Техническая характеристика одноручьевого автомата

МИНИСТЕРСТВО ОБЩЕГО И ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО

ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

МОРДОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Имени Н. П. ОГАРЕВА

Кафедра механизации переработки сельскохозяйственной

Продукции

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 25

УПАКОВОЧНЫЕ АВТОМАТЫ

Составил: к.т.н. доцент

В.С. Борисов

Саранск 2003

Лабораторная работа № 25

УПАКОВОЧНЫЕ АВТОМАТЫ

Цель работы. Изучить устройство, принцип работы и регулировки упаковочных автоматов.

Приборы и приспособления. Методические указания к выполнению лабораторной работы, фрагменты упаковочных автоматов и учебные плакаты.

Содержание отчета

В отчет необходимо включить:

1. Назначение машин.

2. Техническая характеристика машин.

3. Общее устройство машин и ее составных узлов.

4. Схема принципа работы машин.

Содержание работы. В качестве мелкой тары для фасовки жидких молочных продуктов применяют стеклянные бутылки, картонную тару, полимерную термосвариваемую пленку. Розлив молока и молочных продуктов в стеклянные бутылки и банки постепенно сокращается.

Картонную тару изготавливают из тонкого картона (или крафт-бумаги), одну сторону которого покрывают пленкой полиэтилена (внутреннюю), а наружную парафинируют. Такой картон не раз­мокает ни со стороны молока, ни со стороны воздействия внешней влаги. За счет подплавления полиэтиленового покрытия происхо­дит термоскрепление картонной тары при ее формовании в ко­робку и укупорка коробки после заполнения ее молоком.

Для фасовки молока применяют также тару из полимерных пленок типа полиэтилена. Тара имеет форму мешочка с заварен­ными кромками. Преимущество такой тары в относительной про­стоте механизма образования и заваривания пакета и в отсутствии необходимости применять картон, для изготовления которого ис­пользуют древесину. Для потребителя эта тара малоудобна, так как после вскрытия пакет нужно полностью опорожнить.

В процессе эксплуатации автоматов ежедневно после двух смен работы проверяют величину усилия прижима ролика к резиновой обойме в нижнем формующем кольце. Это усилие должно быть в пределах 40—60 Н. Давление проверяют динамометром. Катушки формующих колец и прижимной ролик должны свободно вра­щаться. Изношенные катушки и оси своевременно заменяют, На­плывы и нагары полиэтилена и парафина, налипающие на катушки в процессе эксплуатации, отрицательно влияют на качество бу­мажного рукава, поэтому их катушки тщательно очищают. Фторо­пластовый прижимной ролик должен плотно прилегать к резино­вой обойме по всей линии их соприкосновения. В случае неплот­ного прилегания обойму или ролик заменяют. Проверяют уровень масла в бачке централизованной системы смазки. По мере расхо­дования масло доливают. Для контроля уровня в бачке имеется щуп. Проверяют состояние:

-уплотнительных резиновых колец в молокопроводе. При не­удовлетворительном состоянии кольца заменяют;

-нихромовых нагревателей поперечного шва, которые должны быть тщательно очищены от нагара. В случае появления призна­ков перегорания (потемнение металла и уменьшение его ширины в месте перегорания) нагреватель заменяют;

-изолирующих планок под нагревателями. Лопнувшие планки заменяют новыми, так как сколы на планках приводят к перего­ранию нагревателей и течи поперечного шва.

Убеждаются, что на резиновых амортизаторах носителей нет надрывов, прожогов или вспучивания. Поврежденные амортиза­торы заменяют новыми.

Осматривают крышки носителей для обнаружения поврежде­ний. Продувают воздушный фильтр. Для этого открывают подачу сжатого воздуха в автомат (при неработающем автомате), отво­рачивают у фильтра спускной кран и держат его открытым в тече­ние 1 мин. После этого закрывают спускной кран фильтра и пере­крывают подачу сжатого воздуха в автомат. Несмотря на наличие воздушного фильтра, сжатый воздух, подаваемый в автомат, пред­варительно тщательно очищают от масла и других примесей.

Проверяют состояние капроновых упоров на поворотных дисках для корзин стола укладчика. Упоры должны быть плотно закреп­лены. Контролируют давление в гидравлической системе прижи­ма носителей, которое должно быть равно 0, 6—2 МПа (6— 20 кг/см²).

