[SHipinsky_V.G.]_Oborudovanie_i_osnastka_upakovoch2(z-lib.org)

количеством одношпиндельных ротационных модулей, несколькими камерами нагрева и охлаждения, а также с раздельными позициями для извлечения изготовленных изделий из форм и для загрузки в них новых порций материала. Иногда в таких установках камеры нагрева и охлаждения, а также позиции обслуживания ротационных форм располагают по вершинам многоугольника, а ротационные модули последовательно перемещаются между ними по напольным рольгангам или подвесным монорельсовым и двухрельсовым путям.

Многошпиндельные ротационные установки, выполненные в блочномодульном исполнении, обеспечивают максимальную производительность и высокую гибкость в установлении оптимальных параметров технологического цикла для каждого изготовляемого изделия. Их одношпиндельные ротационные модули, обладающие меньшей инерционной массой подвижных частей в сравнении с башенными многошпиндельными агрегатами, позволяют формовать более крупные изделия, обеспечивая при этом требуемую точность позиционирования, жесткость конструкции и эксплуатационную надежность. Из-за наличия дополнительных приводов, блокировок и микропроцессорной системы управления эти установки конструктивно сложнее и значительно дороже башенных, занимают большие производственные площади и требуют более высококвалифицированного обслуживающего персонала.

На участках ротационного формования, кроме основного технологического оборудования применяется и дополнительное, такое как:

специальные мельницы, обеспечивающие измельчение кускового и гранулированного полимерного сырья в порошкообразное состояние;

автоматические дозаторы, служащие для отмеривания и подачи компонентов формовочных смесей;

турбосмесители, позволяющие получать однородную массу из компонентов формовочных смесей, включая красители;

кран-балка, необходимая для установки и смены ротационных форм;

стеллажи для складирования и хранения ротационных форм;

специальные приспособления и инструмент, обеспечивающие открытие и закрытие ротационных форм, извлечение из них изготовленных изделий, нанесение антиадгезивной композиции на поверхность полости формы, загрузку

внее порции сырья, сборку и разборку форм и т. д.

Впроцессе эксплуатации ротационные формы не подвергаются высоким механическим нагрузкам, так как изделия изготовляются в них без создания значимых давлений на материал, но при этом формы испытывают существенные термические напряжения от многократно повторяющихся циклов нагрева (до 300 °С) и охлаждения. Эти формы, характеризующиеся конструктивной простотой, минимальной массой и невысокой стоимостью, выполняются обычно тонкостенными из металлов с высокой теплопроводностью. В зависимости от габаритных размеров, требований к качеству отделки наружных поверхностей и серийности изготовляемых изделий ротационные формы выполняются для них из конструкционной и нержавеющей листовой стали, низкопористых марок алюминия и его сплавов, а также медноникелевых сплавов.

141

В частности, из листовой конструкционной и нержавеющей стали изготовляют на сварных соединениях формы для крупногабаритных изделий простой конфигурации, которым не требуется высокое качество отделки наружных поверхностей. Такие формы, имеющие толщину стенки до 12 мм, обладают высокой жесткостью и обеспечивают необходимую герметичность по линии разъема. На наружной поверхности этих форм, предназначенных для жидкостно-ротационного формования крупногабаритных изделий, дополнительно выполняются специальные рубашки, которые соединяются трубопроводами с коллектором и обеспечивают прокачку через них обогревающей и охлаждающей жидкостей. В результате эти формы становятся конструктивно сложнее и, соответственно, более дорогими в изготовлении.

Из алюминия и его сплавов выполняются ротационные формы, обеспечивающие формование изделий средних размеров сложной конфигурации, и у которых линии разъема располагаются более чем в одной плоскости. Эти формы обычно отливают по заранее выполненным мастермоделям, а затем полученные отливки механически обрабатывают с высококачественной отделкой поверхностей, образующих полость формы. Алюминиевое литье применяют и в тех случаях, когда необходимо изготовить несколько идентичных форм. Для малогабаритных сложнопрофильных изделий ротационные формы изготовляют также гальванопластикой или металлизацией в вакууме.

