Машина для укладання та пакування пачок з вафлями в гофрокартонні ящики

Машина для укладання та пакування пачок з вафлями в гофрокартонні ящики

Анотація

Матеріали дипломного проекту направлені на рішення проблем, які пов'язані з кінцевими операціями пакування готової продукції в транспортну тару (в даному випадку пакування пачок з вафлями в гофрокартонні ящики).

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:

Групування шару з пачок з вафлями.

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

Формування пакету.

Укладання пакету виробів в гофрокартонні ящики.

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:

90% цих машин - це машини автомати;

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

Більшість - 60% машин є спеціальними;

Більше 70% мають один транспортерний потік вантажу;

до 80% застосовують механізм зіштовхування;

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”).

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;

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

Зменшуються втрати електроенергії у зв'язку з меншою потужністю електродвигуна пристрою порівняно з аналогом4

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).

2.2 Принцип дії машини

Вироби 3 подаються на приймальний стіл 12. Після набору шару стулки 2 виводяться з під формуючого штабелю. Після чого штирі 11 входять в отвори на столі 12 і піднімають формуємий штабель. Стулки 2 повертаються в початкове положення.

Над приймальним столом 5 встановлена верхня напрямна 6 і бокові напрямні 7 штабеля виробів, кантувач тари 8 приводиться в дію пневмоциліндром 9; між гребінчастими стулками 2 та площадкою 12 встановлені напрямні частини13. Кантувач 8, штирі 11, напрямні пластини 6 і 7 виконані регулюємими, штовхач 4 і підйомно-опускна платформа 10 з'єднані з напрямними 14 і 15, на яких встановлені регулюємі опори 16 і 17.

Машина працює таким чином. Заздалегідь, в залежності від кількості рядів виробів, що поступають на стіл для формування шару 12 і їх розмірів по ширині встановлюють бокові пластини 13 рухомі напрямні.

В залежності від висоти виробів виставляється площадка формування шару, приймальний стіл 5 і регулюється хід підйомно-опускної платформи 10 за допомогою рухомих упорів 16.

Рис. 2 - Механізм формування штабеля

Підйомно-опускна платформа 10 зі штирями 11 опускається і штабель лягає на стулки 2.

Сформований штабель переміщується штовхачем 4 на приймальний стіл 5.

На малюнку 1 та 2 зображений пристрій в процесі роботи; на рис. 3 - приймальний стіл, боків і напрямні пластини і підйомно-опускна платформа із встановленими на ній штирями; на рис. 4 - конструкція пластин, що регулюються і утворюють напрямний мундштук; на рис. 5 зображено кантувач тари; на рис. 6 - привідні гребінчасті стулки.

Рис. 3 - Загальний вигляд

В залежності від розмірів штабеля виробів, що формується, встановлюється пластина 18, яка відповідає розмірам задньої поверхні штабеля, встановлюється штовхач 4, бокова і верхня напрямні пластини, що регулюються, також встановлюється кантувач тари 8 з упорами 19 та приводом 9.

Штирі 11 на підйомно-опускній платформі 10 розміщуються тільки лише під формуючим штабелем виробів. При цьому, якщо штабель виробів складається з двох і більше рядів, то під кожним наступним рядом штирі встановлюється нижче попередніх для запобігання явища заклинювання при переміщенні штабеля виробів із штирів на приймальний стіл 5 (рис. 4, 5).

Рис. 4 - Конструкція пластин, що регулюється

Рис. 5 - Кантувач тари

Рис. 6 - Гребінчасті стулки

В машині використовуються гребінчасті стулки (рис. 6), які мають паралелогрмний механізм 7, та горизонтальні ланки 9, які зв'язані з пневмоциліндром 6.

Якщо штабель виробів складається з одного ряду чи вироби мають незмінні геометричні форми, то переміщення штабелю на приймальний стіл можна виконувати з нижнього шару виробів.

