Một trong những lựa chọn kỹ thuật quan trọng nhất mà người mua thực hiện khi đánh giá thiết bị sản xuất túi giấy là cách lắp đặt phương pháp gắn tay cầm.Máy làm túi giấy tự động có tay cầm trực tuyếnsao cho gia công và gắn vào cùng một dây chuyền sản xuất, tạo thành ống giấy, đáy gấp và giao bao thành phẩm. Để hiểu chiếc máy này, điều quan trọng là phải hiểu cách thức hoạt động của quy trình trực tuyến và nó khác với các phương pháp ngoại tuyến như thế nào. Điều này có thể giúp người mua chọn đúng máy và giúp người vận hành sử dụng và bảo trì thiết bị hiệu quả hơn.
Trực tuyến và ngoại tuyến: Sự khác biệt cơ bản
Điều quan trọng là phải hiểu những thuật ngữ này trước khi giải thích cách thức hoạt động của máy móc. "Trực tuyến" có nghĩa là việc xử lý giống như quy trình đóng bao. Giấy đi vào một đầu của máy và một túi thành phẩm có tay cầm đi ra liên tục từ đầu kia. “Ngoại tuyến” có nghĩa là làm túi trước. Sau đó, chúng được chuyển sang một máy khác hoặc không gian làm việc thủ công, nơi sau đó sẽ gắn tay cầm.
Phương pháp ngoại tuyến dễ thiết lập hơn lúc đầu nhưng đòi hỏi nhiều bước xử lý hơn và bộ nhớ bổ sung giữa các quy trình. Các túi phải được xếp chồng lên nhau, bảo quản và chuyển sang máy thứ hai. Trong thời gian này, giấy có thể hấp thụ độ ẩm hoặc bị hỏng. MỘTMáy làm túi giấy tự động có tay cầm trực tuyếnloại bỏ các bước bổ sung này. Tay cầm kết nối khi túi di chuyển qua máy dưới sức căng được kiểm soát. Nhờ đó, tay cầm được đặt chính xác hơn và túi thành phẩm đồng nhất hơn.
Trình tự đính kèm xử lý trực tuyến
Giai đoạn 1 - Làm lưới và ống giấy
Phần đính kèm xử lý không bắt đầu tại Trạm xử lý. Nó đã đi trước vài bước. Xi lanh bị kéo căng và nhăn dưới sức căng có kiểm soát để tạo thành nếp gấp. Các đường nối dọc sau đó được hình thành bằng chất kết dính. Các đường nối được ép thành ống giấy liên tục. Chất kết dính thường là keo PVAc gốc nước hoặc gel tinh bột. Nghiên cứu của Gadhave et al. (2022) cho thấy keo phải thấm tốt vào sợi giấy. Sự thâm nhập mạnh mẽ quan trọng hơn các diện tích tiếp xúc bề mặt lớn trong việc chống lại lực căng.
Ống phải có chiều rộng nhất quán và vị trí đường may chính xác. Điều này rất quan trọng vì vị trí của tay cầm được đo từ tâm ống. Nếu đường kính của kích thước ống thay đổi, vị trí của tay cầm có thể không chính xác.
Giai đoạn 2 – Tạo hình đáy
Tiếp theo, cắt ống giấy thành những đoạn dài rộng thùng thình. Sau đó gấp và dán phần dưới. Hầu hết các túi giấy đều có cấu trúc đáy vuông với một vài nếp gấp và miếng dán gia cố. Trọng lượng của đồ đạc trong túi đỡ phía dưới trong quá trình sử dụng.
Đáy và tay cầm là hai bộ phận chính chịu tải. Sau khi chất nền được nén và cố định, túi đạt hình dạng và kích thước cố định. Sau đó, giá đỡ tay cầm sẽ sử dụng hình dạng này làm điểm tham chiếu để định vị tay cầm một cách chính xác.
Giai đoạn 3 – Trước{1}}Đấm
Sau đó di chuyển bao đến trạm đục lỗ. Có hai lỗ ở đầu túi và một lỗ ở mỗi đầu tay cầm.