Для небольших изделий, формуемых из пластизолей, ротационные формы выполняются из медноникелевых сплавов с высококачественной отделкой поверхностей, образующих их рабочую полость. Такие формы могут оснащаться патрубком, через который из их полости в процессе формования удаляются образующиеся газообразные вещества, а также загрузочным устройством с пружинным клапаном игольчатого типа, обеспечивающим подачу порции материала в закрытую форму.

Преимущественные особенности, достоинства и недостатки ротационного формования заключаются в следующем:

это единственный способ, который обеспечивает изготовление изделий из пластмасс объемом до 30 м3 и более;

этим способом можно изготовлять полые изделия из термопластичных и термореактивных пластмасс, получать емкости с двух- и трехслойными стенками, а также наносить покрытия на их внутренние поверхности;

позволяет изготовлять оболочки сложной конфигурации с бесшовными равнотолщинными стенками, с разнообразными армирующими и закладными элементами, а также с отверстиями различной конфигурации, включая и с отформованной резьбой;

обеспечивает получение в одной и той же форме объемных изделий, отличающихся различной толщиной стенки и цветовой окраской, а также закладными деталями, создающими на их поверхности различные графические изображения и другие элементы декора;

обеспечивает одновременное изготовление разных изделий за счет закрепления на шпинделях установки соответствующих ротационных форм;

142

позволяет у изготовляемого изделия на определенных участках изменять толщину стенки за счет локального варьирования теплопроводности формы;

позволяет вводить в применяемые материалы широкий спектр разнообразных наполнителей, красителей, пластификаторов, стабилизаторов и других добавок, придающих формуемому изделию, например, повышенную жёсткость, тепло- и морозоустойчивость, химическую и радиационную устойчивость, другие специальные свойства;

поскольку материал при ротационном формовании не подвергается давлению, то изделия получаются более прочными, из-за отсутствия в них внутренних напряжений и ориентации полимера, но с не очень гладкой внутренней поверхностью;

характеризуется практически безотходным производством изделий, относительно простым технологическим циклом и, как следствие, экономичностью процесса;

обеспечивает рентабельность, а также минимальные сроки и затраты на освоение новых изделий даже при их единичном и мелкосерийном производстве;

отличается конструктивной простотой и невысокой стоимостью ротационных форм, возможностями их изготовления и ремонта в короткие сроки;

характеризуется довольно продолжительным технологическим циклом, не позволяющим достигать высокой производительности;

требует строго соблюдения технологических режимов на всех этапах процесса формования изделий;

не обеспечивает высокий уровень размерной точности у изготовленных изделий.

16. УПАКОВЫВАНИЕ В МЕТАЛЛИЧЕСКИЕ БАНКИ 16.1. Конструктивные исполнения металлических банок

Банкой называется потребительская тара, с цилиндрическим или фигурным корпусом с горловиной, диаметр которой равен диаметру корпуса или незначительно меньше его, с плоским или вогнутым дном, вместимостью от 0,025 до 10 дм3. Банки выпускаются в огромных количествах и служат для упаковывания самой разнообразной продукции. В зависимости от назначения банки изготавливаются герметичными и негерметичными, причем последние имеют ограниченное применение. Герметичные банки являются основной тарой в консервном производстве, а также широко применяются в других областях, например, в качестве упаковки для красок и эмалей, пива и газированных напитков.

Консервами называют продукты, герметично упакованные в банки, и подвергнутые в таком виде стерилизации, для подавления жизнедеятельности микроорганизмов либо их полного уничтожения и придания упакованной продукции стойкости при длительном хранении. Банки в консервном производстве исполняют роль не только тары, длительно сохраняющей

143

упакованную продукцию, но являются также важным звеном технологического процесса производства самих консервов.

Наиболее широкое распространение в производстве консервной продукции получили металлические банки, которые изготовляют из листовой или рулонной белой горячелуженой жести марки ГЖК (выполненной из стали марки 08КП или 08ПС), белой жести электролитического лужения марки ЭЖК, черной лакированной, хромированной лакированной и алюминированной лакированной жести, толщиною от 0,18 до 0,36 мм. По способу изготовления эти банки подразделяются на сборные и цельноштампованные, а по форме – на цилиндрические и фигурные (прямоугольные, овальные, эллиптические и т. д.).