Один раз в неделю:

-проверяют натяжение цепей и приводного ремня (чрезмерное натяжение отрицательно сказывается на работе подшипников);

-замеряют штангенциркулем толщину медно-графитовых кон­тактных щеток на носителях нагревателей в соответствии с ин­струкцией;

-проверяют работу централизованной системы смазки. Проду­вают систему смазки сжатым воздухом, отсоединив трубки от маслонасоса и подсоединив их к трубопроводу со сжатым возду­хом. Сливают отстой масла из бачка через отверстие в дне. На ав­томатах Д9-АП1Н установлена система смазки с пневмоприводом. На этих автоматах для прочистки системы сжатым воздухом до­статочно слить остатки масла через отверстие в дне бачка, а затем включить сжатый воздух. После прочистки заливают свежее масло и проверяют его поступление ко всем точкам смазки. Масло должно поступать регулярно каплями.

Два раза в месяц разбирают рамы транспортеров механизма образования пакетов. Тщательно очищают носители, нагреватели, цепи, шестерни и другие детали и механизмы, смазывают их све­жим солидолом, проверяют наличие смазки в других местах и лег­кость хода. Разбирают рефлектор, очищают линзы облучателя.

Один раз в месяц проводят генеральную чистку и осмотр авто­мата; тщательно вымывают и проверяют роторы механизма рубки пакетов, полностью разбирают рамы транспортеров носителей, про­веряют состояние механизма мальтийского креста поворотного стола укладчика и роликов механизма распределения пакетов.

Один раз в 2—3 месяца меняют масло в редукторе. Первый раз масло меняют через месяц эксплуатации автомата. Предвари­тельно сливают отработанное загрязненное масло через сливное отверстие и отводную трубу. Масло заливают, сняв верхнюю крыш­ку до уровня второй отметки щупа, после чего заливочное отвер­стие закрывают.

Если во время монтажа и вследствие небрежной эксплуатации будет повреждена окраска автомата, то во избежание ржавления окрашивают поврежденное место эмалью.

Кроме перечисленных операций, также необходимо регулярно смазывать трущиеся части автомата маслами, указанными в карте смазки.

Автоматы снабжены централизованной системой смазки, пода­ющей масло к труднодоступным частям автомата.

Один раз в год меняют жидкость в гидросистеме. Всю систему и особенно гибкие шланги тщательно промывают спиртом. Затем вновь подсоединяют шланги и заполняют систему жидкостью по инструкции.

Давление в системе должно соответствовать оптимальному ре­жиму работы. Опытным путем установлено, что наилучшие пока­затели работы автомата соответствуют давлению в системе 0, 6— 1 МПа.

Наиболее надежной и удобной является упаковка молока в ко­робки прямоугольной формы. В настоящее время на молочных за­водах эксплуатируют автоматы системы «Пюр-Пак». Разливочно-укупорочные автоматы могут быть разной производительности: от 5800 до 7200 упаковок в час в зависимости от вида продукта; двухпоточный автомат имеет производитель­ность до 12000 упаковок/ч и может разливать одновременно два вида продукта в два разных объема. Типоразмер упаковок может быть 0, 25; 0, 5; 1 л. Заготовки коробок изготовляют способом вы­сечки из картона, покрытого с двух сторон полиэтиленом. Высечки изготавливают на специальной фабрике. Они имеют текст с обо­значением продукта, содержащегося в коробке, и поступают на молочный завод упакованными в гофрокороба, которые подают со склада на молокозаводе в цех розлива по конвейеру. Гофрокороба поступают к разливочным машинам с запасом высечек на 0, 6 ч работы. Очищенное, нормализованное и пастеризованное молоко из емкостей хранения поступает в формовочно-разливочно-укупорочный автомат. В автомате высечку свертывают в коробку, ко­торую сваривают по бокам и днищу. После образования коробки ее внутреннюю поверхность стерилизуют 35%-ным раствором пе­рекиси водорода, который вводят в нее в виде тумана. Затем в коробку на короткое время подают воздух температурой 232°С.

Перекись водорода разлагается на воду и кислород, коробка высушивается и уже в стерильном состоянии входит в камеру розлива.