Kích thước của lỗ quan trọng. Lỗ không được quá lớn hoặc quá nhỏ. Nếu lỗ quá lớn, hệ thống khóa tay cầm có thể không giữ túi chắc chắn. Nếu lỗ quá nhỏ, dây có thể làm hỏng sợi giấy trong quá trình chèn. Điều này làm suy yếu khu vực xung quanh lỗ.
ISO 1924-2:2008 đưa ra phương pháp kiểm tra độ bền kéo của giấy và bìa cứng. Thử nghiệm này giúp xác định xem giấy có thể chịu được áp lực bao nhiêu xung quanh chày. Độ bền của vùng này phải cao hơn lực kéo tối đa của tay cầm, có bổ sung giới hạn an toàn.
Hầu hết các máy đều sử dụng khuôn đảo ngược bằng thép và cacbua để tạo lỗ. Theo thời gian, các mảnh bị mòn. Kết quả là kích thước của lỗ và khối lượng của các cạnh thay đổi. Vì vậy, trạm đột thường là một trong những bộ phận cơ khí cần được bảo trì liên tục.
Giai đoạn 4 – Hình thành dây (lắp ráp xoắn tuyến tính)
Giai đoạn này chính là điều tạo nên mộtMáy làm túi giấy tự động có tay cầm trực tuyếnkhác với một chiếc máy sử dụng--quy trình xử lý sẵn có được cung cấp từ bên ngoài. Trong hệ thống này, dải giấy kraft được đưa trực tiếp vào máy. Băng thường nhẹ hơn và hẹp hơn giấy đóng gói, có trọng lượng đế khoảng 40–80 g/m2.
Băng đi vào cụm trục quay. Khi dải băng di chuyển về phía trước, trục quay sẽ xoay nó và biến dải giấy phẳng thành một sợi dây tròn. Quá trình này xảy ra liên tục trong quá trình sản xuất.
Thông số vận hành quan trọng nhất là độ xoắn của dây cáp. Đây thường là thước đo mô-men xoắn trên một đơn vị chiều dài (TPM). TPM phụ thuộc vào mối quan hệ giữa tốc độ trục chính và tốc độ tiến dao. Nếu trục xoay quay nhanh hơn thì sợi dây sẽ bị xoắn nhiều hơn. Nếu giấy di chuyển nhanh hơn thì độ xoắn sẽ giảm đi.
Brookstein (2002) nhận thấy rằng độ bền của sợi giấy xoắn tăng theo mức độ biến dạng, nhưng chỉ ở một mức độ nhất định. Sau đó, việc xoắn thêm có thể làm giảm độ bền của dây vì các sợi bị nén quá chặt vào nhau.
Đối với hoạt động của máy, điều này có nghĩa là TPM phải được giữ trong một phạm vi nhất định. Xoắn nhiều hơn không phải lúc nào cũng có nghĩa là dây chắc hơn. Nếu tốc độ của trục quay tăng lên mà không tăng tốc độ cấp liệu thì dây sẽ trở nên quá xoắn và yếu. Sợi dây có thể trông chặt hơn và hoàn thiện tốt hơn nhưng độ bền thực tế của nó có thể bị giảm đi.
Sau khi xoắn, sợi dây đi vào phần làm thẳng. Phần này giúp loại bỏ mọi vết cong còn sót lại do quá trình biến dạng gây ra. Dây phải được kéo thẳng nhất có thể trước khi đến đầu chèn. Nếu sợi dây vẫn còn cuộn tròn thì nó có thể lọt vào lỗ không đều. Điều này dẫn đến độ sâu chèn khác nhau và chất lượng khóa tay cầm không nhất quán.
Giai đoạn 5 – Chèn và khóa tay cầm
Sau khi dây giấy đã thành hình, hãy cắt nó thành các đoạn dài có tay cầm bằng lưỡi quay. Lưỡi dao hoạt động đồng bộ với chu trình đóng bao. Sau đó, tay cầm dây đã đứt sẽ được di chuyển phía trên lỗ đục lỗ trước thông qua hệ thống giá đỡ.