Сборные жестяные банки содержат свернутый из прямоугольной заготовки (бланка) корпус 1 (рис.16.1а), а также присоединенные к нему фальцевыми швами донышко 2 и крышку 3. Продольные соединительные швы на корпусах таких банок выполняются фальцевыми, паяными и сварными.

Рис.16.1. Сборная жестяная банка

Различают двойные (рис.16.1б) и одинарные (в замок) (рис.16.1в) фальцевые соединительные швы, выполненные без дополнительной герметизации и герметизированные пайкой, уплотнительными пастами или резиновыми прокладками. При выполнении паяных швов концы заготовки корпуса соединяются внахлестку (рис.16.1г) или одинарным фальцевым соединением (рис.16.1д). Швы внахлестку конструктивно проще, однако не покрытая кромка бланка, находящаяся внутри банки, быстро окисляется и коррозирует, и кроме этого возможно попадание в полость банки припоя соединительного шва и переход содержащегося в нем свинца в упаковываемый продукт. Эти недостатки отсутствуют в паяных фальцевых соединениях, поэтому они и применяются на банках, предназначенных для упаковывания пищевой продукции. Сварные же соединительные швы выполняются внахлестку (рис.16.1е) электрической контактной роликовой сваркой или стыковым соединением (рис.16.1ж) с использованием в качестве плавящегося электрода медной калиброванной проволоки.

Цельноштампованные банки (рис.16.2а) содержат вытянутый из плоской заготовки корпус 1 и присоединенную к нему фальцевым швом или пайкой крышку 2. На корпусах этих банок отсутствуют продольный и нижний соединительные швы, что делает их более герметичными и привлекательными. Производство таких корпусов характеризуется несколько большим удельным расходом жести, в 2 – 3 раза меньшей производительностью в сравнении с изготовлением корпусов сборных банок, а также тем, что в них не используется припой, флюс и уплотнительная паста. Изготовляют цельнотянутые корпуса цилиндрическими, овальными, прямоугольными и другой формы из белой

144

хромированной жести или алюминия путем холодной вытяжки. Иногда корпуса выполняются с небольшою конусностью по высоте для того, чтобы при стапелировании они входили друг в друга. С этой же целью корпуса банок могут иметь цилиндрическую верхнюю часть (на 20 – 30 мм), сопрягающуюся через кольцевой упорный выступ с конической донной частью. Этим обеспечивается при их перевозке экономия до 60 % объема транспортной тары.

Рис.16.2. Цельноштампованная металлическая банка

Цельные корпуса алюминиевых банок изготавливают также холодным выдавливанием (экстрюдингом) из круглых или восьмигранных заготовок толщиной 4 – 5 мм. При таком способе изготовления высота корпуса может в несколько раз превышать его диаметр. На крышках алюминиевых банок могут выполняться специальные надрезы по периметру корпуса или в виде лючка с закреплением кольца, с помощью которого вскрываемая часть крышки отрывается по контуру надрезов.

Себестоимость изготовления сборных банок, как правило, меньше чем цельноштампованных, однако технология изготовления последних проще, требует меньших капиталовложений на оборудование и, соответственно, может осуществляться на меньших производственных площадях.

В частности, наиболее широко применяемые металлические стандартные банки для консервов (ГОСТ 5981-88) выполняются цилиндрическими сборными, цельноштампованными и с отрывным язычком для открывания, а также цельноштампованными фигурными (овальными, прямоугольными и эллиптическими) вместимостью: 54, 69, 93, 96, 101, 106, 109, 112, 129, 137, 139,

148, 153, 159, 160, 175, 191, 207, 213, 218, 220, 222, 230, 235, 240, 245, 250, 260, 269, 316, 320, 325, 353, 364, 404, 430, 442, 443, 473, 565, 566, 767, 889, 2060,

3020, 4760, 8760 и 9515 см3.

