基于TRIZ理论对GDX2小包透明纸长边热封装置的设计.docVIP

基于TRIZ理论对GDX2小包透明纸长边热封装置的设计 　　【摘 要】由于GDX2小盒透明纸包装机（4350CH）长边包装存在透明纸包裹不紧、正面松弛、侧面长边搭口皱纹、熨烫不平等缺陷，严重影响了小盒硬包的外观质量。因此需要对GDX2包装机长边包装热封装置进行全面创新设计，就要以产品设计理论和创新理论为理论依据，进行创新设计。本文基于TRIZ理论对GDX2包装机长边热封装置进行创新设计。 　　【关键词】GDX2包装机；热封装置；外观质量；创新设计；TRIZ理论 　　GDX2小盒透明纸包装机存在透明纸包裹不紧、正面松弛、侧面长边搭口皱纹、熨烫不平等缺陷，严重影响了小盒硬包质量。究其原因分析，主要体现在以下几个方面： 　　（1）热封稳定性差； 　　（2）热封时间相对较短； 　　（3）烙铁结构设计不合理； 　　（4）维修费用高。 　　因此应用TRIZ理论和方法[1-3]分析现有GDX2小盒硬包透明纸长边热封机构原理解，对GDX2包装机长边热封包装装置进行创新设计。 　　1 利用物质―场分析方法确定小盒长边热封装置的系统技术冲突 　　1.1 问题分析 　　烟包通过通道输送带送入压紧装置内，再经过提升后，推烟器协调地将烟包推入有同步齿形带的4350CH小透明纸包装机输入通道。接着双推送器将烟包朝前推，烟包就带着输送到位的已裁切好的并粘有拉带的透明纸穿过通道的上下压板进入成型转塔的包装槽（盒模）内，此时完成了透明纸的“]形包装和烟包两端面的第一折（短边折叠）。烟包侧面长缝的第一折由活动的长缝折叠器完成，随着成型转塔的转动，侧面长缝第二折由固定的弧形瓦板内壁完成。在成型轮顺时针旋转60°和120°的两个停止工位上，烙铁对烟包先后进行了两次侧面长缝的热封，然后在180°工位上烟包被推出成型转轮而进入折叠通道。在烟包前进过程中完成烟包两端面的另一短边折叠（第二折）和下翼边折叠（第三折）。其后烟包在提升过程中两端完成了上翼边的折叠（第四折）和叠包。双包烟垛在端面热封通道中输送时被热封两端面，随后被推入输出转盘。由于热封稳定性差、热封时间相对较短、烙铁设计的不合理等因素，造成了小盒在包装时存在透明纸侧面封装有皱纹、气泡、漏气、熨烫不平等现象。 　　1.2 利用物质―场（Substance―field）分析模型确定小盒长边热封装置的系统技术冲突。 　　图1 长边热封装置系统物质-场模型 　　小盒透明纸长边热封装置系统的物质―场模型如图1。FM为机械能，S2为热封装置，S1为烟包。表明热封装置通过机械能作用于烟包，完成透明纸在热封装置中的热封。与烟包直接作用的为烙铁，成型转塔，弧形瓦板，其中的温度，时间和压力就成为了系统中的主要冲突，热封装置系统中的冲突分析如下： 　　（1）小盒烟包进入包装折叠成型轮完成“]”形包装后，在第二、三工位实现小盒透明纸侧面长边热封，由于烙铁宽度小于烟包侧面宽度，受热封合的透明纸与未受热封合的透明纸收缩比率不同，造成小盒侧面长边搭口皱纹、不平，且设备高速和低速的烙烫效果差异性较大，需经常进行调整，导致该系统热封稳定性极差。 　　（2）在GDX2（CH）包装机上，生产率为400包/分，经过计算得到每小盒烟包包装的时间为0.15秒。小盒烟包进入包装折叠成型轮完成“]”形包装后，在第二、三工位对小盒透明纸侧面长边热封时间相对较短，烙铁加热后对透明纸的烙烫不充分，造成小盒侧面长边搭口皱纹，严重影响产品美观和设备作业效率。 　　（3）现有的GDX2的热封烙铁的结构形式与热封机构运动过程的配合不合理，导致热封过程中烙铁的运动形式与小盒烟包的运动之间，在热封的时候采用线接触热封，热效率和热封面部不均匀，影响热封效果。 　　2 解决技术冲突―热封装置方案的提出 　　当要改造GDX2包装机的热封装置时，必须找出改造过程中会遇到的矛盾问题，例如这种热封装置精度要高，强度要大，速度要快，结构要简单，安全可靠，是否能提供安全警示等。按照将上述需要解决的问题以其重要性排列： 　　◇热封的烟包品质好； 　　◇热封过程中速度快； 　　◇简化结构； 　　操作过程中安全。 　　用TRIZ理论的39个通用工程参数将这些问题和上述热封装置系统物质―场分析可以得到2组通用的工程参数[4]。第1组为：需要改进的通用工程参数为“物体产生的有害因素” ，恶化的通用工程参数为“装置的复杂性”，交叉处的发明原理为19，1，31，由阿奇舒勒矛盾矩阵表得到这三个发明原理分别为“周期性作用”、“分割”和“多孔材料”；第2组为：希望改进的通用工程参数为“运动物体作用时间”，恶化的通用工程参数为“结构的稳定性”，交叉处发明原理编号为13，3，35，发明原理为“方向”、“局部质量”、“参数变化”。 　　3 GDX2小包透明纸长边