Машина для укладання та пакування пачок з вафлями в гофрокартонні ящики

Анотація

Виконано розрахунки основних механізмів, розроблені пневматична та електрична схеми керування машиною, розроблені заходи щодо забезпечення безпечної роботи працівників, міроприємства по технічному огляду та ремонту обладнання. Розглянуті питання, що стосуються охорони праці, охорони навколишнього середовища та цивільної оборони. Виконано науково-дослідну роботу, в якій визначено допустимий тиск на пачки з вафлями при переміщенні їх штовхачем в гофрокартонні ящики.

Вступ

Вивчивши потреби населення в упакованій і розфасованій в споживчу тару продукції я прийшов до висновку, що попит на ці товари значно перевищує пропозицію. Основна причина цього полягає в великій трудоємкості процесу упаковки. Наприклад, трудоємкість вкладання кондитерських виробів в коробки, а далі в гофрокартонні ящики в 1,5-2 рази перевищує трудоємкість всього процесу виготовлення цих виробів. В зв’язку з цим збільшення випуску упакованої продукції можливе лише за рахунок впровадження високопродуктивного пакувального обладнання. Саме на це направлені матеріали дипломного проекту.

В дипломному проекті розглянуто машину для укладання та пакування пачок з вафлями в гофрокартонні ящики продуктивністю 180 пач/хв.

1. Технологічна схема і опис автомата М6-АУБ для групової упаковки

Пачки 6 (поз. 1) від фасувально-пакувального автомату АРМ поступають по пластині 7 на верхню площину нижнього штовхача 2. Коли на цій площині набереться ряд із шести пачок, перша пачка попадає на перемикач, що управляє клапаном подачі повітря в циліндр верхнього штовхача 5. Штовхач 5 переміщує ряд з шести пачок на стіл 1. При перештовхуванні ряду на стіл 1 верхній штовхач натискає на мікроперемикач 4, який приводить електропневматичний клапан циліндра верхнього штовхача в інше положення і поршень під дією повітря повертається в початкове положення.

Технологічна схема напівавтомата М6-АУБ

Після того як пачки переходять на стіл 1 включається мікроперемикач електропневматичного клапана, що управляє подачею повітря в циліндр стола. Стіл опускається на один крок, що дорівнює висоті пачки. Процес повторюється до тих пір, доки на столі не набереться штабель потрібної висоти. при цьому стіл натискає на перемикач, який управляє пневмосистемою переміщення нижнього 2 і верхнього 5 штовхачів, що перештовхують однорядний штабель на стіл 8 касети (поз. 2). Попередньо на касету вручну надівається ящик 9.

При перештовхуванні однорядного штабеля на ширину пачки штовхач 2 натискає на кінцевий вимикач 3 (поз. 1). При цьому включається пневмосистема зворотного ходу штовхачів 2 і 5.

Після перештовхування однорядного штабеля в ящик стіл 1 піднімається вгору до вихідного рівня. Потім набирається наступний штабель, який також перештовхується в ящик. Після заповнення ящика подається сигнал на перекидання платформи 10 (поз. 3) з встановленим на ній ящиком. Після чого натискується кнопка пуску механізму повороту платформи в початкове положення.

Технічна характеристика напівавтомата М6-АУБ.

Технологічна схема і опис автомата А1-МЛМ-12/200 для групової упаковки.

Від фасувального автомата пачки безперервним потоком поступають в укладчик (поз. 3). П’ять пачок заходять на прийомну площадку і перша пачка натискає на щиток кінцевих вимикачів. Включається електроклапан, що відкриває доступ повітря із ресивера в циліндр верхнього штовхача. Останній переміщується вперед і зіштовхує п’ять пачок настіл (поз. 1). В крайньому передньому положенні верхній штовхач натискає на кінцевий вимикач (рис. 1).

Рис. 1 - Технологічна схема автомата А1-МЛМ-12/200

Від цього сигналу подається повітря в циліндр затискання стола. Стіл звільнюється і опускається на один крок рівний висоті пачки. Одночасно верхній штовхач повертається в початкове положення. Пачки знову заходять на площадку і процес повторюється (поз. 2). Після набору штабеля з чотирьох рядів пачок стіл в нижньому положенні натискає на на два кінцевих вимикача. Повітря подається в нижній циліндр. Нижній штовхач приходить в рух і переміщує штабель з чотирьох рядів пачок (по висоті) зі столу в касету, на яку попередньо надітий ящик. Одночасно з рухом нижнього штовхача рухається верхній штовхач, жорстко закріплений на напрямній штанзі нижнього штовхача і переміщує п’ятий ряд (по висоті) штабеля в касету (поз. 4 і 5).