Стандартные сборные банки всех видов выполняются с продольным одинарным (рис.16.1в) фальцевым соединительным швом, герметизируемым пайкой припоями марок ПОС40, ПОССу40-2, ПОССу50-0,5 и другими, основными компонентами которых являются олово и свинец. Концы же (донышко и крышку) присоединяют к корпусам консервных банок двойным закатным фальцевым швом (рис.16.2б), включающим герметизирующую прокладку 3 и пять слоев жести, три из которых принадлежат концу 2 и два – корпусу 1. В конструктивных исполнениях концов различают подвитый закаточный фланец 4 (рис.16.2в), эластичную уплотнительную прокладку 3 и специальный кольцевой рельеф, состоящий из выступа 5 и нескольких ступеней 6, способствующих их упругой деформации от перепада давления при стерилизации консервов. Форма рельефа может иметь при этом несколько различных исполнений. Уплотнительные прокладки 3 в жестебаночном

145

подготовки этой жести к изготовлению консервных банок включает в себя следующие основные операции:

размотку рулонов жести с ее правкой и разрезкой на мерные листы;

выбраковку, очистку и сортировку листов по толщине;

обрезку листов в заданный размер путем срезания с четырех стон краевых полосок;

грунтование, декорирование и лакирование листов.

16.2.1. Автоматические гильотинные ножницы

Размотка рулонов жести с одновременной правкой ленты и разрезкой на мерные листы производится на автоматических гильотинных ножницах. В одном из конструктивных исполнений данный автомат содержит станину 1 (рис.16.3) на которой установлены:

нижняя рама 2 с двумя приводными обрезиненными валками 3, обеспечивающими вращение разматываемого рулона 4, и установленным на кронштейнах 5 приводным валком 6, предназначенным для наматывания бумажной ленты 7, проложенной между витками жести в рулоне;

роликовые направляющие 8, предотвращающие боковые смещения разматываемой с рулона ленты 9;

правильное устройство 10, содержащее два верхних и три нижних правильных валка 11, расположенных в шахматном порядке, механизм 12, обеспечивающий регулировку расстояния между этими валками для требуемого прогиба ленты при правке, и пару транспортирующих валков 13;

стол 14, на котором располагаются направляющий валок 15, две раздвижные плоские направляющие 16 и механизм шаговой подачи ленты, содержащий клещевые захваты 17 и 18, при этом неподвижный захват 18 крепится на столе, а подвижный захват 17 располагается на салазках 19, перемещаемых возвратно-поступательно в пазу стола кривошипно-шатунным механизмом 20; требуемый же шаг подачи устанавливается соответствующим перемещением пальца 21 в пазу диска 22, а адекватная ему окружная скорость синхронного вращения валков 3, 6, 11 и 13 настраивается вариатором;

гильотинные ножницы, содержащие закрепленный на поперечине 23 нижний нож 24 и располагающуюся над ним прижимную планку 25, а также вертикально перемещающийся в пазах боковин станины ползун 26, к которому крепится верхний нож 27 и подпружиненные пальцы 28, надавливающие на планку 25, для зажима ею ленты при резке;

механизм привода ползуна 26, передающий на него цикловые вертикальные движения от эксцентриковой шейки вала 29 через шатун 30 и закрепленные на оси двуплечие рычаги 31, а также шарнирно соединенные с ними и ползуном вертикальные планки 32; необходимую же величину перекрытия ножей 24 и 27 устанавливают, изменяя длину шатуна 30, вращением его стяжной гайки;

сопрягающийся с ножницами магазин 33, где укладываются в стопу 34, отрезаемые от разматываемого рулона мерные листы жести;

располагающийся в станине электродвигатель 35, с которого через клиноременную передачу и вариатор, а также взаимосвязанные цепные и

147

зубчатые пары осуществляется привод всех исполнительных механизмов автомата;

штурвал 36, обеспечивающий при наладке привод исполнительных механизмов вручную;

пульт 37, с кнопками управления и другим электрооборудованием.

