CC BY
32
Веткасов Николай Иванович, д-р техн. наук, профессор, nppw t@ulstu. ru, Россия, Ульяновск, Ульяновский государственный технический университет,
Капустин Анатолий Иванович, заведующий лабораторией, antak1949@,mail.ru, Россия, Ульяновск, Ульяновский государственный технический университет,
Сапунов Валерий Викторович, канд. техн. наук, доцент, sapunov_vv@mail. ru, Россия, Ульяновск, Ульяновский государственный технический университет
DEVELOPMENT AND RESEARCH OF THE PROCESS OF OBTAINING AL UMANA TION COMPOSITIONS, MECHANICALLY ALLOYED, CARBON BLACK, AND COMPOSITE
MATERIAL FROM IT
N.I. Vetkasov, A.I. Kapustin, V.V. Sapunov
The results of experimental studies of the influence of the technology of producing composites from aluminum matrix compositions obtained by mechanical alloying with technical carbon on their strength properties, on the basis of which regression equations are developed, and the dependences of tensile strength and yield strength of an alloyed matrix material, are given. carbon.
Key words: composite material; aluminum; carbon black; mechanical alloying; composite granules; ultimate strength; extrusion, crystallites.
Vetkasov Nikolay Ivanovich, doctor of technical sciences, professor, nppw t@ulstu. ru, Russia, Ulyanovsk, Ulyanovsk state technical University,
Kapustin Anatoly Ivanovich, head of laboratory, antak1949@,mail. ru, Russia, Ulyanovsk, Ulyanovsk state technical University,
Sapunov Valeriy Viktorovich, candidate of technical sciences, docent, sapun-ov_vv@mail.ru, Russia, Ulyanovsk, Ulyanovsk state technical University
УДК 621.9; 663
АНАЛИЗ ФАСОВОЧНО-УПАКОВОЧНОГО ОБОРУДОВАНИЯ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА УПАКОВКИ ИЗ КАРТОНА
И.Б. Давыдов
В статье рассмотрены и проанализированы различные варианты фасовочно-упаковочного оборудования пищевых изделий в складные картонные коробки.
Ключевые слова: упаковка из картона, складные картонные коробки, фасовоч-но-упаковочное оборудование.
В пищевой промышленности для упаковки различных видов изделий широко применяют складные коробки из картона, отличающегося от других видов упаковочных материалов целым рядом преимуществ [1, 2, 3].
Рассмотрим два вида оборудования для производства складных картонных коробок: оборудование, заготовками для производства коробок являются склеенные по продольному шву коробки, и оборудование, в котором заготовками являются разборные и наклеенные картонные пачки из кассеты.
Большинство оборудования, фасующего и упаковывающего продукты в картонные коробки, используют в качестве заготовок склеенные по продольному шву коробки. Принцип работы такого оборудования, как правило, непрерывного принципа действия, ясен из рис. 1.
с вертикальным формованим картонной коробки
Коробки в сложенном положении из кассеты 1 фасовочного автомата захватываются по одной 2, раскрываются и переносятся 3 к гнездам, в которых они устанавливаются в операционно-транспортирующем органе 4. После контроля 5 наличия картонной заготовки в гнезде при непрерывном или дискретном движении выполняется заделка дна пачки (подгиб узких клапанов 6, раскрытие широких клапанов 7, нанесение на них клея 8, их закрытие и прижим створок дна для их приклеивания 10). Затем отгибается одна широкая створка верха пачки 11 и в нее опускается воронка 12, через которую в картонную коробку поступает пищевое изделие 13. После вывода воронки производятся утряска продукта 14 и контроль его по массе 15 (а) или уровню 15 (б). Если массы недостаточно, то на следующей этапе досыпают необходимое количество продукта 16 и снова проводят его утряску 17 и контроль 18. Отбракованная по массе фасуемого продукта коробка выталкивается из гнезда 19. Те картонные коробки, в которых, масса продукта находится в допустимых пределах, производят заделку верха путем загиба узких створок 20, и отгиба широких 21. Удаление частиц продукта с верхних кромок реализуется на позиции 22. Затем на них наносят клей 23, широкие створки загибаются 24, верхние прижимаются 25 и готовая наполненная продуктом картонная коробка выводится из гнезда 26 и поступает на выводящий коробку из оборудования конвейер 27, при движении по которому коробки поджимаются ленточным конвейером 28 для более надежного заклеивания. Наполненная продуктом картонная коробка 29 отводится из машины.
