折叠式裹包机：高效包装利器

折叠式裹包机是指用挠性包装材料裹包产品，将末端伸出的包装材料折叠封闭的机器。折叠式裹包机一般是先将物品置于包装材料上，然后按顺序折叠各边。在折边过程中根据工艺要求，有的依靠包装材料受力变形而成型，有的电热烫合，有的则在最后一道折边之前上胶使之粘合。

折叠式裹包机包装外形美观，使用广泛。常用来裹包巧克力、方糖、糖果、茶叶盒外部包装、香烟及香皂等。

折叠式裹包形式多样，因此裹包方法和裹包设备种类也很多。以下简要介绍几种典型的折叠裹包工艺路线。

（1）卧式直线型 图5-2为卧式直线型折叠裹包工艺路线。产品与包装材料接触后一起被水平输送：在输送过程中，实现对包装材料折叠并封口。

根据物品不同的供送路线，又分为三个方案：图5-2a中物品首尾衔接，也可以不衔接，比较灵活，但供送路线较长；图5-2b中物品不能首尾衔接，将物品由工位Ⅰ推送到工位Ⅱ的执行机构必须做平面曲线运动，供送路线短；图5-2c中物品也不能首尾衔接，但供送路线最短。三种方案均在实际中有应用。

（2）阶梯型 图5-3为阶梯型折叠裹包工艺路线。在裹包过程中，被裹包物品和包装材料接触后，既有作水平直线运动，又有作垂直直线运动。图5-3a方案中物品先水平运动，再做垂直运动，封口在长侧边和两端面；图5-3b方案中物品先垂直运动，再水平运动，封口在底边和两端面。

图5-2 卧式直线型折叠裹包工艺路线

图5-3 阶梯型折叠裹包工艺路线

图5-4 组合型折叠裹包工艺路线

（3）组合型 图5-4为组合型折叠裹包工艺路线。在裹包过程中，被裹包物品和包装材料既有直线运动又有圆弧运动。由于接缝形式不同，有以下两种方案：①方案中封口在长侧边和两端面（图5-4a）；②方案中封口在底边和两端面（图5-4b）。

图5-5 折叠裹包工艺路线

1—侧面折纸板 2—托板 3—侧面热封器 4—端面折纸板 5—托板 6—左端面热封器 7—推板 8—右端面热封器 9—折角器 10—包装材料 11—送纸辊 12—推料板 13—被包装物品 14—输送器

由于裹包物品的种类繁多，折叠裹包工艺路线、折叠裹包形式也多种多样，因此，实现折叠裹包的机器种类也很多。现举一例说明。图5-5为一种折叠式裹包机的工艺路线图，表示用防潮玻璃纸裹包卷烟小包的全过程。输送带14将被包装物品13送到工位Ⅰ，然后借水平步进式推料机构12使之前移。送纸辊11的表面匀布许多与真空室相通的小孔，以便吸附包装材料10并送至预定位置。当推料板12将物品13推送到工位Ⅱ时，包装材料遂被固定折纸板裹成⊂形。接着，侧面折纸板Ⅰ向上运动将包装材料折成“口”形。托板2上升后，将物品上移一定距离，包装材料又被固定折纸板折叠。在工位Ⅲ，侧面热封器3将搭接在各个物品侧面的包装材料加以热压封合。待垒满四个物品后，折角器9对移至顶部的物品两端伸出的包装材料进行折角，并将物品移向工位Ⅳ，端面折纸板4将两端下部的包装材料向上折叠，然后托板5将物品向上推送，推送过程中两端上部的包装材料又被固定折纸板折叠。在工位Ⅴ，端面热封器6和8对两端的包装材料热压封合。待垒满四个物品后，由推板7将顶部的两个已裹包好的成品输出。

