺口的上方,有一块随动板,该随动板是三层阶梯形式,作往复搓

动。a、b位置模盒中的烟支被随动板子整第一层烟支,以便第二通道推来的 6支烟排在模盒

的第二层;c、d位置模盒中的烟支枝随动板平整第二层烟支,便于第三层烟支的推入;在 e

位置的模盒,随动板子整第三层烟支以完成 7-6-7共 20支烟支的模盒成形。剔除机构在 f

位置将含有缺少烟支、无滤嘴烟支和排列不整齐的烟支整组从模盒中剔除。

模盒的特殊结构使烟支既可分三层推入、成形后整组推出,又可在运转过程中保持模盒

清洁(模盒运转至同步输送带的下方时,盒内残留烟丝将靠自重下落至废料盒上)。

在模盒输送带上均布着 40个高分子材料制成的模盒,输送带由花键轴带动作步进式间歇

前进。

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2.铝箔纸包装

卷筒铝箔纸经定长裁切后再经刻痕轮和压 R 轮的作用,在铝箔纸的纵向形成两条宽约

0.5mm的刻疽和两条 R形压痕,目的是使铝箔纸挺括而不发生弯曲,下落到包装位置时始终

保持同一精确位置。当铝箔纸落至二号轮和一号轮中间规定位置时,受到一号轮推烟板向前

推送的 20支烟推动和二号轮的跟随板的夹送,进入二号轮水平包装槽中进行包装。铝箔纸包

装过程剖析如图 1—14。

图 1—14 铝箔纸包装过程剖析

a:铝箔纸下落定位;

b、c:模盒成形后的烟支按箭头方向带着铝箔纸进入包装轮的包装槽内,即完成“U”

形包装和第一、第二长边 c的折边:

d:第一折角器折叠两个折角 d;

c: 包装轮转动,自动折叠第三长边 c’的折边;

e:铲边器完成第四长边 e的折边;

f:第二折角器折叠另两个折角 f;

g: 短边折叠器折叠两个下短边 s;

h:短边折叠器折叠两个上短边 h。

3.商标纸包装

预切式商标纸上胶后落至二号轮和三号轮中间,到位后向里横向移动 7mm。由二号轮推烟

板将裹着铝箔纸的烟包带着商标纸推入三号轮包装槽(此时三号轮的跟随板随着商标纸同步

后退)。其包装过程剖析见图 1—15。

图 1—15 商标纸包装过程剖析

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a、b:烟包带着商标纸被推入三号轮水平包装槽,商标纸完成“n”形包装和第一、二

长边 b的折边;

c:包装轮内侧包装槽旁 8对滚子在烟包进入包装槽的同时自动折叠里端第一折角 ci

d:铲边器铲起商标纸完成第三长边 d的折边:

e:三号轮旋转,旋转过程中完成第四长边 e的折边;

f:烟包进入四号轮,推进过程中滚子完成第二折角 f的折叠;

h:四号轮折边器折叠商标纸短边 s,h。

4.贴封签

受真空分配盘控制的吸封签轮从封签纸库中吸下一张封签纸后,封签纸紧贴在该轮上,

边 随吸封签轮逆时针转动,边向右移动。到位后,真空吸风关闭,封签纸从封签轮上被释放,

由 第一导纸轮带动,如图 1-6所示,经压纸轮导向作 90°转向后向下输送。由上胶轮在封

签纸 纵向的两边上胶,经第二、三导纸轮向下输送至下纸基准盒。到位后的封签纸披封签叉

形板的 真空吸风口吸住彩印一面,叉形板作 90°摆动,使纵向的封签纸转向,横向位于烟

包通道中间。

见图 1—16,当烟包被推出时,带着上胶的封签纸穿过叉形板后即完成贴封签动作,并进

入输 出通道干燥,烟包一包挨着一包前进,使贴好的封签纸定型和干燥。

图 1—16 封签纸下纸

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5.烟包输出

完成铝箔纸、商标纸和封签纸包装的烟包,在烟包输出通道缓慢地步进通过电热烘干板,

使在三号轮上胶粘结的商标纸第三、四长边能够及时予以烘干,同时由于烟包是一包挨一包

的,在四号轮出口处贴完的封签纸也能及时定型、干燥。当烟包到达烟包输出轮处,见图

1—17,对烟包质量进行最后成品检验,将无铝箔纸、无商标纸、无封签的烟包通过剔除杆 2

予以剔除,而合格的烟包则通过输出轮送向机组烟包通道,输送到下游机进行盒外透明纸包

装及条盒、条盒透明纸包装。

图 1—17 烟包输出轮

(二)GDX2小盒包装机包装工艺流程

X2包装机主传送由八只作间歇同步转动的包装转盘完成,图 1-18是该机的包装工艺

路线图,其包装过程可分为以下几个阶段:

图 1-18 GDX2包装工艺路线图

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1.烟支定量供送

有八个工位,标号A-H,由模盒输送带传送。按7-6-7排列方式包装 20支烟时;

