CC BY
39
УДК 655.028
АНАЛИЗ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ ФАЛЬЦЕВАЛЬНО-СКЛЕИВАЮЩЕЙ ЛИНИИ
К.А. Фомичёв
Произведен анализ производительности фальцевально-склеивающей линии, получена зависимость для расчёта производительности линии при склейке картонной упаковки в одну и три точки склейки, исходя из ключевых особенностей продукции, влияющих на производительность оборудования.
Ключевые слова: картонная упаковка, фальцевально-склеивающая линия, производительность.
Заключительным этапом в производстве плоской картонной упаковки является её склейка. Для этого этапа применяются фальцевально-склеивающие линии (ФСЛ). Разнообразие ФСЛ столь велико, как и разнообразие конструкций картонной упаковки: начиная от небольших машин для склейки упаковки в одну точку (по боковому клапану) без предфолдинга, заканчивая огромными линиями для склейки коробок в шесть точек.
В фальцевально-склеивающей линии заготовки перемещаются с помощью ремней через несколько секций и проходят ряд операций. В начале с самонаклада заготовки попадают в секцию пред-фолдинга (если машина оборудованна данной секций), где заготовка складывается, а потом распрямляется по определённым линиям сгиба (по первому и третьему бигу, считая от бокового клеевого клапана). Данная операция упрощает сборку склеенной упаковки заказчиком. После секции предфолдинга заготовки попадают в секцию сборки дна (если речь идёт о склейки коробок типа «автодно»), где складывается дно коробки и наносится клей. Затем заготовки попадают в секцию фальцовки, где они складываются по второму и четвёртому бигу. Сложенные коробки собираются в стопку с помощью системы роликов и перемещаются под пресс, где они обжимаются и склеиваются. После прохождения пресса, склеенные коробки упаковываются. Процесс склейки упаковки непрерывен. Заготовки в машине идут одна за другой с небольшим расстоянием между ними.
Процесс склейки упаковки довольно занимателен. Можно долго стоять и смотреть, как заготовки идут через машину. Операторы данного оборудования вполне оправдано заявляют, что ничего простого при работе на ФСЛ нет. Операторы должны обладать высоким уровнем знаний и большим опытом, а также внимательностью и молниеносной реакцией.
ФСЛ должна иметь достаточно высокую скорость работы, чтобы участок фальцесклейки не был «бутылочным горлышком» в производственном процессе. При этом надо учитывать, что производительность печатной машины и ФСЛ не имеют линейной связи, так как, во-первых, на печатном листе могут размещаться несколько заготовок, причем их число различно для разных заказов, во-вторых, производительность ФСЛ зависит от формата заготовок и сложности работ [1].
Да, скорость работы фальцевально-склеивающих линий очень высока. Но стоит заметить, что рассчитать производительность участка очень тяжело. Из-за неправильных расчетов норм на производство продукции типография может понести серьезные финансовые потери при срыве сроков отгрузки тиражей, потерять заказчика, создать «пробку» тиражей в цеху. Для этого предлагаю вывести общую формулу расчёта производительности фальцевально-склеивающей лини, которая будет опираться на особенности каждого конкретного тиража. Данную формулу можно будет применять для расчёта производительности ФСЛ при склейке упаковки наиболее распространенных конструкций: в одну точку склейки (коробки типа «обечайка», «пачка», «ласточкин хвост») и в три точки склейки (конструкция «автодно»).
На рис.1 представлены наиболее распространённые примеры кроя коробок для склейки в одну и три точки.
1 2 Рис. 1. Примеры кроя коробок для склейки в одну и три точки: 1 - коробка типа «пачка»; 2 - коробка типа «автодно»
(1):
Часовая производительность фальцевально-склеивающей линии рассчитывается по формуле
тт
(1)
2 = —— * 60,
(4+5
где Ъ - часовая производительность ФСЛ, шт/ч; II - средняя механическая скорость ФСЛ, м/мин; (1 -длина заготовки, м; в - расстояние между заготовками в ФСЛ, м.
Расстояние между заготовками в фальцевально-склеивающей линии может регулироваться. В зависимости от сложности конструкции упаковки расстояние между заготовками увеличивается, что бы линия не забивалась, а склеенные коробки ровно и без каких либо проблем складывались в стопу перед прессом. Так, при склейке упаковки типа «обечайка» расстояние между заготовками минимально (порядка 1-3 сантиметров), при склейке упаковки типа «пачка» и «ласточкин хвост» расстояние увеличивается до 3-8 сантиметров, при склейке упаковки типа «автодно» расстояние между заготовками составляет 10-20 сантиметров. Также при склейке упаковки, которая по размеру приближается к максимальному формату оборудование, расстояние между заготовками может составлять от 10 до 30 сантиметров.
