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采用DICAR均衡器胶垫提高纸箱模切质量

时间:2015-08-03 点击:9866次 作者:

    全世界环保呼声日益高涨,包装业要求更多地使用无污染、可回收的材料,以保证可持续发展,这使得瓦楞纸箱工业得到了飞速的增长。瓦楞纸箱的成型分为平版模切和滚筒模切。平版模切的优势在于纸箱尺寸不会发生变化。滚筒模切的优势在于速度快,产量大。在瓦楞纸箱工业非常发达的欧美,由于采用了先进的滚筒模切技术,90%的纸箱采用滚筒模切完成。我国的滚筒纸箱工业刚刚起步,发展潜力巨大,但是要取得质量和数量上的突破,必须解决模切中的品质问题。滚筒模切中的问题包括:模切不彻底,清废不彻底,纸箱尺寸不一致等等。

    模切的彻底性和清废的有效性与模切刀及海绵胶的耐用度有关,同时也与底胶垫的品质有关,由于时间关系,在此专门谈一谈底胶垫对模切品质和精度造成的影响。

    首先,我们要弄清平版模切与滚筒模切的不同点。平版模切是静态的模切,刀模与纸板进行面与面的接触,所以,纸箱尺寸与刀模尺寸完全一致,不会发生尺寸变化的问题。而滚筒模切是运动中的模切,滚筒模与纸板在前进中进行点与点的接触,所以,难以保证纸箱的尺寸完全与刀模尺寸一致。

    所以,滚筒瓦楞纸箱尺寸不合规格或不够精确,向来是滚筒模切中存在的品质问题。包装业的要求越来越高,使精度差的纸箱难以通过自动化包装线。而人们又不愿放弃滚筒模切产量大,速度快,成本低的优点。所以,几十年来,人们为克服滚筒纸箱尺寸的误差进行了众多努力。

    要寻求解决的方法,先要了解纸箱尺寸变化的原因。

    影响精度的主要因素

    要寻求解决的方案,首先要了解引起纸箱尺寸变化的主要因素。在正常操作条件下,有四个影响因素:

    首先,是滚筒模切刀的高度,这是由机器制造商确定好,然后由制刀模者执行的。

    第二,是刀模的理论直径。

    第三,是滚筒刀在底胶垫上的切入深度。大多数机器制造商都推荐一个标准切入深度作为理想的设定量,但对不同的订单它可以改变。切入深度取决于操作员,通常是要求有足够的切入深度以达到彻底切穿纸板,并略有余量。

    最后,是底滚筒的表面速度,正常情况下会随着底胶垫的磨损而变小。

    表面速度

    在理想情况下,刀模的表面速度,底滚筒的表面速度,以及瓦楞纸板运转速度应当一致。不幸的是,在传统的滚筒模切条件下,这种情况只存在很短时间,即当底胶垫完全未受到磨损,因而上下滚筒以理论上的1∶1的相同速率运转时。

    从此时开始,底胶垫发生磨损,这就减少了底滚筒的直径,因而改变了底滚筒的表面速度,最终导致纸箱的长度缩短。

    刀模的表面速度取决于滚筒圆心至刀锋为半径的圆周长。底滚筒的表面速度取决于底滚筒圆心至底胶垫表面为半径的圆周长。由于底胶垫的易磨损性,显而易见,这里惟一不能保持常数的变量是底滚筒的表面速度。因而一向以来,重复订单情况下很难保证纸箱从始至终的精确度。

    首尾难顾

    当要求运行多版纸箱--两个或更多个纸箱从一张瓦楞纸上相继模切下来时,尺寸问题就显得更加明显了。为了控制第一个纸箱的尺寸,必须改变模切刀的切穿深度或底滚筒的速度。然而,这不可避免会改变最后一个纸箱的尺寸。一般情况下,最后一个纸箱会切得比第一个短。

