CC BY
41
12. Пузиков И.В., Пантюхина Е.В. Математическая модель производительности вертикального бункерного загрузочного устройства с роликами для ступенчатых трехсоставных колпачков типа push-pull // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2020. Вып. 9. С. 414-420.
13. Давыдова Е.В., Ганков Е.А. Определение вероятностных коэффициентов аналитической модели производительности щелевого бункерного загрузочного устройства для т-образных пробок // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2017. Вып. 2. С. 266-273.
14. Давыдова Е.В., Пантюхин О.В. Аналитические модели производительности бункерных загрузочных устройств для сувенирной ПЭТ-тары с неявно выраженной асимметрией // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2016. Вып. 7. Ч. 2. С. 274-281.
Судакова Анастасия Андреевна, студент, nastena-sudakova@mail.ru, Russia, Tula, Tula State University
EXPERIMENTAL STUDIES COEFFICIENT OF FRICTION OF CAPPING ELEMENTS IN THE FORM OF CAP WHEN THEY ARE AUTOMATICALLY FEEDING
A.А. Sudakova
The article presents the identified main types of capping elements in the form of a cap that are widely found in the food industry when capping containers with liquid foodstuffs and the results of experimental studies of the friction coefficients of capping elements on a steel plate.
Key words: capping elements, coefficient offriction, automatic feeding, feed rate modeling.
Sudakova Anastasia Andreevna, student, nastena-sudakova@mail.ru, Russia, Tula, Tula State University
УДК 621.9: 663
ОЦЕНКА ПРОЧНОСТИ РАЗЛИЧНЫХ ТИПОВ ГОФРОКАРТОНА ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА ТАРЫ
А.В. Судоплатова
В статье рассмотрены общие сведения об упаковке из гофрокартона, получены выражения для определения прочности на сжатие гофрированного короба кубической формы, построена номограмма для определения сопротивления сжатию различной марки бумаги для гофрированного слоя в гофрокартоне, построены графики зависимости прочности короба из различных типов гофрокартона в зависимости от длины грани короба при бумагах различной плотности.
Ключевые слова: гофрокартон, упаковка из гофрокартона, физико-механические свойства, торцевая жесткость, номограмма.
Гофрокартон - распространенный упаковочный материал, применяемый в изготовлении промышленно-производственной, транспортно-логистической и потребительской тары и упаковки.
Традиционно гофрокартон использовался для упаковки групповых товаров, в частности для транспортировки или для хранения, но в настоящее время из гофрокартона стали производить упаковку и для штучных изделий, разнообразной конфигурации и размеров (рис. 1).
Рис. 1. Примеры современной тары из гофрокартона
Широкое применение гофрокартона обуславливается его физико-механическими свойствами (жесткость, прочность), сохранением формы, малым удельным весом, экологично-стью, экономичностью [1].
Физико-механические свойства зависят в первую очередь от количества слоев, от толщины каждого слоя, от сопротивления торцевому сжатию, от сопротивления продавлива-нию.
По количеству слоев гофрокартон делится на двухслойный (Д), трехслойный (Т), пя-тислойный (П), семислойный (С).
Толщина гофрированного слоя (флютинга) зависит от его профиля. Основными и наиболее популярными являются профили А, В, С и Е. Профили отличаются между собой высотой гофры и шагом [2].
Исследование прочности гофрокартона позволит определить возможность его к штабелированию, а на производстве высота складирования постоянно растет. Также это важно и для процесса транспортирования.
В работе [3] для нахождения прочности на сжатие гофрированного короба были получены формулы (1) и (2), применимые для трехслойного гофрокартона
Р = 2,55РТТ87, (1)
где 8 - толщина картона, см; Z - периметр короба, см; РТ - торцевая жесткость, Н/см, которая в свою очередь зависит от свойств плоских и гофрированных слоев гофрокартона
РТ = 0,968 (Р1 + Р2 + Р3 ), (2)
где Р - сопротивление сжатию, Н/см; Р1 - одного плоского слоя; Р2 - второго плоского слоя; Рз - гофрированного слоя [3].
На основе анализа используемых профилей для флютинга в различных типах гофрокартона были получены выражения для определения торцевой жесткости каждого из четырёх типов гофрокартона и составлена табл. 1, в которой: К - картон для плоских слоев, Б - бумага для гофрированного слоя.
В соответствии с ГОСТ Р 53206-2008 бумагу для гофрирования в зависимости от показателей качества изготавливают следующих марок.
Марка Б-1 (в состав входят 25% сульфатной небеленой целлюлозы и 75% полуцеллюлозы).
Марка Б-2 (в состав входят 25% сульфатной целлюлозы и 75% полуфабрикатов высокого выхода).
Марка Б-3 (в состав входят 35% сульфатной целлюлозы, остальные волокна не нормируется).
На основе анализов нормативных документов была получена номограмма для определения сопротивления сжатию различной марки бумаги для флютинга при производстве гофрокартона (рис. 2).
С целью анализа прочности гофрокартона проанализируем, как на параметр Р влияют его основные характеристики.
