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一、概述
在各類包裝機(jī)械中,臥式枕型包裝機(jī)(Horizontaltypepillowpackagingmachine)是一種技術(shù)發(fā)展迅速,應(yīng)用前景廣闊的包裝設(shè)備,被譽(yù)為20世紀(jì)90年代包裝機(jī)械行業(yè)中的“明星機(jī)種氣從分類上講,它是JH于接縫式裏包機(jī)(Seamwrappingmachine),這類包裝機(jī)械,無(wú)論從功能還是從結(jié)構(gòu)上看,都是一種頗具特色、十分典型的機(jī)型.
臥式枕型包裝機(jī)主要用于包裝成形塊狀物品,対于零散物品附以托盤也可對(duì)其進(jìn)行包裝,因此在食品(如方便面、點(diǎn)心、餅干、面包,香腸、火腿)、醫(yī)藥、日用化學(xué)品、小五金、文具等行業(yè)應(yīng)用十分廣泛。
該類包裝機(jī)以熱塑性塑料薄膜作為包裝材料(如紙/PE、OPP/PE、PET/AL/PE等),對(duì)物品進(jìn)行裹包封裝,可自動(dòng)完成物品和包裝材料的供送、裹包、封口、切斷、成品排出等工序,有的還可在成品袋上打印日期、批號(hào)等各種標(biāo)記。包裝尺寸可在較大的范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)節(jié),以適應(yīng)不同規(guī)格產(chǎn)品的要求.由于它是采用連續(xù)式工作原理•故可獲得較高的包裝速度。其進(jìn)料、裹包、封切等均沿水平方向進(jìn)行,包裝成品袋呈“I”形三面封口,外形猶如枕頭狀,故一般稱之為臥式枕型包裝機(jī),因?yàn)槠湫矢?,適應(yīng)性廣,故又謂之“高速萬(wàn)能包裝機(jī)二
二、國(guó)外臥式枕型包裝機(jī)的技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)
經(jīng)過(guò)近30年的發(fā)展,臥式枕型包裝機(jī),在國(guó)外已經(jīng)成為技術(shù)成熟、市場(chǎng)占有率高的-種包裝機(jī)械,其技術(shù)發(fā)展具有以下特點(diǎn),
1-以市場(chǎng)為先導(dǎo),“量體發(fā)衣”、產(chǎn)品它形成完整系列及品種
塑料薄膜復(fù)合技術(shù)的發(fā)展,為該類包裝機(jī)提供了美觀、實(shí)用、性能良好的各種包裝材料,從而為該類包裝設(shè)備的發(fā)屣翼供了必要的條件,因而在國(guó)際上臥式枕型包裝機(jī)在食品包裝中占有相當(dāng)大的比例,并有逐年擴(kuò)増的趨勢(shì),近年來(lái)甚至在工業(yè)產(chǎn)品包裝領(lǐng)域中也正得到進(jìn)一步的應(yīng)用。面對(duì)這一情況,為了適應(yīng)不商應(yīng)用領(lǐng)域,不同包裝產(chǎn)品的要求,目前美國(guó)、英國(guó)、法國(guó)、意大利、日本、瑞士等國(guó)有關(guān)公司生產(chǎn)的該類包裝機(jī),其衍生機(jī)種五花八門,品種繁多:
〈1)從包裝袋規(guī)格看:袋長(zhǎng)可在30?700mm范圍內(nèi)選取,也就是說(shuō),小的可包一粒精果,大的可包700mm長(zhǎng)的棒形物。
(2)從包裝工藝類型煮:既可進(jìn)行。般枕型包裝,又有用于收縮包裝,即采用熱收縮薄'臆對(duì)水果、蔬菜、肉制品等進(jìn)行T'型封包,隨后送入熱收縮通道使薄膜收縮后緊緊裏住被包物品;有的機(jī)種還具有真空充氣包裝之功能,即在封口前將袋內(nèi)空氣抽出,使包裝袋外形平整美觀、
便于集裝,并可減少袋內(nèi)氧氣含量,起到保護(hù)被包物品的作用,有的在抽真空后再充入N,、C0,等隋性氣體,以達(dá)保鮮目的.