    经验显示,如果试图控制这种现象,则又会改变第一个纸箱的尺寸,这叫做“首尾难顾”。此效应因纸箱尺寸、机器尺寸、滚筒速度及刀的切入深度的不同而使各批成品不能一致。

    许多纸箱厂商为了解决这一难题,进行了可贵的努力,找到不少方法来把滚筒模切造成的尺寸变化减少到最低。其中一种方法是,采用可变速的底滚筒,由操作者定时或不定时测量纸箱的公差,然后操作员通过变速马达等装置,调节底滚筒的速度,以补偿底胶垫的磨损所造成的直径短小的缺陷。该系统可取得一定的效果,但纸箱厂必须依赖操作员的技术以作出正确的调整。甚至在这种情况下,也很难精确确定底胶垫的直径,因为在大多数情况下,底胶垫各处的磨损是不同的。在许多情况下,这也给操作员太多的困扰,常常造成刀模、齿轮系统的损坏。

    另外,在多版情况下,有些制模者把第二版做长些,以补偿“首尾难顾”的尺寸差。尽管这些方式可以解决部分问题,但无法从根本上满足对精度要求较高的客户的需求,也难以符合ISO9000标准。

    30年前,美国DICAR发明了长寿型底胶垫来缓解这一矛盾。DICAR底胶垫的使用寿命为任何同类产品的150%至300%,这样便缩小了上下滚筒线速度的差值,使纸箱尺寸的缩短变得比较不明显。

    但以上均不是彻底的解决之道。

    目前最佳的解决方案当属DICAR开发的均衡器底胶垫系统。均衡器控制底滚筒的表面速度,减少操作员的失误。与标准模切装置不同,底胶垫不是直接覆盖在底滚筒上,而是先套在轴承套筒上。

    不论底胶垫的直径如何变化,由于轴承可在底滚筒上自由滑动,从而使底胶垫的表面速度完全由刀模操纵,使纸箱与刀模形状完全一致。

    均衡器在控制纸箱尺寸方面最大优点,是不需要操作员的涉入,无需由操作员定时调节滚筒的转速,而是由均衡器自动调节,这点在模切重复订单时非常重要,因为客户当然希望每批货的尺寸完全一致。   基于此,当一次运行多版或多套刀模时,就不会出现首尾难顾的现象,模切的纸箱形状将与相应的刀模完全一致。   除此优点之外,DICAR均衡器尚有以下优势:

    使底胶垫的寿命延长。由于上下滚筒的线速度完全一致,底胶垫所受的张力减少,另外,刀模直径与底胶垫的直径不必一致,使每片滚筒刀的切入点在底胶垫上得到均匀的移动,即每次都不是落在同一点,底胶垫的磨损非常平均,寿命更久。实践证明,均衡器上的底胶垫寿命可延长30%以上。

    更换底胶垫的时间更短。传统的底胶垫的位置调换需要将所有底胶垫拆卸下来,然后再安装,而DICAR均衡器底胶垫的更换非常方便,只需5分钟。所节约的停机时间是可观的。   安装DICAR均衡器后的经济收益是可观的。经实际统计,若一部纸箱机每日模切40000个纸箱,使用均衡器后10年内产生了数百万元的收益。(如表所示)

 以每台机器日产4万件为例

 每日增加收益

 每月增加收益

 每年增加收益

 10年增加收益

 提高精度/减少废品

 $150

 $4500

 $54000

 $540000

 节约机器时间

 $30

 $900

 $10800

 $108000

 延长胶垫寿命

 $15

 $450

 $5400

 $54000

 合  计

 $195

 $5850

 $70200

 $702000

 折合人民币

 $1599

 $47970

 $575640

 $5756400

    所以,目前全世界已有1200多台纸箱滚筒模切机装配了DICAR均衡器,而在我国仅有8台机器安装了,显然,要想成为滚筒纸箱大国,我国纸箱生产商在技术进步的道路上还要加快步伐。