Фасовочно-упаковочные машины с горизонтальным формованием картонной коробки используют для упаковки соломки, макаронных изделий типа спагетти и других аналогичных продуктов.
В зависимости от физическо-механических свойств фасуемого в картонную коробку продукта и типа используемого дозатора в фасовочно-упаковочных машинах реализуется разное выполнение рассмотренных выше операций. Современной тенденцией развития таких машин является оборудование карусельного (роторного) типа, в которых картонная коробка движется не по прямой линии (см. рис. 1), а по круговой траектории. Это позволяет значительно уменьшить протяженность операции и сократить площадь, занимаемую фасовочно-упаковочной машиной [4].
На рис. 2 показана схема сборки картонной коробки в оборудовании, которое встречается только при сборке особых по конструкции коробок. Картонные пачки из кассеты 1 забираются по одной штуке 2 и переносятся для нанесения коробки клея 3.
На тароформующем роторе проходит формование коробки из картона 4. при этом на продольный шов узких стенок коробки опускается прижим в виде нагретой губки, склеивающей продольный шов 5. Затем формируется дно 6 путем загиба узких и широких створок дна и их склеивание 7 прижатием горячей губки к створкам.
Рис. 2. Схема сборки картонной коробки роторно-линейного типа
На этой стадии на дно коробки могут наноситься дата изготовления, номер смены, срок годности пищевого продукта и другие реквизиты. Картонная коробка затем снимается с оправки 8, поворачивается 9, перемещается 10 и устанавливается в гнездо упаковочного органа оборудования 11. Дальнейшие операции определяются свойствами фасуемого изделия, способа его дозирования и аналогичны операциям, рассмотренным выше.
На рис. 3 показана схема работы автомата для фасовки и упаковки легкосыпучих продуктов в картонную коробку с внутренним бумажным пакетом.
Рис. 3. Схема фасовочно-упаковочного автомата для легкосыпучих продуктов в картонную коробку с внутренним бумажным пакетом
Бумага, из которой производят внутренний пакет, поступает из рулона 1. На нее для продольного шва пакета наносят клей 2 и отрезают заготовку 3, которая на оправке первого операционного ротора для образования тары обжимается 4, и осуществляется заделка продольного шва 5, а также правого 6 и левого 7 клапанов внутреннего пакета. Заготовки картонных коробок из кассеты 8 отделяются вакуум-захватами 9 и подвергаются нанесению клея 10 для продольного шва с внутренним пакетом. Затем коробки подаются на оправку тарообразующего ротора 11. Изготовление коробки осуществляется путем обжима кроя на оправке 12, заделки продольного шва
13, закрытия узких клапанов внутреннего пакета и наружной картонной коробки 14, загибания правого 15 и левого 16 клапанов дна коробки, прижима дна пачки 17 к оправке, нанесения переменных значений маркировки 18 и съема коробки с внутренним пакетом 19.
Затем ее поворачивают на 900 на позиции 20 и подают в гнездо второго операционного ротора 21 для наполнения ее продуктом 22 и его утряски 23. После этого картонная коробка с продуктом передается из гнезда наполняющего ротора в гнездо третьего ротора 24 для упаковки, где происходит раскрытие узких клапанов коробки 25, растяжение верха 26, образование замка 27 и обжим 28 внутреннего пакета, загиб узких клапанов коробки 29, 30, нанесение клея на широкие клапаны картонной коробки 31, их закрытие 32, прижим и прогрев верха наружной коробки 33 и выдача готовой коробки на конвейер 34. При движении коробок по конвейеру они сверху прижимаются ленточным конвейером для окончательного склеивания верха коробки 35. Готовая наполненная картонная коробка 36 поступает на дальнейшие операции.
В складной картонной коробке кроме бумажного могут размещаться также и пакеты из гибких термосвариваемых материалов. При образовании такой упаковки участвуют два различных вида машин: одни образуют пакет, а другие - картонную коробку и комплектуют в нее пакет.
Таким образом, в фасовочно-упаковочных автоматах выполняются следующие операции: захват заготовки картонной коробки и ее перенос из кассеты, нанесение клея, склеивание и нанесение временных данных, отгиб и подгиб узких и широких створок картонной коробки, отмер дозы и досыпка фасуемого продукта при его недостаточной массе, контроль и утряска продукта в коробке.