图5-6为裹包机传动简图。因要求侧面折纸板1和端面折纸板6作同步运动，故将他们固联，由凸轮28驱动。托板2和7也作同步运动，故也将他们固联，由凸轮27驱动。侧面热封器5和端面热封器9、11虽然工作行程方向各不相同，但其行程大小和工作时间是一致的，由圆柱凸轮3经齿轮4同时驱动。折角器8由偏心轮13驱动。输出推板10由凸轮12驱动。步进式推料机构（即推料板23）借偏心轮26、29驱动按预定平面曲线轨迹运动，将被包装物品由工位Ⅰ逐次推送到工位Ⅱ为止（图5-5）。压纸辊18和牵引辊24将被包装材料15和撕裂带16夹紧并向前供送。切口刀19可将已粘合在包装材料上的撕裂带切成一个U形切口，它由一对非圆齿轮17传动而作非匀速转动，调节一对非圆齿轮17在其轴上的周向位置，能改变切口刀切撕裂带时的角速度，从而可改变U形切口的长度。切纸刀20将被包装材料和撕裂带切断，由于牵引辊24的表面上匀布许多与真空室相通的小孔，所以包装材料被切断后仍被吸附在牵引辊表面上。当牵引辊表面上的小孔转至与送纸辊25接触时被解除真空，包装材料遂被送纸辊25（其表面也匀布许多与真空室相通的小孔）吸附过去，并被送到预定位置。

图5-6 裹包机传动简图

1—侧面折纸机 2—托板 3—圆柱凸轮 4—齿轮 5—侧面热封器 6—端面折纸板

7—托板 8—折角器 9—侧面热封器 10—推板 11—端面热封器 12—凸轮 13—偏心轮 14—粘合剂储槽 15—包装材料 16—断裂带 17—非圆齿轮 18—压纸辊 19—切口刀 20—切纸刀 21—被包装材料 22、23—推料装置 24—牵引辊 25—送纸辊 26、29—偏心轮 27、28—凸轮

显然，为了完成裹包操作，裹包执行构件与被包装物品及包装材料之间应有适当的相对运动。如，有的物品及包装材料不动，而执行构件运动；有的执行构件不动，而物品及包装材料运动；还有的物品及包装材料同执行构件都要运动，但速度互不相同。

对静止的执行构件，只需做结构设计。而对运动的执行构件却要根据裹包操作的要求，选择和设计合适的机构使之实现预期的运动规律。

1.条盒透明纸裹包机

该机为全自动包装机，被包装物品由输送带连续供给，包装材料采用卷筒式连续供送。在条盒（如香烟）表面裹包一层透明纸，增加包装装潢质量和提高产品的保干、保湿能力。

（1）条盒透明纸裹包机的组成及工作原理 图5-7为条盒透明纸裹包机外形图。该机主要由条盒输入装置1、包装系统2、透明纸供送系统3、动力装置4、条盒输出机构及控制系统等组成。可用于包装盒装茶叶、条盒烟及长方形块状物品等。

图5-8为条盒透明纸裹包机工作原理图。图5-8中b为条盒烟6由条盒输送带送入条盒托板7上。此时，被定长切断的透明纸1由a位送到条盒托盘7的上部，并覆盖在条盒上面。接着条盒压下两个微动开关，主电动机即起动，条盒托板7带着条盒6与透明纸1沿垂直通道8上升，在垂直通道的导向下，使透明纸呈倒U形包裹条盒。当条盒托板7上升到最高位之后，条盒摆动板2与长边折叠板3一起将条盒托住，此时，托板7开始下降到起始位。当条盒摆动板2托住条盒并保持一段时间后，长边折叠板3将透明纸包裹后的底面一长边折叠完毕，如d位所示。与此同时，推板与两顶端折叠板4开始运动，完成e位所示的两顶端面前部的折叠任务。在4继续向前输送的过程中，底板和固定折叠板5完成如f位所示的另一底面长边和两顶端后部的短边折叠任务。随后，底面热封器9向上运动，将底部长边热封。条盒在推板的推动下进入输出机构，在输出机构两侧固定折叠板的导向下，先后完成两顶端面的下部长边折叠和上部长边折叠任务（h、i位）。最后由两端热封器9将条盒两端透明纸热封，完成整个透明纸盒的包装任务。