Вироби 3 подаються транспортером 1 на площадку формування шару 12. Після набору шару виробів рамки 20 з набірними гребінчастими стулками 2 відводяться з-під формуючого шару виробів, який опускається на шар виробів, сформований на площадці 12. Після цього за допомогою привода 21 підйомно-опускна платформа 10 переміщується у верхнє положення. При цьому штирі 11 входять в отвори, виконані в площадці формування шару 12 і піднімають сформований штабель виробів. Після цього рамки 20 повертаються в початкове положення, а закріплені на них стулки 2 входять в зазори між штирями 11. Підйомно-опускна платформа 10 повертається в початкове положення, а штабель виробів лягає на гребінчасті стулки 2.

Після набору штабеля виробів він переміщується штовхачем 4 на приймальний стіл 5, а далі переміщується у попередньо встановлений у нактовачі гофрокартонний ящик 22.

В нашому випадку використовується гофрокартонний ящик №42 з розмірами:

довжина l=369 mm

ширина b=280 mm

висота h=222 mm.

3. Розрахункова частина

3.1 Розрахунок приводного роликового конвеєра

Вихідні дані: довжина L=2000 мм; розташований під кутом 20; для транспортування штучних вантажів (гофрокартонні ящики) розмірами 360*280*222 мм, вагою 12,6 кг; ящики поступають на конвеєр з інтервалом часу t=17 с.

Продуктивність конвеєра:

Швидкість переміщення вантажу по конвеєру V=0.2 m/c.

Визначимо кількість вантажів, що знаходяться на конвеєрі:

Приймаємо ролики діаметром Dp=48 mm; довжиною lpol =510 мм; вага обертової частини ролика Gp=5,5 кг; діаметр цапфи ролика d=18 мм; f =0,015; =0,05 см.

Відстань між роликами:

lp=(1/3…1/4)* lpol= 152 мм.

Кількість роликів конвеєра

Приймаємо Z1=14 шт.

Опір переміщенню вантажу при постійному русі по роликовому конвеєру.

Розрахункова потужність двигуна:

Установочна потужність:

N=Kз*Nдв=1,2*0,049=0,059 кВт

Kз=1,2 - коефіцієнт запасу.

Визначаємо частоту обертання роликів:

По каталогу вибираємо мотор-редуктор типу МПз2-31,5

Електродвигун типу 4АХ71А6З3 потужністю N=0.37 кВт і частотою обертання n=920 об/хв.

Номінальна частота обертання вихідного валу мотор-редуктора n=28 об/хв; допустимий крутний момент на вихідному валу Т=12 кгс*м (рис. 7).

Рис. 7 - Схема вузла для укладання пачок пошарово: 1-пневмоциліндр; 2- штир; 3-рама

3.2 Розрахунок клинопасової передачі

Вихідні дані: N=0.37 кВт, n1 =28 об/хв, U=1

Розраховуємо крутний момент на швидкохідному валу:

По даному розрахунковому крутному моменті згідно таблиці приймаємо переріз пасу “Б” з розмірами: bP=14,00 mm; h=10,5 mm; b0=17 mm; y0=4mm; F1=1,38 cm2/

Приймаємо діаметр меншого шківа 140 мм.

Розраховуємо діаметр більшого шківа

dp2=dp1*U*(1-)=140*1*(1-0.01)=138.6 mm

Згідно ГОСТ 17383-73 приймаємо стандартний діаметр шківа dp2=140 мм.

Знаходимо фактичне передаточне число:

Визначимо швидкість паса:

Розраховуємо частоту обертання відомого вала:

Визначаємо міжосьову відстань згідно рекомендацій:

a=1.05*dp2=1.05*140=147 mm

Розраховуємо довжину паса:

Приймаємо стандартну довжину паса L=1000 mm.