Формула (1) не включает в себя различные особенности отделки картонной упаковки, особенности конструкции и тип картона. Далее следует ввести коэффициенты, влияющие на производительность фальцевально-склеивающей линии.
В первую очередь в формулу (1) стоит подставить коэффициент, зависящий от ширины склеиваемой заготовки. Таким образом, получаем формулу (2):
2 =-* 60 * г,
(4+5
(2)
где г - коэффициент, зависящий от ширины заготовки.
Ширина заготовки главным образом осложняет работу оператора, закладывающего заготовки в ФСЛ, и приёмщика готовой продукции. Так, оператору физически тяжело закладывать заготовки большой ширины, а приёмщику собирать и упаковывать коробки малой ширины. Наиболее «удобными» является заготовки на 10-15 сантиметров больше или меньше от среднего формата фальцевально-склеивающей линии. Таким образом, если ширина заготовки Ь лежит в пределах от 20 до 40 сантиметров, то коэффициент г=1. Если ширина Ь лежит в пределах 15-20 и 40-50 сантиметров, то г=0.9. Если ширина Ь меньше 15 или больше 50 сантиметров, то г=0.8.
Далее в формулу (2) стоит подставить коэффициент, зависящий от формы картонной упаковки. Получаем формулу (3):
2 = — * 60 * г * т,
(4+5
(3)
где т- коэффициент, зависящий от формы заготовки.
На рис. 2 представлен крой коробки типа «пачка», где обозначены размеры, которые влияют на коэффициент т.
Рис. 2. Соотношение сторон заготовки для определения коэффициента т
Менее всего проблем при склейке вызывают заготовки, форма которых стремиться к квадрату. У таких коробок боковой шов получается ровным, они ни за что не цепляются в машине, ровно складываются в стопу перед прессом. Таким образом, если соотношение сторон а к Ь удовлетворяет уравнению
0.6 < - < 1.4, то т=1. Если же 0.4 < - < 0,6, то т=0.8. При 0.2 < - < 0,4 т=0.6. При - < 0,2 т=0.4. При ь ' ь ' ^ ъ ^ ъ ^
1.4 < - < 1.9 т=0.9. Если - > 1.9, то т=0.75.
ь ъ '
Введён коэффициент, отображающий наличие отверстий в заготовке. Получим формулу (4):
2 = — * 60 * г * т * е, (4)
где е- коэффициент, зависящий от наличия отверстий в заготовке.
Если в конструкции упаковки присутствуют отверстия, такие как европодвес или окно, показывающие содержимое коробки. Наличие отверстий усложняет процесс склейки: заготовки цепляются друг за друга при выходе с самонаклада, могут порваться. Таким образом, если на заготовке отсутствуют отверстия, то коэффициент е=1. При наличии на заготовке европодвеса е=0.9. При наличии окошка е=0.8. При наличии европодвеса и окошка е=0.75.
Также стоит ввести коэффициент, который зависит от размера бокового клапана. Получим формулу (5):
2 = * 60 *r*m*e*t, (5)
где 1- коэффициент, зависящий от размера бокового клапана.
Если в конструкции коробки присутствует боковой клапан, который накладывается на клеевой клапан, размер которого менее 2 сантиметров, то сложить такую коробку в секции фальцовки становится тяжелой технической задачей. Таким образом, если боковой клапан больше 2 сантиметров, то 1=1. Если боковой клапан меньше 2 сантиметров (или равен), то 1=0.85.
Далее в формулу (5) введём коэффициент, который отображает наличие таких отделочных процессов в цепочке производства картонной упаковки, как УФ-лакирование и ламинирование глянцевой плёнкой. Получим формулу (6):
2 = *60 *r*m*e*t*k, (6)
где к- коэффициент, зависящий от наличия УФ-лакирования и ламинирования глянцевой плёнкой.
УФ-лакирование и ламинирование глянцевой плёнкой делают заготовки очень скользкими, что осложняет закладывание заготовок на самонакладе, приёмщику трудно собирать готовую продукцию, так как стопа рассыпается, перед прессом склеенные коробки собираются в стопу не ровно, так же возможно то, что расстояние между заготовками с самонаклада будет «гулять». Проблема с «гуляющим» расстоянием между заготовками может привести к серьезным последствиям: нестабильная работа оборудования, брак, забивание линии. Кроме того, УФ-лак может быть плохо высушен. Это приведёт к тому, что упаковка в прессу будет слипаться между собой, и тогда приёмщики придётся «разбивать» стопу коробок, чтобы упаковать её. Оставлять такой тираж, что бы он высох, не имеет смысла, так как УФ-лак закрепляется только под ультрафиолетовым излучением специальных ламп. Таким образом, при отсутствии УФ-лака или глянцевой ламинации, коэффициент к=1, при наличии - к=0.9.