Нижній і верхній штовхачі в крайньому передньому положенні натискають на кінцеві вимикачі. Повітря подається в праву порожнину циліндрів. Обидва штовхача повертаються в початкове положення, при цьому нижній штовхач натискає на кінцевий вимикач, після чого повітря подається в нижню порожнину циліндра столу. Стіл піднімається вгору і натискає на кінцевий вимикач. Приходить в рух механізм затискачів і стіл утримується в верхньому положенні. На цьому закінчується цикл роботи укладчика.

Заготовки ящика у вигляді штабеля закладаються в магазин (поз. 11). При кожному робочому циклі автомата нижня заготовка відділяється від штабеля і подається з магазину на днище транспортера, а з допомогою його першого штовхача переміщується в секцію формування ящиків (поз. 10).

На шляху переміщення заготовки два нижніх прижима заходять з двох сторін між двома верхніми клапанами заготовки і відгинають нижній клапан, в результаті чого утворюється широка щілина куди вводиться штир. При повороті штиря заготовка розкривається і формується корпус ящика (поз. 9). Спочатку піднімається верхній клапан дна ящика, потім нижні прижими повертаються вгору і звільняють нижні клапани заготовки. Після цього проходить закриття клапанів днища ящика (поз. 7). Одночасно з цим піднімається верхній клапан відкритої сторони ящика, після чого готовий ящик переміщується другим штовхачем транспортера в секцію завантаження (поз. 6).

Коробкоутримувач з пустим коробом повертається вгору до магазину укладочної частини автомата так, щоб клапани ящика знаходились з зовнішньої сторони магазину. Після заповнення ящика утримувач спускає ящик (перевертається вниз), а третій штовхач транспортера зіштовхує його в секцію вивантаження на розвантажуючий стіл (поз. 12).

До цього моменту транспортер крайнього положення. Головний вал, по якому переміщується транспортер, повертається і звільнює штовхачі транспортера від ящика, після чого транспортер повертається в початкове положення. Одночасно з валом, розвантажувальний стіл, повертаючись, встановлює ящик в вертикальне положення (поз. 13). Під вагою клапани дня ящика щільно закриваються і ящик вільно ковзає по нахиленій площині на транспортер обандеролювальної машини (поз. 14).

Технічна характеристика автомата А1-МЛМ-12/200

Техніко-економічне обґрунтування.

В даному дипломному проекті розглядається пристрій для групування та укладання штучних виробів (в даному випадку пачки з вафлями вагою 100 гр) прямокутної форми в гофрокартонні ящики.

Метою розробки є розширення технологічних можливостей підприємства, зменшення собівартості продукції, відміна ручної праці.

При виконанні цієї роботи були використані результати по даній тематиці досвід механізації і автоматизації процесів переміщення і укладки в тару готової продукції.

Пристрій призначений для виконання наступних операцій:

1.Групування шару з пачок з вафлями.

2.Відсікання шару від загального потоку і подача його на приймальний стіл.

3.Формування пакету.

4.Укладання пакету виробів в гофрокартонні ящики.

5.Відведення завантажених ящиків.

Пристрій входить як елемент в комплекс нестандартизованого обладнання, яке дозволяє ліквідувати важку некваліфіковану працю при виконанні операцій укладання пачок з вафлями.

На сьогодні створено багато вітчизняних і зарубіжних зразків пакетоформуючих машин, які характеризуються різноманітністю технологій, кінематичних схем і конструктивних рішень.

При достатньо глибокому рішенні і аналізу різних конструкцій пакетоформуючих машин серед них можна знайти багато спільного, що дозволяє їх класифікувати.

За видом робочих органів можна виділити пакето-формуючі машини із зіштовхуючими робочими органами; робочими органами типу захват; з рухомими стулками. Але в основному використовують конструкції з комбінованими робочими органами.

На основі проведеного аналізу існуючих конструкцій пакето-формуючих машин, які застосовуються в харчовій промисловості, можна зробити висновки:

1.90% цих машин – це машини автомати;

2.Більше 70% всіх машин - машини з горизонтальним способом завантаження пакету, причому 60% з яких формують пакет на рухомому піддоні;

3.Більшість – 60% машин є спеціальними;

4.Більше 70% мають один транспортерний потік вантажу;

5.до 80% застосовують механізм зіштовхування;

6.55% машин мають комбіновану систему привода.