(3)從適用范圍者,有通用型,即用一臺(tái)包裝機(jī)可適應(yīng)一定范圍內(nèi)的不同規(guī)格物品,制袋長(zhǎng)、寬、高在允許范圍內(nèi)可任意調(diào)整,如瑞士SIG公司的HSU型臥式枕型包裝機(jī),通過(guò)簡(jiǎn)單的操作浦整,可使機(jī)器包出的包裝袋尺寸在一,較大的范圍內(nèi)變化,即袋長(zhǎng)為60?260mm,袋寬為30—120mm,袋高為5?55mm。此外針對(duì)某一產(chǎn)品義有專用型的,如雪糕包裝機(jī),其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,操作中不需調(diào)整.
(4〉從包裝對(duì)象看:有標(biāo)準(zhǔn)型的,適用于一般塊狀物品及帶托盤的散狀物的包裝扌也有倒包型,用以直接包裝掛面等零散產(chǎn)品或形狀不規(guī)則產(chǎn)品,其結(jié)構(gòu)與標(biāo)準(zhǔn)型不同,包裝薄膜供送機(jī)構(gòu)布置在機(jī)身下部,縱封裝置則設(shè)在工作臺(tái)上面。
在各類包裝機(jī)械中,臥式枕型包裝機(jī)的結(jié)構(gòu)和功能頗有特色,新技術(shù)的應(yīng)用尤為明顯,可謂之技術(shù)密集性的產(chǎn)品.比如熱封系統(tǒng)國(guó)外已采用航天技術(shù)中使用的熱管進(jìn)行加熱,熱傳導(dǎo)均勻迅速,不僅提高了封口質(zhì)量,還降低了能耗;豐傳動(dòng)采用變頻調(diào)速,使用價(jià)格低廉而適應(yīng)性有可靠性均好的鼠籠式電動(dòng)機(jī),利用變頻調(diào)速裝置實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)變速,調(diào)速性能優(yōu)異,調(diào)速范圍大、平滑性好,低速特性較硬,調(diào)速時(shí)保證辛=常數(shù),并可實(shí)現(xiàn)怛轉(zhuǎn)矩調(diào)速,保持過(guò)載能力不變
,包裝袋印刷圖案且動(dòng)跟蹤調(diào)整及卷筒包裝材料的自動(dòng)繕接裝置中采用光電技術(shù)與光導(dǎo)纖維技術(shù)進(jìn)行檢測(cè)控制,使包裝質(zhì)量及工效大為提高.養(yǎng)機(jī)調(diào)整逐漸采用微機(jī)控制,在控制盤上除有CRT顯示裝置外,還可進(jìn)行包裝長(zhǎng)度、厚度與速度的設(shè)定,i旦設(shè)定完畢,微機(jī)即自動(dòng)調(diào)整各有關(guān)機(jī)構(gòu)的動(dòng)作,使之與設(shè)定值同步。這對(duì)于調(diào)整環(huán)節(jié)多、調(diào)整時(shí)間長(zhǎng)、調(diào)整難度大的臥式枕型包裝機(jī)來(lái)說(shuō)是至關(guān)重要的。對(duì)于包裝圖案自動(dòng)定位系統(tǒng)除與主機(jī)共用微機(jī)控制外,尚有各種光電校正控制裝置可以選用,單獨(dú)進(jìn)行控制,井具有工作穩(wěn)定,可靠性高,定位準(zhǔn)確等特點(diǎn).
由于廣/采用了各種新技術(shù),使該機(jī)向智能化、自動(dòng)化方向大大邁進(jìn),同時(shí)生產(chǎn)效率也大為提高,如日本富士株式會(huì)社的FW—1000A枕型小商品包裝機(jī),包裝精杲其速度可達(dá)1000粒/min,即包裝速度近50m/min,由于采用了各種新技術(shù),使機(jī)器的機(jī)械結(jié)構(gòu)大為簡(jiǎn)化,為產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的組合化創(chuàng)造了條件,使機(jī)械設(shè)計(jì)進(jìn)程加快.