使用B、D、F三个工位,分三次装满一只成形模盒,其中在B工位装入最底层7支,D工

位装入中间层6支,F工位装入顶层7支。

2.烟支检测与剔除

有7个工位,标号1-7,由模盒输送带传送。1、2、3工位上分别检测模盒内烟支

是否排列整齐,是否有缺支、空头和无滤嘴烟支;4号工位剔除不合要求的整组烟支;5号

工位,空袋检测,即检测模盒内是否有烟支,并将空袋检测信息送控制系统储存,记忆下空

袋模盒的位置,进行停供包装材料控制;7号工位,整组烟支由模盘输送带传送到1号轮上。

3.铝箔纸包装

有9个工位,标号8—16,由Ⅱ号轮和Ⅲ号轮传送。8号工位,铝箔纸输入工位,在

此检测铝箔纸是否到位;同时将Ⅰ号轮上的整组烟支传送到Ⅱ号轮,使铝箔纸成“U”形裹包

烟支;9—11号工位,完成铝箔纸各边折叠;12号工位,包装铝箔纸的烟包输出Ⅱ号轮,

进人Ⅲ号轮成形槽,同时检测输出过程是否有烟包堵塞及烟包上是否有铝箔纸;13-15

号工位,在Ⅲ号轮上传送烟包;16号工位,烟包由Ⅲ号轮进入Ⅳ号轮。

4.硬衬纸框成形

有7个工位,标号为 14’、15’和 16-20,由IV号轮传送。在14’号工位;将已切

好的硬衬纸片输人IV号轮,并压制成倒“U”形;在 15’号工位;检测成形框内硬衬纸是

否到位;在16号工位,包装铝箔纸的烟包叠压在硬衬纸框上;17-19号工位,传送工

位;20号工位,套有硬材纸框的烟包被输出IV号轮。

5.商标纸包装

商标纸包装有7个工位,标号20-26,由V号轮传送。在20号工位,包装有铝箔

纸和硬衬纸框的烟包携商标纸进入V号轮成形槽,同时完成:a)顶盖A面行边,侧边Ⅰ(Ⅰ’)

折叠;b)侧面L(L’)折叠;C)前面八折面的预折叠;d)商标纸到位检测;21号工位,

完成上、下折角H(H’)和M(M’)面折叠;22-25工位,完成 a)底部E面折叠,

b)顶盖C、 B而折叠,C)正面 F面折叠;26号工位,烟包输出V号轮,同时完成外侧

N(N’)面折叠,至此,商标纸裹包全部完成。

6.成形检测及位置调整

有七个工位,标号 26—32,由Ⅳ号轮传送。由V号轮输出的烟包在 26号工位进人VI

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号轮前已完成了商标纸全部包装,经过VI号轮的7个工位,调整烟包的位置状态,为烟包

进入干燥定形轮作准备。同时,在27号工位,对烟包成形质量进行检测。

7.干燥定形

有27个工位,标号32-58,由Ⅵ号轮传送。烟包在32号工位进入Ⅶ号轮定形槽

中,然后,经过27个工位的延时和加热干燥,使涂胶部位粘牢,防止烟包开胶变形。

8.烟包输出

有5个工位,标号58-62,由Ⅷ号轮传送、烟包在Ⅶ号轮上经过加热干燥后,在5

8号工位直接进入Ⅷ号轮,经过60号工位,剔除包装不合格的烟包后,合格的烟包在62

号工位输出Ⅷ号轮,进入输出通道。在输出通道内,烟包呈侧立状,堆叠前进,在通道出口

处,可以根据下游机的要求,调整烟包输出X2机外时的状态。

(三)BE小盒包装机的工艺流程

BE小盒包装机的工艺流程见图 1—19。

图 1—19 BE小包机工艺流程

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1.烟支输入 2、烟支输入转塔 3、压缩转塔 4、包装转塔 5、顶部折叠转塔