图5-7 条盒透明纸裹包外形图

1—条盒输入装置 2—包装系统 3—透明纸供送系统 4—动力装置 5—电气控制柜

图5-8 条盒透明纸裹包机工作原理图

1—透明纸 2—摆动板 3—折叠板 4—推板与两顶端折叠板 5—固定折叠板 6—条盒烟 7—条盒托板 8—垂直通道 9—热封器

该裹包机的折叠裹包工艺路线为阶梯型，如图5-3b所示。其包装工艺流程如图5-9所示。图5-9a为条盒进给，同时透明纸进给并定长切断；图5-9b为透明纸到位，同时条盒上托形成倒U形裹包；图5-9c为底面长边被折叠；图5-9d为两顶端后部的短边被折叠；图5-9e为底面的前长边被折叠，热封底面长边，折叠两顶端前部的短边；图5-9f为折叠两顶端的下部长边和上部长边，并完成两顶端封合。

图5-9 包装工艺流程图

图5-10 工作循环图

图5-10为条盒透明纸裹包机工作循环图。托板（J1，图5-11）在0°～114°时，将条盒与覆盖的透明纸一起提升到最高位置，并在114°～125°时停在最高位。条盒摆动板（J5，图5-11）在105°～120°为向前摆动，与120°摆到终点并停留，当托板（J1，图5-11）在124°时开始下降，摆动板（J5，图5-11）将条盒托住。透明纸长边折叠板（J2，图5-11）在105°～235°时，折叠条盒底部后侧长边，并在235°完成折叠。条盒推板及两顶端折叠板（J3，图5-11）在145°～305°时，首先完成折叠两端短边；在前进的过程中的235°时再完成折叠条盒底部前侧长边，同时将后侧边长边压住，长边折叠板（J2，图5-11）在250°开始返回。接着由固定折叠板进行折叠前侧短边，在305°完成并停留至320°。摆动板（J5，图5-11）在（90°～305°）返回。热封器（J6、J7，图5-11）在50°～190°条盒停止时，完成端部热封。

（2）传动系统 图5-11为条盒透明纸裹包机的传动系统原理图。本机传动系统设有主传动与辅助传动两条传动链，辅助传动链由电动机M2驱动。当机器处于待料状态时，电动机M2转动，使条盒输送带运转，实现条盒供送。当机器正常工作时，电动机M2停止转动，条盒输送带则由主动链驱动。主电动机M1与电动机M2始终处于互锁状态。在机械传动中为防止传动干涉，链轮Z10、Z16上均装有单向超越离合器。条盒透明纸裹包机传动路线如图5-12所示。(www.xing528.com)

主传动系统主要由主体传动、成型传动、条盒输入传动、透明纸输入传动等系统组成。

1）主体传动系统。主体传动是由主电动机M1，通过带动D1/D2及两对斜齿轮Z1/Z2和Z3/Z4传动，将运动传动到凸轮轴Ⅲ上。

2）成型传动系统。成型部分的传动可分为托板的传动、透明纸长边折叠板的传动、条盒推板的传动及热风器的传动。

托板J1、透明纸长边折叠板J2、条盒推板J3三者的运动，均由凸轮轴Ⅲ上的三个大凸轮T1、T2、T3分别驱动各自的摆杆、导杆、铰链等实现。

透明纸长边折叠挡板J5、热封器（J6、J7）的运动则由凸轮轴Ⅵ上的凸轮T4、T5驱动。凸轮轴Ⅵ由凸轮轴Ⅲ通过链轮Z7、Z8驱动。

3）条盒输入传动系统。条盒的输入传动即为输入传动带J4的传动，它可由凸轮轴Ⅲ，通过两对链轮Z9/Z10和Z11/Z12及一对齿轮Z13/Z14来驱动，也可由电动机M2通过减速器D、链传动Z15/Z16来带动。

4）透明纸输入传动系统。透明纸输入传动，通过凸轮轴Ⅲ上的一对锥齿轮Z5/Z6带动电器凸轮轴Ⅶ转动，经链传动Z17/Z18分别带动Z19、Z25传动，通过齿轮Z19/Z20、Z21/Z22和Z23/Z24带动输纸辊J10、J11转动，实现送纸。同时经Z27/Z26带动旋转切刀J8转动，完成切纸。另由切刀轴上的齿轮Z27，通过齿轮Z28将运动传递给透明纸输送小传动带，完成切断纸的供送。