為了不斷發(fā)揮臥式枕型包裝機(jī)的自動(dòng)、高效的特點(diǎn),國(guó)外不少公司在不斷完善主機(jī)的同時(shí),對(duì)開發(fā)與其相配套的輔助裝置十分重視,現(xiàn)列舉幾例.
物料供送一直是制約該機(jī)發(fā)擇效率的重要因素,過(guò)去多以人工擺放方式將物料一一放入進(jìn)料推桿中,然后逐個(gè)送入包裝工位•重復(fù)而單調(diào)的操作不僅使操作者緊張疲勞,而且難以實(shí)現(xiàn)整機(jī)自動(dòng)化,為此不少公司將此列為重要課'題,進(jìn)行攻關(guān).目前針對(duì)不同物料已有各種各樣的相應(yīng)喂料裝置問(wèn)世,供用戶選用.如瑞士SIG公司生產(chǎn)的餅干喂料裝畳就有10余種之多,有單排推進(jìn)和多排推進(jìn);物料有平放也有豎放•有單片喂入和多片喂入,生產(chǎn)率最高可達(dá)600包/mitu又如英國(guó)RoseForgrove公司的LMF型定長(zhǎng)進(jìn)料機(jī),能向包裝機(jī)供送長(zhǎng)度一致的餅干批(即一堆壘在一起的好多埃餅干),其最大差異不超過(guò)一片餅干的厚度,日本富士株式會(huì)社為糖果枕型包裝機(jī)配套的糖塊供送裝置,可將-堆雜亂的糖埃經(jīng)整理、排隊(duì)逐一有序地送入包裝工位進(jìn)行包裝。
在包裝袋表面印上生產(chǎn)H期、出廠批號(hào)等
標(biāo)記,對(duì)于很多物品特別是食品的包裝是不可缺少的。與間歇式包裝的立式袋成形一充填一封口機(jī)不同,臥式枕型包裝機(jī)是連續(xù)包裝的,工作時(shí)包裝轉(zhuǎn)膜不停地連續(xù)供送,這就為打印裝置提供了特殊的要求。目前國(guó)外可與該機(jī)相配的打印機(jī)有很多種.從傳動(dòng)控制方式分有;機(jī)械式、氣動(dòng)式及電動(dòng)式三種;從打印原理分有:色帶熱壓贊印、快干油墨滾印或壓印,從實(shí)現(xiàn)連續(xù)燙印的方法分有:移動(dòng)壓印頭式(即打印機(jī)祠固定在薄膜導(dǎo)棍附近,打印時(shí),僅帶有印模的壓印頭將色帶壓向連續(xù)運(yùn)動(dòng)的薄膜表面,并隨其一同往前移動(dòng),在移動(dòng)中完成燙印,然后又離開轉(zhuǎn)膜回到下次打印的起始位置)。和張緊輻式(即在打印機(jī)的前后各設(shè)一組張緊輾,工作時(shí),使薄膜有一予拉量,以保證打印頭在薄膜上作短暫停留,打印時(shí)薄膜仍可維持連續(xù)供送)。為了對(duì)色帶熱壓燙印的時(shí)間、壓力、溫度進(jìn)行優(yōu)化控制,以保證與主機(jī)運(yùn)動(dòng)匹配,且打印標(biāo)記清晰,目前也有各種專用集成電控裝置與其配用.