Перспективными направлениями в производстве складных картонных коробок является применение коробок с самоскладывающимся дном. Такие коробки не требуют операции по заделке дна, поэтому исключается необходимость в той части конструкции автомата, которая выполняет эту функцию, тем самым сокращаются габариты и масса фасовочно-упаковочных машин для пищевых продуктов в картонную тару.
Список литературы
1. Давыдов И.Б. Особенности упаковки различных видов штучных пищевых продуктов // Известия Тульского государственного университета. Технические науки, 2018. Вып. 9. С. 438-446.
2. Давыдов И.Б. Упаковка из картона: особенности, основные виды и область применения в пищевой промышленности // Известия Тульского государственного университета. Технические науки, 2018. Вып. 11. С. 597-607.
3. Кирван Марк Дж. Упаковка на основе бумаги и картона. СПб.: Профессия, 2008. 488 с.
4. Пантюхина Е.В., Котляров В.С., Пантюхин О.В. Перспективные технологии изготовления пищевой упаковки: учебник. Тула: Изд-во ТулГУ, 2018. 212 с.
Давыдов Иван Борисович, магистрант, svoryi@gmail.com, Россия, Тула, Тульский государственный университет
ANALYSIS OF PACKAGING EQUIPMENT FOR MANUFACTURE OF CARDBOARD PACKAGING
I.B. Davidov
The article describes and analyzes various options for packaging equipment of food products in folding cardboard boxes.
Key words: cardboard packaging, collapsible cardboard boxes, tasovac-but-packing equipment.
Davidov Ivan Borisovich, masters, svoryiagmail.com, Russia, Tula, Tula State University
УДК 006.91; 623:621.3.049.75
МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРЯМОУГОЛЬНОЙ СИСТЕМЫ КООРДИНАТ НА КОМПЛЕКТЕ БАЗОВЫХ ЭЛЕМЕНТОВ
В.И. Глухов, Л.Г. Варепо, В.В. Пшеничникова, В.В. Макарочкин
В работе использован для проведения исследований метод геометрического моделирования прямоугольных систем координат с использованием комплектов плоских и цилиндрических базовых элементов и их информативностей по числу ограничиваемых линейных и угловых степеней свободы. Моделируются обобщенные системы координат, создаваемые комплектами основных конструкторских баз, определяющие точность базирования печатной платы в изделии.
Ключевые слова - система координат, точность позиционирования, геометрическая модель, печатная плата.
1. Введение. Необходимость обеспечения высокой плотности коммутации компонентов печатных плат предполагает ужесточение требований к их производству, автоматизации сборки [1,2], к точности расположения формируемых монтажных отверстий. Это обусловливает потребность ведения работ по устранению источников погрешности позиционирования монтажных отверстий. В конструкторской документации, при проектировании печатных плат применяют прямоугольные координатные сетки, не имеющие ни материальных носителей - баз [3], ни допусков на шаг сеток, ни допусков на отклонение от перпендикулярности вертикальных и горизонтальных линий сеток.
Следует отметить, что в процессе автоматической сборки компонентов с основанием печатной платы, создается новая сборочная система координат с помощью двух-четырех крепежных отверстий, расположенных диагонально и максимально отстоящих друг от друга. Крепежные отверстия имеют низкую точность размеров диаметров и координат осей, что снижает дополнительно точность расположения в изделии базовой детали - основания печатной платы.
Однако решение задачи повышения точности при сборке изделия сдерживается разобщённостью процессов жизненного цикла печатных плат в части обеспечения размерной и геометрической точности.
Это приводит к потере полной взаимозаменяемости при сборке электронных компонентов и переходу к сборке с подгонкой, если она может быть реализована.
Постановка задачи. Вопросы точности моделирования баз и систем баз широко дискуссируются на конференциях и в научных журналах. В том числе, это работы:
- о совершенствовании стандартов на геометрические характеристики изделий; простановку размеров и нормирование точности [4];
- требование к системам баз в процессах автоматизированного проектирования и контроля [5];
- математическое описание плоских базовых элементов [6];
- влияние точности геометрических характеристик на точность электронных характеристик печатных плат [7];