图5-11 条盒透明纸裹包机的传动系统原理图

图5-12 条盒透明纸裹包机传动路线

2.香皂自动包装机

香皂自动包装机采用机械式无级调速，单张片纸对香皂（或其他块状物料）进行折叠裹包。

（1）技术参数

1）生产速度：90～140块/min。

2）包装材料：30～80g/m²单片纸。

3）包装规格：长70～85mm；宽40～55mm；高20～30mm。

4）电动机：0.75kW。

5）外形尺寸（长×宽×高）：2300mm×800mm×1350mm。

（2）香皂自动包装机的组成及工作原理 图5-13为香皂自动包装机结构示意图。它主要由香皂供送机构1、推皂机构2、顶皂机构4、折叠上胶热封机构6、供纸机构8及传动控制系统等组成。

图5-13 香皂自动包装机结构示意图

1—香皂送进机构 2—推皂机构 3—分配轴 4—顶皂机构 5—减速器 6—折叠上胶及热封机构 7—无级变速机构 8—供纸机构

图5-14 香皂自动包装机工作原理图

1—片纸库 2—香皂 3—纸片 4—进皂输送带 5—顶皂器 6—挡块 7—挡纸板 8—弹性侧板 9、10、11、13—固定折叠板 12—上胶辊 14—加热装置 15—折角—推皂机构 16—左下折叠板 17—供纸辊 18—摩擦轮 19—成品

图5-14为香皂自动包装机工作原理图。该机采用摩擦轮18、供纸辊17完成片纸供送；棘轮机构驱动进皂输送带4间歇送进香皂；顶皂器5由曲柄滑块机构驱动，将香皂及包装片纸垂直上推，经弹性侧板8，使包装片纸紧裹香皂成倒U形；香皂被推至顶部后，先由左下折叠板16向右做折边动作，接着折角-推皂器15向右进给，完成折端后角，并推动香皂右移；在香皂右移过程中，经固定折叠板9、10、11使香皂与包装纸完成底边、端前角、端下边的折叠；上胶辊12对端上边涂胶，后经固定折叠板13完成裹包过程。完成裹包的香皂经加热装置14将胶水烘干粘牢。其包装工艺流程如图5-3b所示。

图5-15为该机的工作循环图。由图可见，顶皂机构在0°～120°上升顶皂，在220°返回到始点；抄纸机构在125°～220°完成抄纸，于345°返回；推皂机构在180°～415°完成推皂并返回至始点。

该机执行机构采用了四杆机构的组合，它充分利用了组合机构在内外极限位置从动件近似停留的特点，因此，顶皂、推皂、抄纸在起始点均为近似停留。

图5-16为顶皂四连杆组合机构示意图。曲柄摇杆机构在内极限位置附近运动时，与其串联的曲柄滑块机构DEF也在它的内极限位置附近运动，从而使顶板1在最低位置（起始点）有一段近似停留时间。该机构常用于裹包机械。

（3）传动系统 图5-17为香皂自动包装机传动系统示意图。该机采用V带分离锥轮无级变速机构，其中，D₁为分离锥轮、D₂为固定锥轮，通过改变D₁与D₂之间的中心距可实现无级变速。电动机经无级变速机构、齿轮减速器1、链传动Z₁/Z₂传到分配轴Ⅲ上。轴Ⅲ经锥齿轮Z₃/Z₄、链传动Z₅/Z₆驱动送纸机构。轴Ⅲ经链轮Z₇、棘轮步进机构3带动进皂输送带间歇运动。偏心轮T₁、T₂、T₃通过连杆机构分别带动推皂机构、折叠机构、顶皂机构等完成折叠裹包操作。

图5-15 工作循环图

图5-16 顶皂四连杆组合机构示意图

1—楔板 2—香皂

图5-17 香皂自动包装机传动系统示意图

1—减速器 2—离合器 3—棘轮步进机构 T₁、T₂、T₃—偏心轮