接缝式裹包机的应用与优势分析

接缝式裹包机是一种卧式三面封口，自动完成制袋、充填、封口、切断、成品排除等工序的包装设备，是裹包机械中应用广泛、自动化程度高、系列品种齐全的一类包装机械。实际应用中，与相应的衍生机种、辅助机种相配合，能实现食品、日用化工、医药等行业自动化生产线的流水包装。其包装物的适用面也相当广泛，如一般块状、筒状规则物品，无规则异形物品等，其体积、重量限制甚微。包装成品的形式也多种多样，有单件包装、集合包装、带托盘包装、无托盘集合包装等。从包装成品外观区分，有普通枕形包装、折角枕形包装、线性封口去废边包装等；从应用的包装材料看，有复合膜包装、热收缩膜包装等。在该类设备的常规应用中，普遍具有生产能力大、设备性能稳定、成品规则美观的特点。目前，国内较先进的小型规则物品枕型包装机，其最大持续生产能力一般达到1500件/min。

1.接缝式裹包机的分类及特征

（1）按包装成品形式区分

1）普通枕形自动包装机。包装成品如图5-42a所示，这是一种最通用的三面封口枕形包装，其产品是在用片膜裹包之后直接三面封口切断，自然成型。如袋装方便面、枕形糖果等，其包装机在封口前有确定的位置供人工或机械为每件包装加入调味汤料包或说明书、小礼品等。该类包装机以包装物厚度不超过40mm、其厚宽比值小于0.5为宜，其长度尺寸可根据实物长度或包装材料上印刷色标距离来确定，在一定范围内任意选取。

图5-42 枕形包装成品外观

普通枕形自动包装机通常具备光电跟踪功能，高速运行中能不断修正切断点的位置误差，使包装成品始终保持包装膜印刷图案的完整性，两端横向封边及中部纵向封边压痕清晰整洁，包装成品美观大方。

根据裹包成型器的结构不同，普通枕形包装成品的效果也略有差异，一般有宽松型和裹紧型两种。如方便面、巧克力、威化饼等，要求成袋比实物大，增加单件包装的效果，配合以合理的彩印图案，提高商品价值；另如单块饼干、糖果，则要求成袋时裹紧包装物、减少袋中气体，便于装箱、运输等。从包装装潢角度来看，普通枕形自动包装机一般用于彩印复合膜材料的包装。如聚丙烯/聚乙烯、双向拉伸聚乙烯/聚乙烯、铝箔/聚乙烯及各类多层复合膜。

2）折角枕形自动包装机。包装成品如图5-42b所示，其包装形式与普通枕形相似，由于适合较厚物品的包装，其自然成型将严重影响包装效果和美观。包装机增加专门的折角及其他相应的机构后，使包装成品两端的横封边呈规则的折叠，形成与普通枕形完全不同的包装风格。该类包装机适合的包装物一般厚度在30mm以上，物品的长度尺寸不可任意选取，特殊情况下需与生产厂家协商，予以专门订制。

由于折角机构在包装过程的定位作用，折角枕形自动包装机对片状规则物品的无托盘集合包装具有特别的应用价值。如矩形、圆形饼干的集合包装，采用该类型包装机能省去普通枕形包装机必需的内托盘或热收缩内包装，有效地降低了成本，对大批量的生产有很高的应用价值。

从包装成品的装潢效果来看，折角枕形自动包装机适合的包装材料与普通枕形自动包装机的情况相同，多采用复合包装薄膜。

3）无封边枕形自动包装机。包装成品如图5-42c所示，成品的三边封口皆为直线形（或纵封仍带压痕封边），这类包装多用于贴体包装，包装材料为PE、PVC等热收缩膜，包装之后设热收缩工序，达到枕形包装之后的贴体效果。由于封口无封边，薄膜热收缩之后呈细线性，能增加包装后的透明度。常见的包装机如碗式方便面食品自动包装机、钙奶瓶集合自动包装机等。

无封边枕形自动包装机的种类、规格很多，功能各异，但其结构原理基本一致，一般有纵封余边回收装置，无光电跟踪系统。根据应用的场合不同，也增设相应的控制功能，包装物多为不规则异形物品。

（2）按包装机结构不同区分

1）上送膜枕形自动包装机。上膜枕形自动包装机包装特征如图5-43所示，其包装薄膜从机器上方向下进入成型器，同时自上而下对包装物进行裹包封口，成品输出时纵向封边朝下。包装物从输送链进入成型器需设计不同的过桥，确保成型时纵向封口前包装物顺利精确地进入包装位置。

上送膜枕形自动包装机通常配有可调成型器，包装宽度尺寸调节范围大，纵向封口与横向封口之间无输送动力，适合体积较小、重量较轻的规则物品包装。其包装速度较高，一般能达到1500件/min。较先进的小型糖果包装机，由于采用多刀座结构，稳定生产能力为1000～1500件/min。

图5-43 上送膜结构示意图

1—包装物 2—送料机构 3—入膜角度调节辊 4—成型器 5—过桥 6—牵引辊 7—热封轮

2）下送膜枕形自动包装机。下送膜枕形自动包装机包装特征如图5-44所示，其包装薄膜从机器下方向上送入成型器，同时对包装物至下而上进行裹包封口，成品输出时纵向封口朝上。包装物能直接进入成型器，无需专门的过桥连接，成型器通常为固定式，对包装物宽度尺寸变化适应性差，需配备多种规格以满足不同的需求。