6、干燥转塔 I 7、干燥转塔 II 8、铝纸供给装置 9、商标纸供给装置

10、封签供给装置 11、烟包输出

由卸盘机或其他机构(如卷烟机或其他烟支储备机构)提供的烟支,用平皮带输入给本

机,烟支的过滤咀端向外(对着操作者)。皮带输送烟支的速度,与包装速度相适应,使烟支

既不产生堆积,又不产生断缺。烟支在烟库中分成两部分,由两组推烟排各将 20支烟推入输

入转塔的两个盒模中,成为两个烟支组。每个烟支组在经过烟库的理烟器时,被整理成三层,

成七―六―七排列。

在输入转塔 2中,对每支烟的两端进行质量检测,凡含有不合格烟支(如断支、缺支、

无滤咀、空头等)的烟支组,在输入转塔中被剔除到机器之外,控制系统记下被剔除的烟支

组的位置,在以后的包装过程中,将不为此位置提供铝箔纸,商标纸和封签。

压缩转塔 3的盒模内腔尺寸是可以变化的,在进烟位置上盒模内腔尺寸最大,可以使烟

支组顺利进入盒模中。在随转塔转动时,盒模内腔尺寸逐渐变小,使烟支组被压缩。烟支组

在压缩转塔中被压缩到理论尺寸的 93%。

包装转塔 4上均匀地安装有二十个盒模,盒模由薄钢板作成,其外表尺寸与烟支组的理

论尺寸相同,内部尺寸与被压缩转塔 3压缩的烟支组的尺寸相同。在包装转塔 4的右上方有

铝箔纸供给装置 8,它将铝箔纸间歇地向下输送,在输送的间歇时间内铝箔纸被切成固定长

度(烟包所需要的长度),并送入包装转塔。在包装转塔 4的左上方有商标纸供给装置 9,它

将商标纸从商标纸库中一张一张地取出,并输送给包装转塔,在输送过程中,商标纸被涂上

胶液。

在包装转塔 4中,首先将铝箔纸输送到盒模的外面,并被紧紧包裹在盒模的外面,然后

将铝箔纸底部折叠好。之后,商标纸被输送到铝箔纸的外面,并被紧紧包裹在铝箔纸的外面,

然后将商标纸底部折叠好。铝箔纸的接缝虽然都在烟盒的同一侧,但位置不相同,铝箔纸的

接缝在烟盒大面的中央,而商标纸的接缝则接近烟盒的棱边。

在顶部折叠转塔 5上,烟盒顶部的铝箔纸被折叠好。

在干燥转塔 I中,烟盒底部被电烙铁加热,使胶液干燥,将烟包底部粘贴牢固。电烙铁

由二个气缸带动,可以进和退。当机器工作时,气缸将电烙铁向前推进,使电烙铁紧贴在烟

包底部,给烟包底部加热,烘干烟包。当机器停止工作时,电烙铁退离烟包,避免烤焦烟包。

在干燥转塔的左侧,在封签供给装置 10,它将封签一张一张地从封签库中取出,并被输

送到干燥转塔 I和干燥转塔 II的中间,在输送过程中,封签被涂上胶液。

当烟包在从干燥转塔 I向干燥转塔 II输送时,封签刚好被送到烟包顶部的中央。在烟包向

前推进的过程中,封签被粘贴在烟盒顶部的中央。烟包在干燥转型塔 II中,停留的时间较长,

它要 随转塔转过 5/6周,在这段时间内,烟包侧面和封签上的胶液得到干燥。

在整修包装过程中,凡是不符合包装要求的烟包,在干燥转塔 II中将被剔除到机器之外。

成品烟包被送到烟包输送皮带上。

烟支组成或烟包在各转塔之间的传递都是靠相应部位上的推杆进行的。

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(四)FOCKE350小盒包装机包装工艺流程

图 1-20 是350s包装机的工艺路线图。该机采用水平部置的多段圆弧和直线进行组

合的工艺路线。包装进料线共有四条:1)来自机外的烟支2经料斗1下落后;由往复式推

料器定量推人烟支整理转盘3的模盒内;2)安装在盘架上的铝箔纸卷带6由供送装置输出,

切割成定长后自上而下进人包装区,与已排列的烟支组相遇;3)由硬材纸卷带5输出的硬

衬纸,裁切成规定形状后,沿水平方向进人包装区后与已裹包铝箔纸的烟包4相遇,并在第

一段水平成形轨道内完成铝箔纸包装;4)来自料斗8中的商标纸7由取统机构取出,经涂

胶后,自上而下进入商标纸成形转盘9的成形槽内,进行商标纸包装成形。在第二段水平成

形轨道内最后完成商标纸两侧翼的折叠后,已包装成形的烟包进人烘干转盘10进行干燥定

型,最后由输出转盘11输送到下游机完成后续包装工艺过程。

烟支及包装材料在包装成形区内的传送由四个间歇转盘和两个链式推进器完成。包装成

形过程可分为以下四个阶段:

1.铝箔纸包装

铝箔纸裹包采用直包方式,其包装成形在第一段水平成形轨道内完成。由烟支整理转盘

输出的烟支组进人第一段水平成形轨道的通道后,由该通道内的一个链式推进器向前推进,

在途中与铝箔纸相遇后,铝箔纸先成“U”形包裹在烟支外,并在进人商标纸成形盘前完成

两侧边和顶部折叠。

2.硬衬纸输入与折叠

已裁切的硬村纸沿水平方向进入第一水平成形轨道后;由链式推进器携已裹包铝箔纸的

烟包一起被推人商标纸包装转盘的成形槽内,并在此工位被折叠。

3.商标纸包装

商标纸折叠成形在一个水平的成形转盘和第二水平成形轨道上完成。如图 1一 21所示,

水平的商标纸成形转盘共有 8个成形槽,商标纸在1号工位进入成形转盘,并在此工位进行

底边M(M,)、底面E、内侧边L(L,)、顶盖侧边1(I,)ps和11(H,)的预折叠;