Tiếp theo, đầu chèn sẽ đẩy cả hai đầu dây ra ngoài túi và vào lỗ khớp. Sợi dây được luồn vào một độ sâu nhất định sao cho một phần của sợi dây kéo dài xuống dưới bề mặt bên trong của túi.
Sau khi luồn dây vào, đặt vòng đệm giấy gấp hoặc miếng khóa ở đầu mỗi sợi dây bên trong túi. Sau đó, miếng khóa được ấn chặt vào thành trong của túi.
Chức năng chính của miếng khóa là phân tán lực căng lên các tờ giấy lớn hơn. Nếu không có đệm, lực kéo sẽ tập trung vào mép lỗ. Khu vực này thường là phần yếu nhất trong cấu trúc giấy đục lỗ. Bằng cách sử dụng các miếng khóa, lực được phân bổ trên một diện tích lớn hơn. Trong hầu hết các trường hợp, diện tích tiếp xúc của miếng đệm gấp khoảng 8-12 lần diện tích lỗ. Điều này giúp tăng cường tay cầm và giảm nguy cơ kéo nó ra.
Chất kết dính dùng cho miếng đệm khóa khác với chất kết dính dùng để tạo thành ống giấy. Ở giai đoạn này, liên kết nhanh quan trọng hơn là thâm nhập sâu. Miếng đệm khóa phải được dán chắc chắn vào túi trước khi túi rời khỏi vùng nén.
Do đó, keo nóng chảy thường được sử dụng để thay thế chất kết dính gốc nước. Chất kết dính Thermalmelt có thể nhanh chóng đạt được cường độ tối đa, thường trong vòng 1-3 giây sau khi làm mát. Chúng cũng hoạt động tốt trên nhiều loại giấy khác nhau và không bị ảnh hưởng bởi khả năng thấm hút của giấy.
Đồng bộ hóa: Tại sao phần đính kèm tay cầm trực tuyến là một vấn đề kỹ thuật điều khiển
Chuyển động chèn tay cầm, quá trình cắt dây và chuyển động vận chuyển bao tải đều phải phối hợp với nhau vào những thời điểm chính xác. Các máy móc hiện đại thực hiện việc này thông qua hệ thống cam điện tử dựa trên- servo thay vì hộp số cơ học thông thường.
Trong hệ thống này, tất cả các chuyển động chính của máy đều được kết nối với tín hiệu bộ mã hóa chính. Băng tải bao, bộ cấp dây, máy cắt, đầu chèn, dụng cụ khóa đệm đều tuân theo tín hiệu này. Mỗi bộ phận di chuyển theo mối quan hệ thời gian đã được lập trình, giữ cho quá trình được đồng bộ.
Ưu điểm chính của hệ thống cam điện tử là tính linh hoạt. Người vận hành có thể thay đổi vị trí hoặc khoảng cách của tay cầm thông qua hệ thống điều khiển mà không cần phải thay thế các bộ phận cơ khí. Ví dụ, khi sản xuất một chiếc túi có chiều rộng hoặc vị trí tay cầm khác nhau, người vận hành chỉ cần điều chỉnh các thông số của máy.
Tuy nhiên, hệ thống cam điện tử cũng yêu cầu điều khiển chính xác. Nếu bộ truyền động servo mất phản hồi bộ mã hóa hoặc các kết nối cơ học tạo ra khoảng trống thì thời gian giữa các chuyển động của máy có thể trở nên không chính xác. Khi điều này xảy ra, đầu chèn có thể hoạt động không đúng lúc. Kết quả là tay cầm có thể ở sai vị trí hoặc có thể không được nhét hoàn toàn vào túi.
Để ngăn chặn điều này, máy sử dụng cảm biến đăng ký để theo dõi vị trí của túi. Đây thường là các cảm biến quang điện đọc dấu đăng ký được in hoặc cạnh trống phía trước của túi đựng xét nghiệm. Thông tin cảm biến được gửi trở lại hệ thống điều khiển, hệ thống này sẽ tự động sửa các lỗi thời gian nhỏ và giữ cho quy trình luôn nhất quán.