Также на производительность ФСЛ влияет материал, на котором была напечатана упаковка. Таким образом, получаем формулу (7):
2 = * 60 *r*m*e*t*k* с, (7)
где с- коэффициент, зависящий от типа картона.
Упаковка печатается на плоском и гофрированном картоне из целлюлозы и макулатуры (при производстве продукции из гофрированного картона изображение часто печатается на тонких бумагах, а потом, перед вырубкой, производится каширование).
Выбор типа картона и бумаги производят исходя из требований к прочностным показателям тары, для обеспечения сохранности упаковываемого продукта, при оптимальной и экономичной конструкции тары.
Наилучшими материалами для картонной и бумажной тары являются тарные картоны и бумаги, в состав которых в основном входит сульфатная целлюлоза [2].
Операторы фальцевально-склеивающих линий отмечают, что хромовый картон и хром-эрзац вызывают меньше всего проблем при склейке упаковки. Куда хуже обстоят дела при склейке упаковки, которая была напечатана на макулатурном картоне или на картоне с крафт оборотом. Также отмечаются проблемы при склейке гофрированного картона: заготовки плохо выходят с самонаклада, складываются с трудом, а из-за толщины картона приходится устанавливать высокую скорость пресса. Таким образом, при склейке хромого картона и хром-эрзац коэффициент с=1. При склейке картона с крафт оборотом с=0.9. При склейке макулатурного картона с=0.7. При склейке гофрированого картона с=0.4.
Введём последний коэффициент в формулу (7), зависящий от количества точек склейки. Получим конечную формулу (8):
2 = *60 *г*т*е*1*к*с*а„ (8)
где д- коэффициент, зависящий от типа конструкции.
Коэффициент q отображает сложность в производстве коробок определённой конструкции. Так, при склейке заготовок в одну точку (конструкции «обечайка», «пачка», «ласточкин хвост»), коэффициент q=l. При склейке заготовок в три точки q=0.6. Данное значение коэффициента q при склейке коробок в три точке обусловлено сложностью процесса склейки упаковки данной конструкции и конструктивными особенностями оборудования.
Предлагаю рассчитать производительность ФСЛ на примере склейки упаковки типа «пачка». Средняя механическая скорость ФСЛ - 100 м/мин; длина заготовки d - 0.15 м; расстояние между заготовками s - 0.05м; ширина заготовки b - 0.17 м; отсутствуют европодвесы и окна; размер бокового клапана 0.015 м; отсутствует УФ-лак или глянцевая ламинация; материал, на котором отпечатана упаковка, - хромовый картон.
Таким образом, подставив все значения в формулу (8) получим:
Z = ——— * 60 * 0.9 * 0.8 * 1 * 0.85 * 1 * 1 * 1 = 183600 шт/ч.
0.15+0.05 '
Полученное значение производительности ФСЛ является вполне реальной. Безусловно, оператор может увеличить механическую скорость оборудования и сократить расстояние между заготовками, повысив производительность. Куда хуже, когда расчётные значения на много больше реальных. Если расчётные значения производительности слишком завышены, то такая ситуация может привести к серьезные финансовым потерям.
Список литературы
1. Тикунова В. Фальцевально-склеивающие линии: как не ошибиться в выборе // Портал полиграфической индустрии ПЕЧАТНИК.com, [Электронный ресурс] URL: https://pechatnick.com/articles/ fal-cevalno-skleivaushie-linii-kak-ne-oshibitsva-v-vibore (дата обращения: 20.09.2019).
2. Букин А.А., Хабаров С.Н., Беляев П.С., Однолько В.Г. Тара и ее производство: учебное пособие. Тамбов: Изд-во Тамб. гос. техн. ун-та, 2006. Ч. 1. 88 с.
Фомичёе Кирилл Андреевич, магистрант, kirillius1996(a),mail.ги, Россия, Тула, Тульский государственный университет
ANALYSIS OF PERFORMANCE OF THE FOLDING AND CLONING LINES
K.A. Fomichev
The analysis of the productivity of the folding-gluing line is made, the dependence is obtained for calculating the productivity of the line when gluing cardboard packaging at one or three gluing points, based on the key features of the products that affect the performance of the equipment.
Key words: cardboard packaging, folding-gluing line, productivity.
Fomichev Kirill Andreevich, magistrant, kirillius1996(a),mail.ru, Russia, Tula, Tula State
University