在2号工位,顶盖折边AM压折到顶盖面B的内侧面上;在3号工位;已包装铝箔纸并携带

有硬材纸框的烟包进人成形槽中;在4号和5号工位,完成顶盖侧边H(H’)折叠;在6号

和约号工位,完成顶盖BW及侧边G(G’)和正面F折叠,并在7号工位输出成形转金进入

第二水平成形轨道的通道。已裹包商标纸的烟包在第二水平成形通道内由另一个链式推进器

向前推送,侧面经涂胶后,在第二水平成形通道内,完成最后两个侧固。N(N’)和盖侧面

1(l’)折叠,至此商标纸折叠工作全部完成。

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4.小盒烘干与输出

已包装好的烟包,由第二水平成形通道输出后,经过一个传送转盘被送入到作间歇转动

的烘干转盘的成形槽内;经过一定时间的加热烘干后,定型的烟包由干燥成型转盘输出,进

人烟包输出通道。

图 1-20 350S包装机的工艺路线图

1.料斗 2.烟交 3.烟交整理转盘 4.裹包铝箔纸的烟包 5.硬材纸卷带

6.铝箔纸卷带 7商标纸 8.商标纸料斗 9商标好成形转盘

10.烘干转盘 11.输出转盘

a)商标纸包装折边 b)成形转盘

图 1-21商标纸包装原理

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(五)6000型横包机工艺流程和工作原理

6000型横包机的工艺流程见图 1-22和图 1-23。

图 1-22 6000横包机工艺流程框图

图 1-22工艺流程框图,主要是从文字上描述整个机器的工艺流程;图 1-23是其工艺

流程图,主要是从图象上描述整个机器的工艺流程两者既有各自的特点,又是相互联系的,

工艺流程框图具有解释工艺流程图的作用,而工艺流程图又直观地体现了工艺流程框图的叙

述。

由图 1-22、1-23 可知,6000 横包机的原辅材料进给路线有四条,即烟支、铝箔纸圈、

商标纸、封签。首先,烟支经排列、压缩和排齐;铝箔纸圈经切割后,以成形盒为基准,制

成开口的纸壳;堆叠商标纸经分离和涂胶后,也以成形盒(带铝箔纸壳)为基准制成开口的

纸壳。然后,堆叠封签经分离和涂胶后,贴在末封口的烟包顶部上,经折翼完成烟包的封口。

最终,成品烟包被输出。

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图 1-23 6000型横包机工艺流程图

由图 1-22、1-23 可知,6000 横包机的原辅材料进给路线有四条,即烟支、铝箔纸圈、

商标纸、封签。首先,烟支经排列、压缩和排齐;铝箔纸圈经切割后,以成形盒为基准,制

成开口的纸壳;堆叠商标纸经分离和涂胶后,也以成形盒(带铝箔纸壳)为基准制成开口的

纸壳。然后,堆叠封签经分离和涂胶后,贴在末封口的烟包顶部上,经折翼完成烟包的封口。

最终,成品烟包被输出。

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第四节 卷烟包装相关技术理论

一、组合机构与机构组合

(一)机构的组合

单一的机构只能满足有限的运动要求,为了实现预定的机械功能,或者改善机械的特性,

往往用几个基本机构及其变异机构通过适当方式组

合起来实现。通过机构的组合,可以获得不同的运

动和动力特性,以满足不同的工作需要。机构的组

合方式可以归纳为四类:串联组合、并联组合、封

闭式组合和装载式组合。

1.机构的串联组合

机构的串联组合是指前后几个机构依次联接的组合方式。根据串接构件的不同,又可以分为构件

固结式串联组合和轨迹点串联组合两种。 构件固结式串联组合又称一般串联组合,是指后一级机构串联在前一级机构的一个与机

架相连的构件(连架杆)上的组合方式。若干个单自由度的基本机构及其变异机构可以由前

一个机构的输出构件与后一个机构的输入构件固接,形成串联组合机构。如图 1—24为一个四杆机构和一个凸轮机构的组合及机构组合示意图,构件 1、2、3、4组成一个曲柄滑块机构,构件 3和 5又组成一个凸轮机构,四杆机构的输出构件滑块 3恰好是凸轮机构的输入构件凸轮。因此,本机构的执行件 5的运动特性除了受凸轮曲线的影响外,还要受四杆机构运动特性的影响。此种串联除了采用两个机构组合外,还可以采用多个机构进行组合。比如,AC6卸盘机的空盘输出机构就是由凸轮机构、双摇杆机构和曲柄滑块机构三个机构串联而成的。

再如GDX1型横包机烟库装置中烟支搅动辊的传动中,采用了曲柄滑块机构与齿轮齿条机构的组合,在整个机构中,齿条是前一个机构的输出件(滑块),又是后一个机构的输入件。这

类组合方式设计简单,在卷烟包装设备中广泛应用。 轨迹点串联组合,又称特殊串联组合,是指后一级机构串联在前一级机构不与机架相联

的浮动构件(浮动件)上的组合方式。若前一机构的输出构件作平面运动,用构件上的一个

轨迹点与后一个机构相连,则构成轨迹点串联组合。如图 1—25a的机构Ⅰ为行星轮系,行星轮上的M点运动轨迹为准方形,此轨迹可以视作为一槽凸轮滚子的轨迹(凸轮固定不动,滚

图 1—24 一般串联机构组合

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子沿凸轮曲线变速运动,可以看作是移动从动件凸轮机构倒置的结果)。机构Ⅱ可以视作为曲