對(duì)于較厚的包裝袋(一般大于25mm),為使外觀平整緊湊,消除兩端部的過(guò)份擴(kuò)展,常要求將包裝袋端部作成帶三角褶狀。因此,一些枕型包裝機(jī)在橫封機(jī)構(gòu)附近設(shè)置一打褶裝置,形式有二種:一為機(jī)械式.系用兩凸塊將端部多余薄膜向筒袋內(nèi)推入,然后進(jìn)行封切、傳動(dòng)有機(jī)械與氣動(dòng)二種。另一種是噴氣式,即用壓縮空氣通過(guò)噴咀將待橫封的薄膜筒袋向內(nèi)吹入以形成褶縫。當(dāng)然上述二種形式的打褶裝置均需與主機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)連動(dòng),保證各工序動(dòng)作的協(xié)調(diào).
此外如抽真空、充氣、計(jì)數(shù)、各種檢測(cè)等裝置亦均有定型產(chǎn)品可供選用°
成形器又叫制袋器,它是臥式枕型包裝機(jī)的重要組成部分,是對(duì)物品裹包成形的關(guān)健核心部件。它的性能如何.直接關(guān)系到整機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的穩(wěn)定性與可靠性.直接影響到包裝產(chǎn)品的質(zhì)量.臥式枕壅包裝機(jī)使用功能的發(fā)揮.完全決取于14
成形卷調(diào)整的好壞,所以成形春的機(jī)理、結(jié)枸引起了普遍的關(guān)注.現(xiàn)在使用中的成形卷也是五花八門,但總的說(shuō)來(lái),基本上有二類:一是固定式的,即一種成形器僅適應(yīng)一種包裝寛度.二基可調(diào)式的,即通過(guò)調(diào)整二成形板間距或整個(gè)成形器相對(duì)于莓膜進(jìn)給的位置(如上、下或前后位置),可在一定范圈內(nèi)適應(yīng)不同包裝寛度.在結(jié)構(gòu)上有隧道型'靴型、犁具型.板型等,其中以犁翼型最為夏雜,外形似耕犁,菌端又如雙翅腰起,日本大森機(jī)械工業(yè)株式會(huì)、富士株式會(huì)社生產(chǎn)的臥式枕型包裝機(jī)的成形劇就是采用此種結(jié)構(gòu)】與此相反,板型成形器最為簡(jiǎn)單,由二片帶有一定斜度及過(guò)渡圓弧的平行平板組成,薄膜通過(guò)由其構(gòu)成的斜面及過(guò)渡團(tuán)弧面形成一定袋形.平板斜度及過(guò)渡圓瓢的尺寸是通過(guò)大量試驗(yàn)后確定的.美國(guó)FMC公司,意大利PFM公司的產(chǎn)品即采用此種結(jié)構(gòu)。
由此訂見,不同公司在成形劇方面均進(jìn)行了大量試驗(yàn)研究,并形成了自己獨(dú)特風(fēng)格的結(jié)構(gòu)型式。
三、我國(guó)臥式枕型包裝機(jī)的研制情況
臥式枕型包裝機(jī)在我國(guó)的研制歷史不長(zhǎng),始于代年代中期,當(dāng)時(shí)由四川輕工業(yè)機(jī)械廠試制了第一臺(tái)國(guó)產(chǎn)臥式就型包裝機(jī),1982年11月在我國(guó)首次舉辦的“全國(guó)包裝展覽會(huì)”上公開展出,受到歡迎。從那時(shí)起,一些單位便陸續(xù)遂行此種機(jī)型的幵發(fā),特別是近幾年遂斷形成熱點(diǎn)。據(jù)統(tǒng)計(jì),現(xiàn)巳研制或正在柵制該機(jī)型的工廠、科研單位有10余家,但已形成生產(chǎn)能力的只有少數(shù)幾家,如桂林包裝機(jī)械廠、上海松江糧油機(jī)械廠(以上二廠生產(chǎn)的機(jī)型•適于包裝袋長(zhǎng)為200mm左右的較大尺寸產(chǎn)品包裝),以及上海屋火機(jī)械廠、上海食品工業(yè)機(jī)械廠以上二廠生產(chǎn)的設(shè)備僅適于對(duì)精果等小規(guī)格物品進(jìn)行枕型包裝),平均總計(jì)年產(chǎn)量100余臺(tái).