Theo thời gian, bụi giấy và sương mù dính tích tụ trên bề mặt cảm biến. Sự nhiễm bẩn này có thể làm giảm độ chính xác của cảm biến và khiến tay cầm ở sai vị trí. Do đó, việc vệ sinh cảm biến phải là một phần của việc bảo trì thường xuyên. Việc kiểm tra phải được thực hiện thường xuyên, thay vì chỉ khi có vấn đề phát sinh.
Xác minh chất lượng của phần đính kèm tay cầm trực tuyến
Phép đo chất lượng quan trọng nhất của việc gắn tay cầm là lực kéo. Lực kéo là mức tối đa mà tay cầm có thể chịu được trước khi xảy ra sự cố. Lỗi có thể xảy ra khi dây bị đứt, lỗ giấy bị rách xung quanh hoặc miếng khóa bị tách ra khỏi túi.
Các nhà sản xuất thường kiểm tra lực kéo bằng cách lấy các túi mẫu từ mỗi lô sản xuất và dùng lực căng cho đến khi lực kéo không thành công. Đây là một cuộc thử nghiệm mang tính hủy diệt vì các túi sau khi thử nghiệm không thể sử dụng được. Các tiêu chuẩn như ASTM D5276 và ISO 2234 cung cấp một phương pháp chung để đánh giá hiệu suất đóng gói. Trong các hệ thống thử nghiệm này, độ bền của tay cầm là một trong những yếu tố hiệu suất chính.
Một phép đo chất lượng quan trọng khác là độ chính xác của vị trí tay cầm. Kiểm tra bằng cách đo khoảng cách từ tâm lỗ đến mép trên của túi và khoảng cách giữa 2 lỗ quai túi.
Vị trí của tay cầm ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu suất hoạt động của túi. Nếu tay cầm quá gần mép trên, phần cuối của dây có thể ảnh hưởng đến việc gấp hoặc niêm phong túi. Nếu tay cầm không được đặt ở vị trí đồng đều, túi có thể bị lệch sang một bên trong khi xử lý. Điều này gây thêm áp lực lên tay cầm và có thể làm giảm hiệu suất mang túi.
Máy làm túi giấy tự động có tay cầm trực tuyếngiúp duy trì sự đồng nhất về chất lượng do tay cầm được kết nối với túi giấy trong cùng một quy trình sản xuất. Mỗi túi được đưa vào hệ thống thông qua cùng một tay cầm và tuân theo các cài đặt vận hành giống nhau. Điều này giúp việc đo lường và kiểm soát vị trí kéo và tay cầm của từng mẻ trở nên dễ dàng hơn.
Thay vào đó, phần đính kèm xử lý ngoại tuyến sẽ thêm một bước sản xuất khác. Quá trình bổ sung này tạo ra nhiều biến thể hơn, khiến việc xác định chính xác nguyên nhân gây ra vấn đề về chất lượng khi chúng xảy ra trở nên khó khăn hơn.
Thông số kỹ thuật đầu vào của nguyên liệu và tác động tiếp theo của chúng
Chất lượng của phụ kiện tay cầm trực tuyến phụ thuộc phần lớn vào chất lượng của vật liệu được sử dụng. Ngay cả khi máy hoạt động bình thường, chất lượng vật liệu kém cũng có thể khiến tay cầm bị yếu, cho kết quả không nhất quán.
Băng giấy kraft dùng làm dây giấy phải có đủ độ bền kéo theo chiều máy (MD) và chiều ngang (CD). Theo ISO 1924-2:2008, cả hai giá trị độ bền đều quan trọng vì quá trình xoắn sẽ ép giấy theo các hướng khác nhau. Dây cáp không chỉ bị kéo dài mà còn bị ảnh hưởng bởi lực xoắn trong quá trình hình thành.
Độ ẩm là một yếu tố quan trọng khác. Nếu băng chứa quá nhiều độ ẩm, sợi dây thành phẩm sẽ trở nên mềm và đàn hồi hơn. Khi đầu chèn đẩy dây vào lỗ, nó sẽ nén thay vì truyền lực dọc theo chiều dài một cách trơn tru. Do đó, dây có thể bị uốn cong hoặc oằn trước khi đạt được độ sâu luồn vào cần thiết. Điều này có thể dẫn đến việc gắn tay cầm yếu hoặc không đầy đủ.