柄摇块机构,但曲柄与导杆绞点的运动轨迹为准方形。两个机构通过机构Ⅰ的浮动件小齿轮

上的轨迹点M与机构Ⅱ串接在一起,形成了机构的轨迹点串联组合。本机构的特点是,当点

M运行于右边垂直线段时,输出构件(摇块)处于近似停歇状态。

图 1—25 轨迹点串联组合 如图 1—25b为 GDX1型横包机成形烟包输出拨轮机构示意图,齿轮 1与齿轮 2组成行星

轮机构,7为机构的系杆,齿轮 1固定,系杆 7与轴 8固定,当轴 8转动时,将由系杆 7带

动齿轮 2作回转运动,而 3为一曲柄,与齿轮 2固定,曲柄 3通过连杆 4驱动曲柄 5的运动,

曲柄 5又与烟包拨轮 6固定联结,从而驱动拨轮 6按规定的运动规律运行。本机构就是一个

行星轮机构和一个双曲柄机构形成的轨迹点串联组合,其轨迹点为行星齿轮 2上的一点,曲

柄 3实际上是对轨迹点的延伸。此机构的特点是:在拨轮 6旋转一周的过程中,有两次加速

和减速的,因此,这里在拨轮上安装了两个拨块,当拨轮转速减小至最低速时,其中一个拨

块接触烟包,并对烟包进行转运,减小了拨块对烟包的撞击,保证烟包不受损伤;当拨轮转

速增大至最大速度时,烟包到达剔除窗口的上方,而此时拨轮将转入减速运行状态,若剔除

窗口已经打开,烟包将因惯性而被甩出,实现不合格烟包的剔除。同时,通过改变曲柄 3的

有效长度,可以使执行件获得多种不同的运动规律。

轨迹点串联组合可以采用不同机构间的组合,比如,以四杆机构连杆上的一点为连接点

的两四杆机构间的串联组合、行星轮机构与四杆机构之间的串联组合等。此种组合方式应用

非常广泛,歼击机操纵机构就采用了类似于图 1—25b中的机构。

2.机构的并联组合

机构的并联组合是指一个机构产生若干个后续机构,或若干个分支机构汇合于一个后续

机构的组合方式。对于一个机构产生若干个分支后续机构的并联组合,可以分为一般并联组

合和特殊并联组合;而若干个分支机构汇合于后续机构的组合方式,又称为汇集式并联组合。 一般并联组合:一般并联组合产生的各分支机构间无任何严格的运动协调关系。例如,

航空发动机附件传动系统,就是利用轮系,使一个主轴带动六个从动轴同时旋转。即通过定

轴轮系把主动轴的运动分成六路传出,带动各附件同时工作,各分支机构可以根据各自的工

作需要独立进行设计。

特殊并联组合:特殊并联组合的各分支机构间在运动协调上有一定的要求。特殊并联组

合又可细分为有速比要求的并联组合、有轨迹要求的并联组合、有时序要求的并联组合和有

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运动形式要求的并联组合等四种组合方式。 有速比要求并联组合,当分支机构间有严格的速比要求时,各分支机构常用一台原动机来驱动(或采用集中控制)。这种组合方式在设计时,除了应注意各分支机构间的速比关系外,

其余与一般并联组合的设计差不多,较为简单。 有轨迹配合要求的并联组合,如图 1—26所示为一个联动凸轮机构,由两个分支凸轮机

构共同驱动一个从动件 3,使其沿着预定的轨迹 y=y(x)运动,运行轨迹曲线如图所示的“R”形虚线。在设计这类机构时,首先应根据要求的轨迹 y=y(x)计算出两个凸轮的推杆位移与凸轮转角(φ)的关系,x=x(φ1)及 y=y(φ2),然后按照一般凸轮的

设计方法分别设计两凸轮的轮廓曲线。 有时序要求的并联组合,各分支机构在动作的先后顺序上有严格的要求。如图 1—27为一自动车床加工铆钉的控制装置,共并联有三个凸轮,凸轮Ⅰ控制送料工作,凸轮Ⅱ控制挡料和切断工作,凸轮Ⅲ控制车外圆和倒

角工作,三凸轮工作的时序要求见工作循环图 b。在卷烟包装设备中,6000型横包机主凸轮

轴上的十个凸轮,GDX1型横包机各同轴上的凸轮多属此类组合,各机构间均要求有严格的工

作相位关系。

图 1—27 有时序要求的并联组合 有运动形式配合要求的并联组合,要求机构间的运动形式有一定的配合关系,而对速比等其它关系则无严格要求。如搅拌机,为了能很好的完成搅拌工作,除了要求搅拌器沿着规

定的轨迹运动外,还要求容器绕着自身的轴线作相应的回转运动。

汇集式并联组合:汇集式并联组合的若干分支机构汇集一道共同驱动一后续机构。例如,

在重型机械中,为了克服其传动装置庞大笨重的缺点,近年来就发展了一种多点啮合传动。

例如用若干个小电机通过小齿轮来驱动一个大齿轮的形式就属于该组合。

3.机构的封闭式组合

图 1—26 有轨迹配合要求的并联组合

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机构的这种组合方式就是将一个多自由度(通常为二自由度)的机构(称为基础机构)

中的某两个构件的运动用另一机构(称为约束机构)将其联系起来,使整个机构成为一个单

自由度机构,并使从动件获得预期的运动规律。这个单

自由度机构就是下面所要单独介绍的组合机构。根据被

封闭构件的不同,机构的封闭式组合可分为两种:一般

封闭式组合和反馈式封闭组合。 一般封闭式组合:将基础机构的两个主动件或两个从动件用约束机构封闭起来的组合方式。如图 1—28右边的轮系为差动轮系(F=2)是基础机构,左边的轮系为定轴轮系(F=1)是约束机构,通过 F=1 的定轴轮系来约束 F=2的差动轮系,实现输出件的单自由度运行。 反馈封闭式组合:反馈封闭式组合是通过约束机构使从

动件的运动反馈回基础机构的组合方式。如图 1—29所示为滚齿机上所用的校正机构,即为一种反馈封闭式组合。与蜗轮 2同轴的凸轮 2将推杆的运动通过齿条 3和齿轮 4组成的齿轮齿条机构反馈回基础机构K中,以校正蜗轮实际转动与理论转动之间的误差。这种组合方式常用在闭环控制、校正装置中。

图 1—29 反馈封闭组合 图 1—30 单自由度装载式组合

4.机构的装载式组合

图 1—31 双自由度的装载式组合

图 1—28 一般封闭式组合

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机构的装载式组合是将一机构装载在另一个机构的某一活动构件上的组合方式。机构的装载式组合可以根据自由度的多少而分为两种:单自由度的装载式组合和双自由度的装载式