Разливочно-упаковочный автомат системы «Пюр-Пак» фирмы «Элюпак» (рис. 1) смонтирован на станине 2 из прямоугольных стальных труб. Цинковое покрытие защищает станину от корро­зии. Сверху и с боков станина закрыта панелями из нержавею­щей стали. На верхней панели установлена двойная кассета 7, вмещающая две пачки высечек заготовок коробок по 400 штук. Кассета опустошается за 6, 5 мин работы. Механизмом питателя 6 высечку вынимают из кассеты, складывают в коробку и надевают на стержень ротора 10. С помощью горячего воздуха, подогретого газом или электроэлементом, дно 8 коробки подогревают, при этом полиэтилен на поверхности картона, из которого сделана заготов­ка, подплавляется и происходит сварка основания коробки. Вращаясь, ротор переносит коробки к транспортеру, на который их сбрасывают с помощью пневматики. В начале транспортера охла­дитель 11 способствует застыванию полиэтилена и прочному скреп­лению элементов дна и бокового шва коробок. Далее коробка про­ходит через маркировочный узел 4, где печатающее устройство ставит дату выпуска и код молокозавода. Блок предварительной гибки верхних кромок 3 формует двухскатную поверхность крыш­ки коробки. Транспортер подводит коробки к системе заполнения. Разливочный бак 12вмещает 120 л молока, уровень молока в баке поддерживают автоматически. При падении уровня ниже установ­ленного машина останавливается. Поршневой емкостный доза­тор 13 наполняет упаковку молоком с точностью до 1 г. После за­полнения коробка поступает к нагревателю 14 верха коробки, в котором горячим воздухом расплавляют полиэтиленовое покрытие. Губки сварочного узла 15 сжимают верхние кромки и охлаждают их. Полиэтилен застывает. Процесс упаковки заканчивается. Ко­робки с молоком поступают на оборудование для укладки в ящики или передвижные контейнеры.

1-автоматическая централизованная смазка; 2-станина; 3-блок предварительной гибки верхних кромок; 4-маркировочный узел; 5-сваренная коробка; 6-узел пита­теля и формирования коробки из высечки; 7- кассеты с высечками; 8-нагреватель дна коробки; 9-пульт управления; 10-ротор формирования и сварки коробок; 11-охладитель дна коробки; 12-разливочный бак; 13-дозатор молока; 14-нагре­ватель верха заполненной коробки; 15-устройство сварки верхнего шва; 16-транс­портер коробок

Рис. 1. Разливочно-упаковочный автомат системы «Пюр-Пак»

На молочных заводах работают также автоматы «Тетра-Брик-Асептик», в которых из бумажной, покрытой слоем полиэтилена и парафина ленты формируются пакеты в виде параллелепипеда путем термосварки. Перед поступлением на формовку поверхность ленты обрабатывают 15%-ным раствором перекиси водорода при температуре около 80 °С. Раствор перекиси водорода сдувают с ленты воздухом. Пакеты заполняют молоком аналогично автома­там типа «Тетра-Пак».

Автомат для розлива молока в полиэтиленовые пакеты может быть одноручьевым и многоручьевым в зависимости от количества блоков разлива и сварки пакетов. На рисунке 2 показан общий вид одноручьевого автомата, состоящего из разливочно-формовочного блока с элементами сварки и устройства для укладки пакетов в транс­портные ящики. Рабочие органы автомата, кроме транспортера подачи и отвода ящиков для пакетов, имеют пневмопривод. Тран­спортер движется посредством электромеханического привода. Все основные узлы автомата крепят на литой станине. Отдельно уста­навливают шкаф электрооборудования и транспортер ящиков.

1-поршневой дозатор; 2-бак молочный; 3-лестница; 4-рулонодержатель; 5-от­вод готовой продукции; 6-рулонообразователь; 7-механизм сварки продольного шва; 8 и 10-шкафы электрооборудования; 9-механизм сварки поперечного шва; 11-транспортер пакетов; 12-фотоэлемент счетного устройства; 13-бункер; 14-транспортер ящиков с пакетами

Рис. 2. Общий вид автомата для розлива молока в полиэтиленовые пакеты

Технологическая схема автомата для розлива молока показана на рис 3. Он состоит из рулонодержателя, на котором находится рулон пленки 1, тормозного устрой­ства для выравнивания и натяжения ленты пленки, направляющих валиков 2, механизма печатания даты 3, рукавообразователя 7, механизма продольной сварки 8, поршневого дозатора 5с дозировочной трубой 9, механизма поперечной сварки 10 и обрез­ки пакета 11. Перед рукавообразователем установлена бактери­цидная лампа 4для стерилизации поверхности пленки.