Згідно стандартної довжини паса уточнюємо дійсну міжосьову відстань:

Мінімальна міжосьова відстань для зручності монтажу та зняття пасів:

амін=а-0,01L=304+0.025*1000=329 mm

Максимальна міжосьова відстань для створення натягу та підтягування паса при витяжці:

амакс=а+0,025L=304+0,025*1000=329 мм

Кут обхвату пасом шківа:

Вихідна довжина паса: L=2240 мм

Відносна довжина паса: L/L0=1000/2240=0,45

Коефіцієнти довжини GL=0.86. Вихідна потужність при dp1=140 мм і V=0,205 м/с рівна N0=1,07 кВт.

Коефіцієнт кута обхвату близько 1

Поправка до крутного моменту на передаточне число:

Т=2,1 Н*м

Поправка до потужності:

Nu=0.0001*Tu*n=0.0001*2.1*28=0.0059 кВт

Коефіцієнт режиму роботи при вказаному навантаженні:

СР=0,84

Розраховуємо допустиму потужність на один пас:

Розрахункова кількість пасів: Z=N/[N]=0.37/0.777=0.48

Коефіцієнт, що враховує нерівномірність навантаження: CZ=1

Визначаємо дійсну кількість пасів в передачі:

Z1=Z/ CZ=0.48/1=0.48

Приймаємо Z1=1 шт.

Сила початкового натягу одного клинового пасу:

q=0.18 кг/м - погонна маса пасу.

Зусилля, яке діє на вали передачі:

Розміри обода шківів:

lP=14 мм; h=10,8 мм; b=4,2 мм;

l =190,4 мм; hmin=8 мм; L1=360; r =1,0 мм; f=12,5 мм.

Зовнішні діаметри шківів:

dl1=dp1+2b=140+2*4.2=148.4 mm

dl2=dp2+2b=140+2*4.2=148.4 mm

Ширина обода шківів:

M=(Z1-1)l+2f=(1-1)*0.01+2*12.5=25 mm

3.3 Розрахунок виконавчого пневмомеханізму вузла для укладання пачок пошарово

Вихідні дані:

тиск повітря в магістралі:

Рм=0,4МПа;

хід виконавчого механізму при укладанні пачок в один шар:

S=0.05 m

час спрацювання механізму:

T=0.85 c

ефективна площа вхідного отвору:

fr=4*10-6 m2;

початкова і приведена координати поршня:

х01=х02=0,01 м;

зусилля необхідне для піднімання продукції:

Рруш=125 Н.

Необхідне зусилля визначаємо за формулою:

Рруш=Fk*Pm;

Pm-робочий тиск у пневмоциліндрі. Звідси:

Fk=Pруш/Рм=125/0,4*102=3,125 см2.

Виходячи з величини значення Fk підбираємо діаметри поршня і штока:

Діаметр поршня:

Приймаємо DП=32 мм

Розраховуємо площу робочої поверхні поршня:

штока:

Площа вихлопної порожнини:

Fn2 = Fn1-FШ=0,0008-0,000785=0,000015 м2

Маса рухомих частин пневмопривода 0,4 кг

Приведена до поршня маса вантажу та частин привода:

m=mb+mn=12.0+0.4=12.4 кг

Рівняння руху вантажу:

xI=0.435 sin (7.39t)

xII=0.059(1-cos(7.39t))

x=0.059-0.00939sin(7.39t)

Результуюча всіх сил опору:

P(t)=Pc.тp+mb*g*f+P2(F1-F2)=40+12*9.8*0.3+105(0.0008-0.000785)=76.82 H

Pc.тp=40 Н - сила опору рухомих частин.

Розрахунок витрат стисненого повітря пневмоциліндром.

Q=q*n*

q=2V-об'єм повітря необхідний для виконання одного циклу

n - кількість циклів

- 1,1…1,3 - коефіцієнт, що враховує невиробничі витрати.

V=R2L=3.14*1.62*5=40.2 см3

q=2*40,2=80,4 см3

Q=80,4*70,5*1,3=7377,88 см3/хв

Розрахунок виконавчого пневмомеханізма для розкривання та закривання стулок.