组合。如图 1—30为摇头风扇的摇头机构,属于单自由度的装载式组合。风扇轴上装有蜗杆,风扇转动时蜗杆带动蜗轮转动,使摇杆(即风扇壳体)来回摆动。该机构的装载机构是双摇

杆机构,被装载机构为电风扇,装载机构由被装载机构带动旋转。该机构只有一个自由度。

如图 1—31为电动木马装置机构,属双自由度的装载式组合。它由曲柄摇块机构Ⅱ中的导杆2的摇摆和升降使其上M点的模型马获得俯仰和升降的奔驰态势,以两杆机构Ⅰ绕轴线O—O转动的构件 4作为运载构件,使马作前进运动。三种运动形态合成马飞奔前进的运动形态。

(二)组合机构

由于现代机械工程对机械运动形式、运动规律和动力性能等方面要求的多样化和复杂

性,使得仅采用基本机构往往不能很好地满足设计要求,因此

常把几个基本机构组合起来加以应用,这就构成了所谓的组合

机构。利用组合机构不仅能满足多种设计要求,而且能综合应

用和发挥各种基本机构的特点,所以组合机构越来越得到广泛

的应用。 所谓组合机构,并不是把几个基本机构简单地串接或并接

起来而成的,而往往是一种封闭式的传动机构,通常是用一个

自由度为 1 的基本机构,去约束自由度为 2 的另一个机构,从而获得一个自由度为 1的新机构。 我们知道,自由度为 2的机构应当有两个原动件,也就是说

对机构可以输入两个运动。对于这种新的复杂机构(组合机构)

相当于有两个运动同时对它输入,而输出运动正是由这个机构进行运动的合成后再予以输出。

由于利用了运动合成的原理,所以使从动件具有更为复杂多样化的运动形式或运动规律。在

图 1—32 所示的齿轮—连杆组合机构中:如果两齿轮不相啮合,则 n=6,pl=8,ph=0,F=3n-2pl-ph=3×6-2×8=2;现因两齿轮啮合,将构件 1—2的运动封闭起来(ph=1,即

增加了一个约束),所以 F=3×6-2×8-1=1,使冲头 6具有确定的运动。

图 1—33 圆珠笔芯自动送进机构

图 1—32 组合机构

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组合机构可以是同一类型的基本机构的组合,如联动凸轮机构;也可以是不同类型的基

本机构的组合,如凸轮—齿轮组合机构、齿轮—连杆组合机构、凸轮—连杆组合机构等。下

面分别作简单介绍。

1.联动凸轮组合机构

如图 1—33所示为在圆珠笔芯装配线上的自动送进机构中所采用的联动凸轮机构。主轴

上的盘形凸轮 2控制托架上、下运动,从而将圆珠笔芯 5抬起和放下;而端面凸轮 1及推杆

6控制托架 3左右往复移动;上述两运动的合成,使托架 3沿轨迹 K运动,从而使圆珠笔芯

步进式地向前送进。在卷烟包装设备GDX1型横包机中,大量应用了此类组合机构。比如,将烟组从模盒输送带上的模盒内推入到一号轮的烟组推杆,就是采用两个联动凸轮四杆机构

组合而成的组合机构实现前进—向上摆动—后退—向下摆动的运动形式。又如,模盒随动压

烟板的运动也采用了此种组合机构。

2.凸轮—齿轮组合机构

如图 1—34,在行星轮 4上固定凸轮 3,通过滚子 6

带动从动件 2。当杆系 1绕固定轴线 A等角速度转动时,

使从动件 2绕同轴线作变角速度转动。该机构的力封闭

由弹簧实现。在前面介绍的反馈封闭式组合机构中,蜗

杆 1为原动件,蜗轮 2为从动件。如果由于制造误差等

原因,使蜗轮 2的运动输出精度达不到要求时,则可根据输出的误差,设计出与蜗轮 2固装

在同一轴上的凸轮 2ˊ的轮廓曲线。当此凸轮 2ˊ与蜗轮 2一起转动时,将推动推杆 3移动,

而推杆 3上的齿条又推动齿轮 4转动,齿轮 4的转动则又通过差动机构 K使蜗杆 1得到一附

加转动,从而使蜗轮 2的输出运动得到校正。

凸轮—齿轮组合机构常用作校正机构,这类校正装置在齿轮加工机床中应用较多。

图 1—35 凸轮—连杆组合机构

3.凸轮—连杆组合机构

应用凸轮—连杆组合机构可以实现多种预定的运动规律和运动轨迹。图 1—35所示为能

实现预定运动规律的简单的凸轮—连杆组合机构。

图 1—34 凸轮—齿轮组合机构

图1—36 齿轮—连杆组合机构

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图(a)所示的凸轮—连杆组合机构,实际相当于连杆长度可变的四杆机构。

