CC BY
7
4. Лукьянов В.Г. Горные машины и проведение горно-разведочных выработок Учебник для прикладного бакалавриата. М.: Юрайт, 2016. 196 с.
5. Горные, строительные и дорожные машины / Министерство высшего и среднего специального образования УССР; отв. ред. Ю.А. Ветров. Киев: Техшка, 1971. 147 с.
6. Гетопанов В.Н., Рачек В.М. Проектирование и надежность средств комплексной механизации: учебник для вузов по специальности «Горные машины и комплексы». М.: Недра, 1986. 208 с.
7. Григорьев М.С. Применение сортировочных машин в горнодобывающей отрасли. Особенности конструкции и расчет // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2020. Вып. 10. С. 336-340.
8. Ковалёва Т.Е. Математическое моделирование поведения вил подъемника при повышенных нагрузках // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2022. Вып. 2. С. 260-263.
9. Тутов С.С. Исследование напряжений в звене горной машины при повышенных нагрузках // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2021. Вып. 10. С. 534-536.
10. Григорьев М.С. Аналитическое исследование коронок экскаваторов математическим моделированием // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2022. Вып. 2. С. 249-252.
Тутов Сергей Сергеевич, студент, tutowserg@yandex.ru, Россия, Тула, Тульский государственный университет,
Научный руководитель - Каверин Игорь Михайлович, канд. техн. наук, доцент, Россия, Тула, Тульский государственный университет
ANALYTICAL STUDY OF MINING MACHINE ELEMENTS AND COMPUTER MODELING
S.S. Tutov
The mining and related industries, as well as many industrial productions, use various means of automation and mechanization everywhere in order to increase production volumes, as well as increase productivity. In particular, hoisting and transport machines and mechanisms are used, which contribute to the improvement of working conditions in production, as well as increase opportunities. In particular, excavators of various configurations are widely used, in which the main structural element is a bucket, in which the crown is the load-receiving element. Crowns are usually made of steel and take the entire load and therefore an important issue is the shape of the crown that should be used to increase its maximum load capacity. Therefore, in this paper, the question is raised and solved with the help of computer simulation in the software package, in which a load is applied to the fixed crown. The maximum withstand loads of crowns of various shapes are evaluated, and the maximum degrees of deformations are also investigated.
Key words: equipment, mathematical analysis, comparison, analysis, data, mining machines,
modeling.
Tutov Sergey Sergeevich, student, tutowserg@yandex.ru, Russia, Tula, Tula State University,
Scientific advisor - Kaverin Igor Mihajlovich, candidate of technical science, docent, Russia, Tula, Tula State University
УДК 621.9: 663
DOI: 10.24412/2071-6168-2022-12-469-473
АНАЛИЗ СОВРЕМЕННЫХ ПРОГРАММ ДЛЯ КОНСТРУИРОВАНИЯ ТАРЫ
ИЗ ГОФРОКАРТОНА
А.Д. Судоплатова
В статье рассмотрены и проанализированы современные программы для оптимизации производства тары из гофрокартона, учитывающие влияние габаритных размеров тары и поддона, укладки заполненной тары на поддоны, а также представлена разработанная программа для вычисления высоты штабеля и фактора штабелирования.
Ключевые слова: гофрокартон, программы оптимизации, проектирование, фасовка, штабелирование, фактор штабелирования.
Гофрокартон - это упаковочный материал, обладающий такими достоинствами как: экологич-ность, экономичность, технологичность, простота в утилизации, малый удельный вес и в совокупности с этим гофрокартон имеет отличные физико-механические свойства. Поэтому упаковка из этого материала очень популярна, особенно для создания транспортной упаковки для штучных изделий. [1]
469
Проанализировав технологию производства складных гофрокоробов, можно сделать вывод, что одним из важнейших этапов в производстве является позиционирование разверток коробок на листе гофрокартона машинного формата. Позиционирование влияет на количество отходов, конечную стоимость упаковки, физико-механические свойства гофрокоробок и на производительность процесса.
В современном мире для упрощения проектирования, производства гофрокоробов, укладки в них потребительских изделий, а также для размещения упакованных гофроящиков на поддонах для транспортировки созданы специальные программы.
В работе [2] рассмотрены программы Impact (Arden Software), ArtiosCAD (Barco Graphics), MarbaCAD (Arden Software). Данные программы позволяют создавать развертки будущих гофрокоробок, а также размещать данные развертки на листе гофрокартона машинного формата.
Также очень важно уметь эффективно использовать площади и объёмы складских помещений, увеличивать высоту штабелирования. Для решения этой задачи, выяснения поведения конкретной гоф-ротары с конкретным продуктом существуют такие программы как ПОЯС, Cape Pack, TOPS Pro, Pack-er3d, Quick Pallet Maker. Рассмотрим некоторые из них.