Техническая характеристика одноручьевого автомата

Производительность техническая, паке­тов/мин 22

Объем дозы, л 0, 25; 0, 5; 1, 0

Точность дозирования, % для дозы:

0, 25, л ±4

0, 50, л ±3

1, 0, л +2

Толщина полиэтиленовой пленки, мм 0, 09±0, 01

Количество пакетов в ящике, шт: для дозы:

0, 25 л 60

0, 5 л 30

1, 0 л 15

Рабочее давление в пневмосистеме, МПа 0, 62

Расход воздуха, м³/ч 48

Общая потребляемая мощность, кВт 23

Габариты (с лестницей), мм:

длина 3 240

ширина 2 400

высота 2 580

Масса (без компрессора), кг 745

Автомат выполняет следующие операции: разматывает пленку с рулона, наносит на пленку дату и код молокозавода, проводит бактерицидную обработку пленки, формирует из ленты рукав, сва­ривает продольный и поперечный швы, с помощью поршневого до­затора 5 наполняет рукав молоком и сваривает второй поперечный шов. Перед сваркой шва по специальной трубке из пакета отсасывают воздух. Заваренные пакеты попадают в лотки транс­портера, который через бункер 13сбрасывает их в ящик 14. При поступлении в бункер пакет пересекает луч света, падающий на фотоэлемент 12счетного устройства. Когда в ящик попадет коли­чество пакетов, необходимое для заполнения, включается транс­портер ящиков 15и под бункер подводится очередной пустой ящик, стоящий на транспортере.

1-рулон полиэтиленовой пленки; 2-направляющие валики; 3-механизм печатании даты; 4-бактерицидная лампа; 5-поршневой дозатор; 6-трубка отсоса воздуха; 7-рукавообразователь; 8-механизм продольной сварки; 9-дозировочная труба; 10-механизм поперечной сварки и отрезки пакета; 11-заваренный пакет; 12-фото­элемент счетного устройства; 13-бункер; 14-ящик для пакетов; 15-транспортер отвода ящиков

Рис. 3. Технологическая схема автомата для розлива молока в полиэтиленовые пакеты

Опорой при сварке продольного шва служит формовочная тру­ба, к которой пленка прижимается сваривающей головкой с нагревательным элементом. В нижней части формовочной трубы раз­мещены пружинящие распорки, которые препятствуют образо­ванию складок на рукаве пленки при сварке поперечного шва. Механизм сварки поперечного шва приводится в действие сжатым воздухом. Пневмоцилиндр обеспечивает сжатие прижимной и сва­ривающей губ. К сваривающей губе прикреплен электронагреваемый элемент, а к нажимной — резиновая прокладка. Для охлаж­дения во время работы к сваривающей и прижимной губе подают воду. Механизм сварки поперечного шва осуществляет также про­тяжку полиэтиленового рукава на длину одного пакета. Привод транспортера пакетов — пневматический с храповым механизмом. Привод транспортера ящиков осуществляется электродвигателем через редуктор.

Эксплуатация автоматов. Автоматы для розлива молока в бу­мажную или полиэтиленовую тару разового использования уста­навливают в отдельном помещении. Для автоматов типа «Тетра-Пак» высота помещения должна быть не менее 4, 5 м, Для работы автомата необходим компрессор для выработки сжатого воздуха в количестве 14м³/чпри давлении 300—400 кПа.

Для подачи молока в автомат рекомендуется устанавливать промежуточную емкость. Уровень молока в емкости должен быть на 1—1, 5 м выше верхней точки автомата. Центральную систему смазки заполняют маслом марки «Индустриальное 45» или анало­гичным по физическим показателям. Гидравлическую систему при­жатия сварочных губок заполняют глицерином.

После установки и монтажа узлов автомата налаживают кине­матику механизмов (по схеме наладки), регулируют устройство для образования пакета, механизм обрезки наполненного пакета; проверяют работу токосъемного устройства сварочных нагрева­тельных элементов; устанавливают длительность сварочного им­пульса. Уровень продукта в сваренной бумажной трубке должен быть на 20—30 мм ниже конца трубки датчика. Некачественная сварка продольного шва может быть из-за несрабатывания кон­такторов износа щеток на носителях нагревателя низкой темпе­ратуры сварки, неправильной регулировки электронного моста, за­грязнения роликов, обжимающих продольный шов, смещения продольного шва из-за неисправностей в формирующем узле. Течь по­перечного шва появляется из-за слишком низкого напряжения в электросети, несрабатывания контакторов. Плохая сварка пакетов может быть также вызвана дефектами бумаги (отслаиванием поли­этиленового покрытия).

Один раз в 10 дней необходимо смазывать все шарикоподшип­ники. Один раз в месяц осматривают автомат и тщательно очи­щают все узлы и механизмы. Раз в 2—3 месяца заменяют масло в редукторе. Глицерин в гидросистеме заменяют ежегодно.