Існування підприємств в сучасних умовах ринкової економіки визначає досить зважених кроків щодо нормальної роботи підприємства, тому що коштів з підприємства недостатньо і будь-який прорахунок призведе до неприємних наслідків, а можливо і до банкрутства підприємства.

З цього боку заходи з впровадження виглядають привабливими через те, що при невеликих нових капітальних витратах можна добитися поліпшення основних техніко-економічних показників устаткування:

-   технічна продуктивність;

-   енергетичні витрати;

-   витрати матеріалів;

-   зменшення часу на виконання ремонтних робіт та технічне обслуговування.

Прийняття будь-якого рішення щодо витрат коштів має бути помірковане, тому при розрахунку показників економічної ефективності треба покладатися на законодавчі акти, які прийняті в Україні на даний час, а також використовувати сучасні методики.

Пристрій для вкладання пачок з вафлями в гофрокартонні ящики фізично зношений на 80%, тому його все одно потрібно замінювати. Аналогічний пристрій коштує приблизно 5000 у. о. (Виставка ПАК Україна 2000). Заходи запропоновані в даній роботі дозволяють уникнути закупки нового обладнання, шляхом заміни елементів пристрою на такі, що можуть бути виготовлені на підприємстві.

Новий розробляємий пристрій має такі переваги перед своїм аналогом (за аналог вибрано пристрій РЕР лінії “Джонсон”).

1.  Новий пристрій на відміну від аналога простіший в управлінні та за конструкцією, що не вимагає високої кваліфікації обслуговуючого персоналу, а також зменшує час на ремонт та технічне обслуговування;

2.  Продуктивність нового пристрою 180 пач/хв, аналога 150 пач/хв – це дає змогу підвищити продуктивність пакувальної лінії і збільшити обсяг випускаємої продукції;

3.  Зменшуються втрати електроенергії у зв’язку з меншою потужністю електродвигуна пристрою порівняно з аналогом4

4.  При впровадженні заходів немає необхідності у демонтажі пристрою з фундаменту.

Крім того в конструкції нового пристрою застосовуються стандартні вироби і уніфіковані складальні одиниці на деталі за ДСТУ. Покупні вироби, що застосовуються при виготовленні даного пристрою виробляються машинобудівними заводами України – це приводить до здешевлення вартості пристрою. Приводні елементи виготовлені на базі пневмоциліндрів австрійської фірми FESTO. Представник цієї фірми знаходиться в Києві.

Таким чином економічна доцільність і технічна можливість впровадження нового пристрою очевидна.

Економічна ефективність цієї розробки підтверджується подальшими розрахунками.

Опис технологічного процесу.

Пачки з вафлями 1 подаються транспортером 2 на площадку формування шару. Після того як набрався шар виробів розкриваються гребінчасті стулки 3, що знаходяться над цим шаром. Шар виробів на спеціальних штирях 4, які проходять в отвори на площадці піднімається над стулками, після чого стулки закриваються. Завдяки тому, що стулки гребінчасті, штирі вільно опускаються вниз, а шар виробів залишається на стулках. Після цього за допомогою транспортера знову набирається шар виробів, після його набору знову розкриваються стулки, шар виробів, який знаходився на них опускається на вироби, як і знаходяться на площадці формування, після чого вони вже два шари з вафлями на штирях піднімаються над стулками. Стулки закриваються, штирі опускаються і так все повторюється до того часу, коли набереться штабель потрібної висоти. Після його набору включається механізм його зштовхування, і за допомогою штовхача 5 штабель зіштовхується на столик. На столику він знаходиться до того часу, доки його інший штабель не зіштовхне в транспортну тару. Для полегшення попадання штабеля в транспортну тару (гофрокартонні ящики) в машині передбачено верхня і бокові напрямні.

Технологічна схема процесу

2. Технологічна карта

2.1 Опис конструкції та принципу дії

Машина для укладання та пакування пачок з вафлями в гофрокартонні ящики складається з подаючого транспортера 1, приводних гребінчастих стулок, зіштовхувача 4, приймального стола 5, кантувача тари 8, підйомно-опускної платформи 10, на якій закріплені штирі 11, приймальний стіл для формування шару виробів 12, в якому виконані отвори для проходження штирів 11 (рис. 2).