Стулки являють собою складний кривошипно-шатунний механізм.

Для підбору та розрахунку пневмоциліндру необхідно знайти приведену масу стулок. Для цього необхідно розглянути всі положення цих стулок при заданому ході пневмоциліндра (рис. 7).

Рис. 7 - Розрахункова схема стулок

Будемо розглядати одну (праву) стулку, так як вони ідентичні одна одній.

Розрахункова формула представляє собою рівняння рівноваги моментів інерції

Спростивши праву і ліву частини:

IO2=IO3=1/3 m3(4)l2

IS2=0,1m2l2 - сила інерції другої ланки.

Для знаходження приведеної маси необхідно хід пневмоциліндра поділити на окремі ділянки, для визначення мпрмакс.

Для цього задаємося синусоїдальним законом руху штока пневмоциліндра.

x = S/T (1-cos at)

t - поточне значення часу, с;

a=2/T, відповідно:

x=S/T(1-cos2/T*t).

Для знаходження необхідних швидкостей та кутових прискорень w2, w3, w4, w5, необхідно побудувати план швидкостей.

Алгоритм побудови.

Знаходимо швидкість т. О за формулою

S=0,04 м - хід штовхача;

T=1,15 с - час одного циклу роботи;

t - поточне значення;

Рис. 8 - Кінематична схема стулок

t1=Т/6, t2=(Т/6)*2, t3=(Т/6)*3

V0=0,04/1,15*(1-cos2/1.15*t2)

Визначаємо швидкість т. А:

VA=V0+VAO/OA

VA=V02+VAO2/O2A

Визначення швидкості т. В методом подібності:

ab/O2A=AB/O2Aab=O2A*AB/O2A$

Знаходимо швидкості т. С, т. S4, S5.

Визначимо кутові швидкості: w3=w4=VA/lO2A;

Розглянувши плани швидкостей можна зробити висновки, що вони по числовим значенням однакові, лише змінюється напрямок, тому розглядаємо любий один план швидкостей і визначаємо потрібні швидкості:

Va=pa*V=69*0.00056=0.0386 m/c

Vb=pb*V=138*0.00056=0.076 m/c

Vc=Vb=0.076 m/c

Vs3=Vs4=Va=0.039 m/c

Vs5=Vc=0.076 m/c

w3=w4=Va/lO2A=0.039/0.182=0.21 c-1

w2=0.195 c-1; Vs2=0.032 m/c

Для розрахунку сил інерції приймаємо:

mР.Ч.Ц.=0,4 кг

m2=0,450кг

m3=0,700 кг

m4=0,700 кг

Відповідно:

Is2=0.1m2l12=0.1*0.450*0.16*0.16=7.2*10-3

Io2=Io3=1/3m3l22=1/3*0.700*0.29=6.7*10-2

Обчислюємо приведену масу стулок:

Так як стулки ідентичні, то загальна приведена маса буде:

mПР=27,4 кг.

Вихідні дані для розрахунку пневмоциліндру:

тиск повітря в магістралі:

Рм=0,40 МПа;

ефективна площа вхідного отвору:

Fl=4*10-6 м2

початкова і кінцева приведені координати поршня:

Хо1=Хо2=0,01 м

зусилля необхідне для піднімання штоку:

Рруш=351,2 Н

Необхідне зусилля можна визначити за формулою:

Рруш=Fk*Pm

Рм - робочий тиск в пневмоциліндрі

Fk - площа, яка визначається як різниця площі поршня і штока

Fk=Рруш/Рм=351,2/40=7,024 см2

Виходячи з площі Fk підбираємо діаметр поршня і штока:

Fш=d2/4=3.14*100/4=78.5 mm2

F пор= Fk+ Fш=78,5+7,024=85,5 мм2

Діаметр поршня:

Приймаємо Dп=32 мм

Площа робочої поверхні поршня:

штока:

Площа вихлопної порожнини поршня:

Fп2= Fп1- Fш=8,04*10-4-7,85*10-5=7,255*10-4м2

Результуюча всіх сил опору:

P(t) = Pc.mp.+mBgF+P2(F1-F2)=40+12.5*9.81*0.3+105(8.04*10-4-7.85*10-5)=139.5 H.