Giấy làm túi cũng phải có trọng lượng cơ bản nhất quán (g/m2) trong suốt cuộn. Trọng lượng giấy ổn định giúp duy trì hiệu suất đục lỗ ổn định trong quá trình sản xuất.
Nếu một mảnh giấy mỏng hơn dự kiến, trạm đột có thể tạo ra các cạnh lỗ thô hoặc rách thay vì các lỗ sạch. Khi điều này xảy ra, khu vực xung quanh lỗ sẽ yếu đi. Sự phân bố lực căng của gioăng khóa không đồng đều và diện tích chịu lực thực tế nhỏ hơn yêu cầu thiết kế. Điều này có thể làm giảm sức mạnh của việc xử lý và làm cho hiệu suất của túi trở nên khó lường hơn.
Phần kết luận
Quá trình xử lý phụ kiện máy túi giấy hoàn toàn tự động trực tuyến không phải là một điều dễ dàng. Nó bao gồm một số thao tác kết nối như tạo dây, khoan, lắp tay cầm và khóa tay cầm. Mỗi bước đều ảnh hưởng đến bước tiếp theo trong quá trình sản xuất.
Chất lượng của tay cầm cuối cùng phụ thuộc vào hiệu suất của từng trạm. Nếu dây không được định hình đúng cách, việc lắp tay cầm có thể trở nên không ổn định. Nếu kích thước lỗ không chính xác, hệ thống khóa có thể không hoạt động bình thường. Nếu miếng khóa không được sử dụng đúng cách, nó có thể làm giảm độ bền của tay cầm.
Vì tất cả các hoạt động này được thực hiện trên cùng một dây chuyền sản xuất nên các cài đặt máy và điều kiện quy trình có thể được giám sát và điều chỉnh tại mỗi trạm trong quá trình sản xuất.
Thẩm quyền giải quyết
Gadhave, RV và cộng sự. "Chất kết dính trong ngành bao bì giấy: Tổng quan" trong-tạp chí truy cập mở Polymer Chemistry. 12(2), 2022, pp. 49-73. (Hệ thống chất kết dính tinh bột và PVAc gốc nước-, độ sâu thâm nhập của sợi, yêu cầu đóng đinh nhanh cho máy ép-ứng dụng khóa vừa khít trong bao bì giấy)
Brookstein, DS, "Tính chất vật lý của kết cấu xoắn. II. Sợi, dây thừng và dây thừng công nghiệp." Tạp chí Khoa học Polymer Ứng dụng 83.2, 2002, pp. 367-378. (Tối ưu hóa độ xoắn trên một đơn vị chiều dài, mối quan hệ chức năng giữa độ bền kéo và góc xoắn, cơ học sợi xoắn trong dây giấy)
ISO 1924-2:2008. Xác định đặc tính kéo của giấy và bìa cứng - Phần 2: Phương pháp kéo dài tốc độ không đổi (20 mm/phút). Tổ chức Tiêu chuẩn hóa Quốc tế, 2008. (Phương pháp kiểm tra độ bền kéo MD và CD, tính toán tải trọng ổ trục quanh lỗ khoan, xác minh thông số kỹ thuật vật liệu đầu vào)
ISO 2234:2021. Đóng gói - Các gói vận chuyển và đơn vị tải đã hoàn thiện, đã được đổ đầy - Kiểm tra xếp chồng bằng cách sử dụng tải trọng tĩnh. Tổ chức Tiêu chuẩn hóa Quốc tế, 2021. (Khung hiệu suất gói vận chuyển; xử lý các yêu cầu về tải trọng trong môi trường mô phỏng phân phối)
ASTM D5276-98(2022). Phương pháp thử nghiệm tiêu chuẩn cho thử nghiệm thả rơi container đã chất tải bằng cách rơi tự do. ASTM International, 2022. (Thử nghiệm hiệu suất thả gói hàng; các phụ tùng đính kèm được coi là thành phần tải trọng chức năng trong đánh giá hiệu suất gói hàng hoàn chỉnh)