图5-44 下送膜结构示意图

1—包装物 2—送料机构 3—成型器 4—入膜角度调节辊 5—牵引辊 6—热封轮 7—中间输送带

下送膜枕形自动包装机适合形状不规则，体积、重量较大的物品包装。机器纵向封口机构与横向封口机构的间距较大，由输送带或链相连，实现较重物品的裹包封口。另外，由于裹包形式的特点，对散装件规则物的集合包装、方便面的多包汤料包装等情形也有十分理想的效果。

3）横封回转式枕形自动包装机。枕形包装的横向封口是体现成品风格的最关键部位，其质量好坏完全取决于包装机的横向封口机构。回转式横封切机构示意图如图5-45所示，这是小型枕形包装机的典型结构，具有包装速度高、热合冲击小、结构简单的特点，包装物体的最大高度一般不超过80mm。

根据包装机应用尺寸范围的不同，包装机横封机构在结构上有单刀座机构、双刀座机构、多刀座机构等型式。一般情况下，被包装物越小，则横封刀座数越多，包装机的生产能力则越大。

4）横封往复式枕形自动包装机。与回转式横封机构相比，往复式结构运动比较负责，一般由三个以上的运动合成，如图5-46所示。由于横封机构为往复式间歇周期运动，其封合冲击比回转式横封机构严重得多，包装速度也较慢，通常生产能力不超过100件/min，适合尺寸较大、厚度较高物品的包装。常用于折角枕形包装、热收缩膜枕形包装。(www.xing528.com)

图5-45 回转式横封机构

1—包装物 2—包装材料 3—上刀轴 4—上热封体 5—下刀轴 6—下热封体 7—包装成品

由于横封往复式枕形自动包装的生产能力相对较低，其产品主体结构常采用下送膜形式，适合体积、重量较大物品的包装，在采用热收缩包装薄膜时，对不规则物品的包装可达到理想的贴体效果。

（3）接缝式裹包机的工作原理

1）基本包装工序流程。目前应用于各行各业的接缝式裹包机械机型系列、品种繁多，外观造型千差万别，结构、性能也存在差异，但包装工序流程基本相同，如图5-47所示。

图5-46 往复式横封结构

1—包装物 2—包装材料 3—上热封体 4—下热封体 5—包装成品

图5-47 基本包装工序

如图5-48所示为接缝式裹包机工作简图。

各类接缝式裹包机除包装尺寸范围不同外，其最主要的区别在于电气控制单元功能的强弱。随着近年工业单片机、PLC可编程控制器的推广应用，该类包装机电控系统从初期的分离元件发展至今的可编程系统控制，包装机的适用功能，运行可靠性、自动化程度、生产能力、制造周期等方面都得以大幅度改善，特别是步进技术在接缝式裹包机中的应用，使之使用更方便，易操作。

图5-48 接缝式裹包机工作简图

2）典型接缝式裹包机基本构造。如图5-49所示为典型接缝式裹包机结构外观图，整机由如下几个基本部分组成。

图5-49 接缝式裹包机结构外观图

①进料充填部分。进料填充部分由等间距推料器构成的封闭链环组成，工作时匀速直线运动，将被包装物品按包装周期，规律地送入成型器，完成裹包动作。

②供膜成型部分。供膜成型部分由薄膜安装架、输送辊筒组、日期打印系统、成型器组成。片状包装薄膜随主机下膜辊筒、牵引轮作匀速运动，通过输送辊筒组、完成定点日期打印，同时自动调节包装材料在分切卷筒时产生内应力所造成的张力不均，进入成型器后实现对物品的裹包成型。

③机架部分。机架结构是包装机的主体，是根据不同规格、型号包装机的具体要求而设计的框架。主机各部分通过机架组合成完整的机械设备，同时也是主机动力传动系统的支承基体。

④动力传动系统。动力传动系统是包装机主电动机的动力和运动向各执行部件、运动部件传递动力的机械传动系统，主要由带轮、凸轮、链轮副、齿轮副、差动机构、机械无极调速机构等机械零部件组成。由于接缝式裹包机工作速度较高，且完成包转动作的动力较小，在一般情况下，动力传动系统中不用减速器；主电动机通常有直流无级调速电动机和交流变频无级调速电动机两种。

接缝式裹包机的动力传动系统比较复杂，因机而异，但其运动的传递具有以下共性，即主电动机运动经带轮作减速传递后通常都分为四个运动：进料填充运动；下膜、纵封运动；横封运动和成品输出运动。每项运动参数的设置及其相互关系都符合各型包装机技术规范。

⑤动作执行部分。包装机动作执行部分包括纵向封口机构和横向封口机构。该部分是包装机的核心，其工作质量的好坏是衡量接缝式裹包机性能质量最主要的依据。

⑥成品输出部分。成品输出部分包括输出平带和排包毛刷，输出平带的线速度一般为主机包装线速度的1.5～2倍。

⑦电气控制部分。电气控制部分是包装机运行的控制系统，其功能强弱是包装机自动化程度的重要标志。电气控制部分包括控制面板（或控制屏幕）、主电动机控制系统、纵横向封口温度控制系统、光电跟踪控制系统及各种显示、保护控制系统。目前以可编程控制器或工业单片机为核心的电气控制系统成为接缝式裹包机电气控制系统设计应用的主流。