图(b)所示的凸轮—连杆组合机构,则相当于连杆长度(BD)可变的曲柄滑块机构。

这些机构实质上是利用凸轮机构来封闭具有两个自由度的五杆机构。这种组合机构的设

计,关键在于根据输出的运动要求,设计凸轮的轮廓。

4.齿轮—连杆组合机构

应用齿轮—连杆组合机构可以实现多种运动规律或不同运动轨迹的要求。在图 1—36所

示的机构中:四杆机构 ABCD的 AB上装有一对齿轮 2ˊ和 5,行星轮 2ˊ与连杆固连,而太阳

轮 5与曲柄 1共轴线并可分别自由运动。当主动件曲柄 1以ω1等速回转时,从动齿轮 5作

非匀速转动,改变四杆机构各杆的尺寸,或改变两齿轮的齿数,可使从动件获得不同的运动

规律。如,FOCKE350包装机内框纸横向输送机构的传动中,就采用了一个装载式的齿轮—连

杆组合机构。

二、凸轮双滚珠结构

凸轮机构由凸轮、从动件和机架组成,能实现各种复杂的运动要求,在机械中得到了广

泛的应用。特别在卷烟包装设备中,绝大部分折叠及其他动作是由凸轮四杆机构完成的。一

般的形锁合(形封闭)凸轮机构采用单滚子从动件,而在现代卷烟包装设备中,采用了双滚

子从动件。凸轮双滚珠结构可以提高传动精度,增强传动稳定性,减小凸轮曲面和滚珠的磨

损,并能延长凸轮机构的使用寿命。

图 1—37 凸轮双滚珠结构

1、2.滚珠 3.销轴 4.从动杆 如图 1—37所示,滚珠 1和滚珠 2装于销轴 3上,当凸轮向径减小时,滚珠 1与凸轮曲

面A接触,由滚珠 1带动从动杆 4运动;而当凸轮向径增大时,滚珠 2与凸轮曲面 B接触,由滚珠 2带动从动杆 4运动;这样,在凸轮连续运转过程中,两滚珠分别沿单向运行,从而减小了凸轮滚子与凸轮曲面的摩擦,避免了凸轮滚子的咬死现象。同时间隙 C可以储存润滑油,便于对滚子及凸轮曲面进行润滑。

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三、槽轮间歇运动机构

1.外啮合槽轮机构

槽轮机构又称马尔他机构,有两种形式:一种是外啮合槽轮机构,其主动件与槽轮转向相反,另一种为内啮合槽轮机构,其主动件与槽轮转向相同。由于外啮合槽轮机构加工较简

单,精度较高,所以,一般常被采用。在GDX1型软盒包装机和GDX2型硬盒包装机上都采用了外啮合槽轮机构。

2.槽轮机构的工作原理:

图 1-38是本机的外啮合槽轮机构结构示意图。主动的齿轮 1以等角速作连续旋转。槽

轮 2 则时而转动,时而静止。当滚子未进入槽轮的径向槽时,由于槽轮的内凹锁止弧nn被

齿轮上的外凸圆弧mm卡住,故槽轮静止不动。当滚子刚开始进入槽轮径向槽时,锁止弧nn

也刚好开始被松开。此后,槽轮受滚子的拨动而转动。当滚子在另一边离开径向槽时,锁止

孤nn又被卡住,槽轮又静止不动,直至滚子再一次进入槽轮的另一个径向槽时,又重复上

述的运动。周而复始,使槽轮作停一转一停的间歇运动。

图 1-38 外啮合槽轮机构结构示意图

1.齿轮 2.槽轮

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四、铝箔纸间歇传送机构

驱动辊的间歇转动是由主传动系统的匀速转动,经过一个三轮机构后,变成间歇转动的。

间歇转动的工作原理见图 1-39

图 1-39 铝箔纸间歇转动机构的工作原理

左图是从轴的侧面看的传动原理图,右图是从轴端看的传动原理图,园的点划线表示齿

轮的分度园。

该机构的动力源是由机器主传动系统中的齿形带带动 I轴右端的齿形带轮 C(图 1-39中齿形带轮W6),其运动是匀速转动。以后的传动路线是:I轴→齿轮1

齿轮2→Ⅱ轴→Ⅲ轴→齿轮3

齿轮4→Ⅳ

轴→齿轮4

齿轮5→Ⅴ轴→齿轮6

齿轮7→Ⅵ轴→齿轮7

齿轮8→Ⅶ轴→齿轮8

齿轮9→Ⅷ轴。

Ⅶ轴和Ⅷ轴分别是两个驱动辊(图 1-39中驱动辊 1)的安装轴。Ⅰ轴和Ⅱ轴是连续的

匀速转动,Ⅴ轴、Ⅵ轴、Ⅶ轴、Ⅷ轴是间歇转动。齿轮 3、4、5和轴Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ组成一个三

轮机构。

Ⅲ轴固定在齿轮 2靠近外园的端面上,与Ⅱ轴有较大的距离。当齿轮 2转动时,Ⅲ轴绕

Ⅱ轴作园周运动。齿轮 3固定安装在Ⅲ轴上,因此当齿轮 2转动时,齿轮 3即绕Ⅱ轴作园周

运动,又与齿轮轴 2一起转动,IV轴与Ⅲ轴是通过二个连接板 a连接在一起的,可以保持两

轴之间的距离不变。IV轴和 V轴是通过连接板 b连接在一起的,保持两轴之间的距离不变。

齿轮 2(用Ⅱ轴和Ⅲ轴之间的距离),连接板 a、连接板 b和机架组成一个曲柄摇杆机构,Ⅲ

轴绕Ⅱ轴作园周运动,是曲柄连接板 b绕 V轴摆动,是摇杆连接板 a是连杆,作平面运动。

齿轮 4固定在 IV轴上,齿轮与固定在 V轴上,并且相互啮合,当齿轮 3转动时,则也带动齿

轮 4,齿轮 5转动。

现在来分析四个轴(Ⅱ轴、Ⅲ轴、IV轴、V轴)和三个齿轮(齿轮 3、4、5)的运动。

当齿轮 1逆时针转动时,其他齿轮的转动方向如图中右图所示。齿轮 4即被齿轮 3带动而转

动,又随 IV轴绕 V轴摆动(即随连接板 b摆动),因此 IV轴的位置是不固定的。当齿轮 3

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运动到Ⅱ轴的下部时,连接板 a向左运动,连接板 b亦向左摆动(逆时针摆动),齿轮 4也逆