«ПОЯС» - многофункциональная программа (рис. 1), которая решает такие задачи как: расчет площади разверток будущей гофроупаковки, ее оптимальное расположение на машинном листе гофрокартона; определяет марку гофрокартона; расчет предельной нагрузки гофроящика с конкретными размерами; выбор оптимальной укладки изделий в готовую гофрокоробку; подбор оптимального расположения гофрокоробов на поддоне и т.д. [3].
Ы) Уклодха ящика на подари
Размеры поддона Свес Размеры ящ№;а г**
Длжа ¡1200 ь*1- fo ; Ддана |ЗЭ4 jj-j
Шнрнна [800 "М- [о -il Щ|фша ¡236 -f-j
Макс высота |2000 Высота [iHT^j
Г" Включая высоту падддна Внутренние
Обязательная связка К? ¡кантований Г" Количество задано Г" Поток
Г" Составная ^оаокз ¡1QC Тестовых ингерв
Уклздкй
30 f. 0^има1ьиаи
f Пйдпцнс
ш 1 Г л ir.^i-n»
Вес проц^та ¡2
Пр.-.сгшь F¡ т
Ящ i ! I ji JidDrlK В С '.'Л □ , г. Доб 114 nocí К-во лсд. | ВИД ЦКЛ. | В 1 слоб/стее |
10В 91 1820 Мим зазорЛмашмя 9/12
Í4 J1 1920 Спцзапь/ппашмя 7/12
515 93 2D00 Мин зазор/торец ЮЛ 2
112 93 1J35 Сп чип ь/ребро 9/12
IES 85 2000 Спдоль/торвц 9/12
102 92 2Ш0 Трехмерная в/12
■-до Расчет № В протокол ^^ Печатать h ок
Рис. 1. Интерфейс программы «ПОЯС», формирование штабелей из гофроящиков
Cape Pack - набор программ для осуществления различных работ паллетизации (рис. 2). С помощью данного набора можно решить следующие задачи: определение оптимального размера изделия; оценить различные виды гофрокоробок, рассчитать их количество, размер и максимальную нагрузку на поддон; создавать смешанные укладки на поддон гофрокоробок с разными габаритными размерами; оптимизировать фасовку изделий в гофрокоробки; обеспечение максимального использования пространства поддона; оптимальное размещение штабелей в контейнер, вагон. Данный набор также отображает скрепление штабелей и печать на гофроящиках; есть возможность использовать не только стандартные формулы, но и собственные для проектирования сложных разверток [4].
Так* Т«* OrtilMwi Cotm I
1-ÚV0 И Ч -» ^ # ft >к В В I
(ОВП
Product Length Product Width Product Hei$it Load Bet. Area Used Cube Used Per
Laye rs Case /Leed
Ш1 903 1402 1 I
en. 2i
75. M В 1
Sí
Sehjp ЙиИогя j I Summary Report | | Solution fleportj
Рис. 2. Интерфейс программы «Cape Pack» 470
«TOPS Pro» - программа, которая помогает специалистам по упаковке создавать оптимальную конструкцию упаковки и укладки ее на поддоны. С помощью данной программы можно легко определить оптимальные габаритные размеры изделий и гофротары, количество изделий входящих в данную гофротару, их расположение, и расположение штабеля из гофрокоробок на поддоне.
Также в данной программе можно: добавлять или удалять промежуточную упаковку; определять и выбирать оптимальную марку гофрокартона; добавлять выступы при укладке гофрокоробок в штабеля на поддон; анализировать штабелирование, его прочность, для обеспечения стабильной укладки на поддон с минимальными рисками повреждения изделия; оптимально размешать в грузовиках и контейнерах штабеля из гофрокоробок на поддонах [5].
: f... fdil Vwm [Vim
ш
Ш
RF и
9 ®
-S
НПО Print Strength Modify
□ Shipuse Щ (Jnlll n*d
Salad Set Lmi Сш Wvd too» Сам W* Vol (CI Bo»d i;n Bawd HIEI ISl Cart .Cut Cart JUL Cam ,UL Amgn-nl
2 IB.313 3 12 313 »])] 1(311 1262S 12625 2 OSU 1150 2Ю 1331 20 84 11» ass 0.72 ¡J 32 1« H4 a» 25 2x8x2 50 4x2*2
5 B.313 С 1С 313 r 16313 24 313 24 313 12J13 12 625 6C25 1® 625 1Ш 1746 1230 1 333 1 333 20» tt 74 t/46 12 30 IK 109 Oil H и H 1« 14 2* 720 720 720 45 1x8x2 4$ 2x8*1 30 2x4x3
Рис. 3 Интерфейс программы «TOPS Pro»
Проведя анализ данных программ, можно сделать вывод, что наиболее оптимальной для использования в России является программа «ПОЯС».
Исходя из вышесказанного, я решила создать простую программу вычисления высоты штабеля и фактора штабелирования, в основу которой легли зависимости влияния различных параметров на штабелирование гофротары, приведенные в работе [6]. Проанализировав данные зависимости, мной были получены новые формулы, которые я использовала в разработанной программе (рис. 4, а). Данная программа позволяет, как уже говорилось, вычислять высоту штабелирования и фактор штабелирования изменяя такие параметры как: плотность изделия; габаритные размеры коробки; сжимающие усилие, которое зависит в свою очередь от типа гофрокартона (двухслойный, трехслойный и т.д.). На рис. 4, б показаны результаты вычисления разработанной программы.