Рис.16.3. Автоматические гильотинные ножницы

При работе рулон 4 жести устанавливают на прорезиненные валки 3 и конец его ленты 9 проводят между правильными 11 и транспортирующими 13 валками, а затем через компенсационную петлю 38 укладывают на стол 14 под направляющим валком 15, а также между плоскими направляющими 16. Далее конец ленты пропускается через разомкнутые клещевые захваты 17 и 18 механизма шаговой подачи, а также под прижимной планкой 25 и через щель между ножами 24 и 27 гильотинных ножниц, а конец прокладочной бумажной ленты 7 закрепляют на приводном валке 6. При заправке ленты и соответствующей настройке параметров резки, исполнительные механизмы станка приводят в действие вращением штурвала 36 вручную. Затем ножницы с пульта 37 включаются в режиме автоматической работы. При этом валки 3 непрерывно вращают рулон и, разматывающаяся с него лента 9, поступает в правильное устройство 10, а прокладочная бумажная лента 7, предохраняющая жесть в рулоне, наматывается на валке 6. В устройстве 10 движущаяся лента, последовательно перегибаясь в противоположных направлениях между правильными валками 11, выравнивается и парой транспортирующих валков 13 подается с образованием компенсационной петли 38 на стол 14. Здесь, перемещающаяся под направляющим валком 15 и между двумя плоскими направляющими 16, лента захватывается смыкающимся клещевым захватом 17 в тот момент, когда его салазки 19 находятся на максимальном расстоянии от клещевого захвата 18, который в это время размыкается. Далее кривошипношатунным механизмом 20 салазки перемещаются вперед вместе с зажатой захватом 19 лентой, обеспечивая тем самым ее продвижение на заданный шаг в гильотинные ножницы через разомкнутый захват 18. В момент остановки салазок в конечном положении неподвижный захват 18 смыкается и фиксирует поданную ленту, а захват 17 в это время размыкается и при обратном движении салазок 19 в исходное положение пропускает через себя неподвижную ленту.

148

Одновременно с этим подпружиненные пальцы 28 опускающегося ползуна 26 надавливают на планку 25, обеспечивающую фиксацию ленты на поперечине 23 при ее резке смыкающимися ножами 24 и 27 ножниц. Отрезанный от ленты лист жести падает в магазин 33 и пополняет формируемую стопу 34, а все механизмы автомата в это время возвращаются в исходное положение и цикл повторяется. При необходимости резки ленты на листы размерами большими максимального хода салазок 19, соответствующей заменой пары зубчатых колес устанавливают такое передаточное отношение, при котором опускающийся ползун 26 отрезает своим ножом от ленты лист жести только после двойного хода салазок 19 механизма шаговой подачи.

Техническая характеристика гильотинных ножниц следующая: Производительность, штук/мин. ………………………….. 100 – 200; Наибольшая ширина рулона, мм ………………………………380;

Наибольший шаг подачи ленты, мм:

одинарный …………………………………………. 380, двойной …………………………………………….. 760;

Мощность электродвигателя, кВт …………………………… 2,8; Габаритные размеры, мм:

длина ………………………………………………... 2140, ширина …………………………………………….... 1080, высота ………………………………………………..1150.

16.2.2. Выбраковка, очистка и сортировка листов жести

Подготовка нарезанных листов жести к покрытию должна обеспечивать условия прочного и высококачественного нанесения на них лакокрасочного покрытия. Для этого листы жести сортируют по толщине, осматривают и удаляют не качественные, а загрязненные затем очищают на жестеочистительной машине.

Листы жести сортируются по толщине в специальном автомате на следующие четыре группы: I-я – включает листы толщиной от 0,18 до 0,22 мм; II-я – толщиной от 0,23 до 0,26 мм; III-я – толщиной от 0,27 до 0,30 мм и IV-я – от 0,31 до 0,34 мм.

Одновременно с сортировкой листов жести по толщине их осматривают и удаляют не качественные. К нанесению лакокрасочного покрытия не допускаются деформированные листы, с загнутыми краями и кромками, с наличием пятен коррозии, зажиренные, загрязненные и с другими дефектами.

16.2.3. Обрезка листов жести в заданный размер

Так как кромки листов могут иметь различные дефекты в виде рванин, облоя, загибов, вмятин, косины, волнистости и так далее, то после сортировки они обрезаются на сдвоенных дисковых ножницах в заданный размер путем срезания с четырех стон листа краевых полосок шириной от 3 до 5 мм. Применяемые для этого сдвоенные дисковые ножницы позволяют вести процесс резки листов непрерывно и при этом не только обрезать краевые отходы, но одновременно и разрезать листы на требуемое количество частей.

Режущий механизм дисковых ножниц содержит два параллельных (верхний и нижний) встречно вращающихся вала 1 (рис.16.4а), на которых

149