时针转动。齿轮 4与齿轮 5的啮合点 K的速度由两个速度合成,一个是齿轮 4的转动速度,

方向向右,一个是连接板 b的摆动速度,方向向左。如果选择好齿轮的大小和Ⅲ轴与Ⅱ轴之

间的距离,就会在某一个区间内,使这两个速度大小相等,方向相反,则 K点的速度为 0,

齿轮 5停止转动。而在其他区间内这两个速度或者大小不相等,或者方向不相反,因此 K点

的速度不为 0。则齿轮 5处于转动状态。这样就实现了齿轮 5(或 V轴)的间歇转动,而由 V

轴带动的Ⅵ轴、Ⅶ轴、Ⅷ轴也实现了间歇转动。上面我们分析了 K 点的情况,实际上齿轮 3

和齿轮 4的啮合点也存在上述情况,只不过其啮合点只有速度快慢的差别,而没有速度为此

的状态。

五、三轮变速离合装置

NK机器当有条包输入时,供料系统正常供料,但无条包输入时,供料系统便脱离主传动

系统,主传动系统带动转塔空转而供料系统停止转动不再供料。

为了达到这个目的,制造商采用了带有三轮变速机构及离合器一体的具有以上双重功能

的装置,三轮变速离合器。

如图 1-40轮变速离合机构。

图 1-40三轮变速离合机构

1.传动齿轮 2.偏心齿轮 3.连板 4.非固定轴齿轮 5.连板

6.固定轴齿轮 7.单槽齿轮 8.单齿齿轮

见图 1-41 离合器结构图。

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图 1-41离合器结构图

1.气缸 2.弹簧 3.机架 4.齿轮(可移动) 5.齿轮(可移动)

6.齿轮 7.齿轮(自由转动) 8.定位销 9.单齿(齿轮 5中)

10.单槽(齿轮 6中) 11.链轮

如图齿轮 5和齿轮 6分别各有一个单齿和单槽 9和 10,如图 1-40中齿轮 7和 8的形状,

当无条包输入时,齿轮 5与齿轮 6分开,不啮合在一起,齿轮 6空转,而齿轮 5和齿轮 7,

以及齿轮 5一体的齿轮 4和齿轮 7一体的链轮 11都被销子 8锁住,不能自由转动,只有当有

条包输入时,机架 3左侧箭头方向有气缸 1顶起机架,使齿轮 5与齿轮 6开始啮合,这个齿

轮 6上的单齿恰好啮在齿轮 5的单槽中,齿轮 6和 5啮合在一起,齿轮 5开始把齿轮 6的变

化角速度 W3传递下去。而只有齿轮 6的单齿啮入齿轮 5的单槽中,齿轮 5和 6才能啮合,由

于这对单齿和单槽的作用,使齿轮 4每次与齿轮 5开始啮合的时候都是在同一个地方(单点

和单槽的地方)啮合。从而保证离合器两端的传动系统,无论分开还是啮合都保持运转同步

平行,动作准确无误。

当条包中断输入时气缸 1不再顶起,齿轮和 4在弹簧 2的作用下,要与齿轮 6和 7分开,

但由于销钉 8没有在销孔的位置,顶在轮壁上,使两对齿轮不能分开,只有当轮壁转到有销

孔的地方,销钉 8重新落入销孔内,齿轮 5和 4才与齿轮 6和 8分开,这样该机构又保证了

分离时供料系统总是在一个时刻及地方与主传动系统分离。为下次啮合做准备,使传动直接

续性,这种离合装置如同它们没有分离一般,保证了传动系统与供料系统的连接的同一可靠

及准确。

该机构一般不会出现错位故障,一旦出现错位,即单齿不能啮合到单槽中,需调整使单

齿和单槽能准确地啮合在一起即可。

三轮间歇离合器的调整方法如下:

首先就判断三轮间歇离合器是否正常工作。当包装材料未在规定的时间下降到适当的位

置时,请优先调整盘车手轮的链条与链轮的传动关系。当这些调整都进行完毕后确定包装材

料被切割完等待条包的停止时间不正确时,可通过调整 TV轴上轮 1(图 1-40)的三个长孔

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来达到调整包装材料传输机构的间歇停止时间。

其次,当三轮间歇离合器的离合作用失去作用时,请先检查气路系统是否畅通,然后检

查电控开关是否准确地发送离合信号。如都是正常的应检查图 1-40中的 7轮上的独槽是否

转到与轮 8上的单齿相对应的时刻气罐开始工作。轮 2上的四个长孔可以完成。当气罐把轮

8左右顶动时,如轮 7的独槽不在轮 8单齿的对应位置时,将独槽调到左边与轮 8单齿相对

应啮合的位置的调整。即正确的位置是当有条包通过传送导轮时压下控制开关,通知离合器

接通包装材料输送系统。这时当轮 7(图 1-40)上的独槽(图 1-41中 9)转到左边与锁上

静止的轮 8上的单齿(图 1-41中 10)相对应的时候,气罐 1(图 1-41)开始的动作,使

图 1-41中 9与 10啮合完成离合器中合的动作。

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