國(guó)產(chǎn)臥式枕型包裝機(jī)主要通過(guò)引進(jìn)消化國(guó)外技術(shù),并根據(jù)我國(guó)國(guó)情加以改進(jìn)提高而研制開發(fā)的。據(jù)統(tǒng)計(jì),消化吸收的機(jī)型主要來(lái)自:美國(guó)、日本、意大利、西班牙等國(guó),總體技術(shù)水平相當(dāng)于國(guó)際80年代初的水平.1991年初青島輕工業(yè)機(jī)械廠與日本國(guó)日清國(guó)際株式會(huì)社合資弩營(yíng),在青島成立了青島日清食品機(jī)械有限公司,生產(chǎn)QNF450型臥式枕型包裝機(jī),全部采用日本技術(shù),電氣元件及絕大部分零部件均由日本進(jìn)口,國(guó)內(nèi)只生產(chǎn)少數(shù)零件并進(jìn)行組裝,產(chǎn)品于1991年11月第二屆北京國(guó)際包裝與食品機(jī)械展覽會(huì)上初次露面,據(jù)稱具有國(guó)際先進(jìn)水平,受到大家的關(guān)注。由于該機(jī)在國(guó)內(nèi)剛剛推出,加上價(jià)格方面的原因〈每臺(tái)吿價(jià)20多萬(wàn)元,約為其它國(guó)產(chǎn)機(jī)的3倍),用戶正拭目以待.
目前國(guó)產(chǎn)臥式枕型包裝機(jī)主要用于方便面、華夫餅干、巧克力等少數(shù)食品包裝,特別是1983年國(guó)產(chǎn)方便面生產(chǎn)線何世后,該機(jī)成為重要配套包裝設(shè)備,解決了建眉之急。但縱現(xiàn)工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家市場(chǎng)情況,可以說(shuō)該機(jī)在國(guó)內(nèi)的應(yīng)用領(lǐng)域仍是一個(gè)未被開發(fā)的“處女地”,潛在能力十分可觀。
上述情況的出現(xiàn),除了其它方面的因素外,就設(shè)備本身而言,仍有較大差距也是重要原因,這些差距歸納起來(lái)可包括:
,3.缺乏對(duì)輔助裝置的開發(fā),如前面提到國(guó)夕卜常見的物料供送、打印、袋成形等裝置在國(guó)內(nèi)幾乎均為空白。
4.對(duì)整機(jī)的機(jī)理缺乏必要的系統(tǒng)研究。國(guó)內(nèi)開發(fā)此類機(jī)型巳有10多年的歷史,恒技術(shù)發(fā)展比較緩慢,“老面孔”的狀況依然存在,新研制的樣機(jī),遇到問(wèn)題便束之高閣,銷聲匿跡,究其原因,主要對(duì)該類機(jī)型缺乏全面的、系統(tǒng)的、深入的試驗(yàn)研究。
四、臥式枕型包裝機(jī)的市場(chǎng)應(yīng)用前景
由于臥式枕型包裝機(jī)的“萬(wàn)能性''與“高速性”,在工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家,從食品包裝到工業(yè)產(chǎn)品包裝,大量釆用該類機(jī)型,巳經(jīng)成為總的發(fā)展趨勢(shì),就日本包裝機(jī)械市場(chǎng)而言.立式袋成形一充填一封口機(jī)與臥式枕型包裝機(jī)為其兩大主流產(chǎn)品,而目前立式與臥式兩種產(chǎn)品的產(chǎn)量之比已由原來(lái)的6>4一躍變?yōu)?/font>4:6,這一明顯變化,十分形象地向人們展示了臥式枕型包裝機(jī)的市場(chǎng)前景.
隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)體制的進(jìn)一步改革開放,商品市場(chǎng)蓬勃發(fā)展,產(chǎn)品包裝的范圍日益擴(kuò)大,特別是近二年來(lái),這種需求的發(fā)展勢(shì)頭已明顯地顯露出來(lái),要求提供適應(yīng)生產(chǎn)工藝要求、性能好、可靠性高的各種臥式枕型包裝機(jī)的呼聲日益強(qiáng)烈.概括起來(lái),有以下幾個(gè)方面:
目前國(guó)內(nèi)臥式枕型包裝機(jī)的應(yīng)用范圍極為有限,隨著商品的多樣化以及對(duì)商品包裝層次的更高要求,采用枕型包裝的產(chǎn)品將不斷増加.這些產(chǎn)品概括起來(lái)有以下幾類:(1)方便食品一如方便面、方便米粉、面包等;(,)速凍食品一如速凍餃子、包子、分割肉、魚等,(3)糕點(diǎn)一如餅干、點(diǎn)心等單體包裝與托盤集合包裝’(4〉搪果、果脯的単體包裝與托盤包裝;⑸藥品一如各種成品藥;(6)工業(yè)品一如日用五金、軸承、外形規(guī)則的扁平狀工業(yè)配件的單體包裝,(7)成組物品的熱收縮集合包裝.
由此可見,隨著包裝領(lǐng)域的擴(kuò)充,包裝工程新増項(xiàng)目及原有包裝技術(shù)改造工程的上馬,已孕育了對(duì)枕型包裝設(shè)備的可觀需求.
五、結(jié)束語(yǔ)
作為包裝機(jī)械中“明星機(jī)種”的臥式枕型包裝機(jī),在國(guó)內(nèi)經(jīng)歷過(guò)一段臥龍藏虎式的開發(fā)研制,現(xiàn)正跨入一個(gè)新的發(fā)展階段.就設(shè)計(jì)而言,盡管該類產(chǎn)品比較復(fù)雜,但經(jīng)過(guò)多年探索實(shí)踐,現(xiàn)已掌握設(shè)計(jì)要領(lǐng),具備了設(shè)計(jì)開發(fā)的能力.
從配套元器件看,在國(guó)內(nèi)這方面也有了長(zhǎng)足的發(fā)展,諸如變頻調(diào)速器、無(wú)級(jí)變速器、光電裝畳、光導(dǎo)纖維、超越離合器、空心錯(cuò)軸鏈條、接近開關(guān)等有關(guān)電子原器件、齒形帶、電熱材料等均已開發(fā)并有一定規(guī)格的產(chǎn)品供枕型包裝機(jī)配套選用,從制造調(diào)試看,也積累了一定的經(jīng)驗(yàn),特別是有一批用戶已比較熟練地使用進(jìn)口及國(guó)產(chǎn)設(shè)備,總結(jié)出一些行之有效的操作及調(diào)整規(guī)范..
目前國(guó)內(nèi)有關(guān)單位一方面密切注視國(guó)外該類產(chǎn)品技術(shù)發(fā)展動(dòng)向,進(jìn)行跟蹤;另一方面,根據(jù)我國(guó)國(guó)情并以國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)為依托,緊跟國(guó)外發(fā)展趨勢(shì),在巳有成果的基礎(chǔ)上,對(duì)該類產(chǎn)品進(jìn)行擴(kuò)充、深化、不斷増加產(chǎn)品的高技術(shù)含量,逐歩形成我國(guó)的機(jī)型.
傳動(dòng)、成.形、定位切斷是該類設(shè)備的三大核心,也是形成我國(guó)機(jī)型需要攻克的重要技術(shù)關(guān)鍵。在借鑒國(guó)外已有成果的基礎(chǔ)上,不斷采用電子技術(shù),以改善技術(shù)性能、提高工作可靠性、簡(jiǎn)單化結(jié)構(gòu)、擴(kuò)大功能、方便操作調(diào)整已成我國(guó)發(fā)應(yīng)該類設(shè)備的總趨勢(shì).此外機(jī)器的外觀造型設(shè)計(jì)也是大家關(guān)注的冋題。
綜上所述,臥式枕型包裝機(jī)在我國(guó)初露頭角,方興未艾,前景十分廣闊。
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