TMatliad-iRaachst Droizvodrtefnosd.xmcd1^^^
^Jl Файл Правка Вид Добавить формат Инструменты Символика Otgio Справка
□ -сёН iQi7| | | № Б1 = | тп\\:
ВВОДИМ НА ЭКРАНЕ
Складная гофрокоробка четырехкпапанная
/5
ПАРАМЕТРЫ КОРОБКИ
длина.м 1 := 0.6
ширина. и Ъ := 0.5
высота, м h := 03
толщина 6т := 0.004
гофрокартона, м 6д := О.ООЗ
5п := 0.007
торцевая Ржт ;= 3800
жесткость, Н Ржд := 2000
Ржи := 5000
объем коробки масса нетто
масса брутто
фактор
РАСЧЕТ - внутри программы
тт , , . , сжимающее _ _ ^——-—¡т
V^ := i-b-h-кн услие ^ Рт:= 2.55-Ржт-^бт-2-(1 + Ь)
шн := р -V
тбр := тн-км тбр := 10,12.. 50
F(m6p) := V2"(1 + b) штабелирования && г' тбр-(п - 1)
высота штабеля Нт(тбр) := Нд(тбр) :=
Рд := 2.55-РждУ8д-2-(1+Ъ) Рп := 2.55-Ржпд/ 6п-2 (1 + Ь) Рт-h
Нп(тбр) :=
k-g-тбр
Рд-ь к g тбр
Pn-h k-g тбр
ВЫВОДИТСЯ НА ЭКРАНЕ
коэффициент запаса прочности (при хранении до 30 дней)
коэффициент перехода от внешних размеров тары к внутренним
коэффициент относительной массы тары
ОБЩИЕ ПАРАМЕТРЫ
к := 1.6 плотность изделия, кг/мЗ
V = 0.08S мЗ шн = 70.56 кг F(14) = 0.021
р := S00
кн := 0.9S
количество рядов гофрокоробок в штабеле
ускорение свободного падения, м/с2
а б
Рис. 4. Интерфейс ввода исходных данных (а) и результаты вычисления оптимальных параметров (б) в разработанной программе
Чем больше параметр ^ для определенной гофротары, тем целесообразнее ее применение.
471
Приведенные программы за считанные минуты оптимизируют наиболее важные операции в производстве гофроупаковки и ее штабелирования, что гораздо упрощают исследования в этой области.
Список литературы
1. Судоплатова А.Д. Анализ технологии и перспективы применения тары из гофрокартона // Вестник Тульского государственного университета. «Автоматизация: проблемы, идеи, решения»: сборник научных трудов национальной научно-техн. конф.: «АПИР-26», 9-11 ноября 2021 года / под ред. В.В. Прейса. Тула: Изд-во ТулГУ, 2021. С. 131-135.
2. Давыдов И.Б. Анализ программных продуктов для разработки складной картонной коробки на этапе дизайна // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2019. Вып. 5. С. 364-370.
3. Журнал «Пакет» №6. 2003 [Электронный ресурс]. URL: http://www.kursiv.ru/kursivnew/paket magazine/archive/23/18.php
4. Программа для загрузки поддонов Cape Pack [Электронный ресурс]. URL: https://www.esko.com/ru/products/cape-pack
5. Программное обеспечение TOPS Pro для проектирования упаковки и паллет [Электронный ресурс]. URL: https://topseng.com/tops-package-design-paUet-configuration-software/
6. Ефремов Н. Ф., Лемешко Т. В., Чуркин А. В. Конструирование и дизайн тары и упаковки: учебник для вузов. Моск. гос. ун-т печати. М.: МГУП, 2004. 424 с.
Судоплатова Алена Дмитриевна, магистрант, AD990919S@yandex.ru, Russia, Tula, Tula State
University,
Научный руководитель - Пантюхина Елена Викторовна, канд. техн. наук, доцент, e.v.pant@mail.ru, Россия, Тула, Тульский государственный университет
ANALYSIS OF MODERN PROGRAMS FOR THE CONSTRUCTION OF CORRUGATED CARDBOARD CONTAINERS
A.D. Sudoplatova
The article considers and analyzes modern programs for the opthymization of corrugated cardboard container production, taking into account the effect of the overall dimensions of the container and pallet, the placement of filled containers on pallets, as well as the developed program for calculating the stack height and stacking factor.
Key words: corrugated cardboard, optimization programs, design, packaging, stacking, stacking factor.
Sudoplatova Alena Dmitrievna, masters, AD990919S@yandex.ru, Russia, Tula, Tula State University,
Scientific supervisor - Pantyukhina Elena Viktorovnа, candidate of technical science, docent, e.v.pant@mail.ru, Russia, Tula, Tula state university