Pc.mp.=40 H - сила опору рухомих частин пневмоприводу;

F = 0,3 - коефіцієнт тертя.

Розрахунок витрат стисненого повітря пневмоциліндром.

Q=q*n*

q=2V - об'єм повітря необхідний для виконання одного циклу

V=R2L=3.14*2.5*2.5*23=451.375 cm2

q=2V=2*451.375 = 902.750 cm3

n - кількість циклів n=38

=1,1…1,3 - коефіцієнт, що враховує невиробничі витрати;

Q = 2*451,375*38*1,3=44595,85 см3/хв.

3.4 Розрахунок виконавчого пневмомеханізму для зштовхування штабеля пачок в ящик

Вихідні дані до розрахунку:

тиск повітря в магістралі:

Рм=0,4 МПа

хід виконавчого механізму:

S=0.23 м

Час спрацювання механізму T=0,85 с

ефективна площа вхідного отвору: fl=4*10-6 м2

початкова і кінцева приведені координати поршня:

Хо1=Хо2=0,01 м

Зусилля необхідне для спрацювання:

Р руш = 246 Н

Зусилля необхідне для спрацювання визначаємо з формули:

Рруш = Fk*Рм

Рм- робочий тиск в пневмоциліндрі,

Fk - площа, яка визначається як різниця площі штока і поршня.

Fk=Рруш/Рм=246/40=6,14 см2

Виходячи з величини значення Fk підбираємо діаметри поршня D і штока d.

3.5 Розробка циклограми роботи машини та розрахунок суміщення робочих органів

Циклограма машини - це сукупність циклограм робочих органів. В нашому випадку ми складаємо проектну циклограму, щоб вірно визначити тривалість робочого циклу машини і отримати потрібну продуктивність.

Відповідно до структурної схеми спочатку набираємо штабель висотою сім пачок, а потім зіштовхуємо його в ящик. Одночасно з набором штабеля в нас відбувається операція відведення заповненого ящика, а також подача порожнього ящика для завантаження в нього наступного штабеля виробів.

Ми розробили прямокутну циклограму пристрою у масштабі 1 с=5, 83 мм врахувавши час спрацювання пневмоциліндрів і забезпечили потрібну продуктивність пристрою.

Циклограма роботи машини: I - стулки; II - підйомний стіл; III - штовхач; IV - подача ящика; V - утримувач клапанів; 1 - робочий хід; 2 - холостий хід; 3 - вистій.

3.6 Суміщення робочих органів машини

Під суміщенням руху робочих органів розуміють послідовно-паралельний режим їх роботи. Чим більше часу іде на суміщення, тим зменшується тривалість кінематичного циклу, а також збільшується продуктивність при його мінімальних розмірах.

Це суміщення виконується при робочому ході штовхача та холостому ході штирів.

Розглянемо варіанти руху першого і другого робочих органів за лінійним законом.

Умови: V1p.x.=const; V2x.x.=const

A-точка можливого зіткнення.

Хід штирів S2X.X.=45 mm

Хід штовхача S1P.X.=125 mm

Sd1/=38 mm

Sd1/=Sd1-=35 mm; =25

t2XX=0.3 c

t1PX=0.2 c

t12=t2PX+t2XX-t/1PX=0.4+0.3-0.056=0.644 c

4. Монтаж, ремонт, експлуатація машин

Виробниче обладнання являє собою найбільш важливу частину основних фондів підприємств харчової промисловості, їх технічно-виробничий потенціал, тому питання монтажу, технічного обслуговування і ремонту, які забезпечують довговічність і працездатність обладнання повинні бути предметом повсякденної уваги обслуговуючого персоналу.

Страницы: 1, 2, 3