Таблица 1
Комбинация профилей флютинга и формулы торцевой жесткости для различных типов гофрокартона_
Тип Общий вид Комбинация профилей флютинга Формула торцевой жесткости
Д B, E РТ = 0,968 (PK + РБ )
Т атаэдка B, C РТ = 0,968 (2Рк + РБ )
П щшш/ A-B (B-A), B-C (C-B), C-C, A-E, B-E, C-E Рт = 0,968 (3РК + РБ, + РБ 2 )
С E-A-B, C-E-C, C-E-E, C-E-B (4РК + РБ1 РТ = 0,968 К Ь1 РБ 2 + РБ 3 J
Рис. 2. Номограмма для определения сопротивления сжатию различной марки бумаги для флютинга при производстве гофрокартона
С учетом формулы (1) и табл. 1 и принимая Pi - плоских слоев и Pn = const - гофрированных слоев, получим формулы для определения прочности гофрокартона в зависимости от его толщины и количества слоев:
РД = 2,4684( РК + РБ ; (3)
РТ = 2,4684(2РК + РБ; (4)
РП = 2,4684(3Рк + 2РБ ; (5)
РС = 2,4684(4Рк + 3РБ. (6)
Выразим периметр короба Ъ через геометрические параметры развертки коробки, например кубической формы (рис. 3). С учетом расчетной схемы для коробки кубической формы получаем
7 = 14а + (0,1 ...0,2)а -14 = 14(1,1...1,2)а, (7) где а - длина грани коробки из гофрокартона.
Рис. 3. Развертка и общий вид кубической коробки из гофрокартона
Тогда с учетом формулы (7) выражения (3) - (6) запишутся в виде Рд = 2,4684(Рк + Рб)у1(8к +8б)- 14а(1,1.1,2);
Рт = 2,4684(2Рк + Рб )^(28 к +8 б )-14а(1,1...1,2); Рп = 2,4684(3Рк + 2Рб )^(38 к + 28 б )-14а(1,1...1,2); Рс = 2,4684(4Рк + 3Рб^(48к + 38Б)-14а(1,1...1,2).
Как показал анализ различных видов продукции упаковываемых в гофрокартон, диапазон размеров тары из гофрокартона в зависимости от его типа составляет: для двухслойного атт= 8 см атах= 15 см; для трехслойный ашт= 10 см атах=55 см; для пятислойный атт= 30 см атах= 60 см; для семислойный атп= 45 см атах= 60 см.
В качестве примера с использованием метода компьютерного моделирования возьмем в качестве исследуемого образца бумагу марки Б-3 с данными из номограммы (см. рис. 2). Принимаем допуск на зону склейки равным 0,15а.
Суммарная толщина 5 каждого типа гофрокартона при допущении, что толщина плоского и гофрированного слоя будет одинаковой, будет определяться с помощью табл. 2.
Диапазоны суммарных толщин разных типов гофрокартона
Таблица 2
Тип
Схема указанного типа
5, см
Д
0,27-0,37
П
0,59-0,79
0,32-0,42
Т
Рис. 4. Графики зависимости прочности кубического короба из гофрокартона от величины его стороны при использовании бумаги марки Б-3 с плотностями 100 г/м2 (а) и 160 г/м2 (б): 1 - двухслойный гофрокартон; 2 - трехслойный гофрокартон;
3 - пятислойный гофрокартон; 4 - семислойный гофрокартон
Из графиков на рис. 4 можно сделать вывод, что прочность кубического короба в диапазоне его сторон представленных выше при плотности бумаги для гофрированного слоя 100 г/м2 составляет: для двухслойного Pm\n = 45 кН/м Pmax = 62 кН/м, для трехслойного
Pmm = 82 кН/м Pmax = 190 кН/м, для пятислойного Pmin = 320 кН/м Pmax = 460 кН/м, для семислойного Pmin = 670 кН/м Pmax = 780 кН/м. Прочность кубического короба при плотности бумаги для гофрированного слоя 160 г/м2 составляет: для двухслойного Pm\n = 56 кН/м P^ax = 79 кН/м, для трехслойного Pm\n = 95 кН/м Pmax = 220 кН/м, для пятислойного Pmm = 390 кН/м Pmax = 540 кН/м, для семислойного Pmin = 800 кН/м Pmax = 930 кН/м.
Таким образом, проведенные исследования позволяют оценить прочность различных типов гофрокартона, которая определяет возможность к штабелированию коробов и ящиков из этого материала.
Список литературы
1. Пантюхина Е.В., Котляров В.С., Пантюхин О.В. Перспективные технологии изготовления пищевой упаковки: учебник. Тула: Изд-во ТулГУ, 2018. 212 с.
2. Изготовление тары и упаковки из картона и гофрокартона [Электронный ресурс]. URL: https://pnevmoelektro.ru/articles/metodicheskoe_posobie_po_teme_tara_i_upakovka_ iz_kartona_i_gofrokartona/ (дата обращения: 30.08.2021).
3. 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
ASSESSMENT OF THE STRENGTH OF VARIOUS TYPES OF CORRUGATED CARDBOARD FOR THE PRODUCTION OF CONTAINERS
A.V. Sudoplatova
The article discusses general information about corrugated cardboard packaging, expressions are obtained to determine the compressive strength of a corrugated box of cubic shape, a nomogram is constructed to determine the compressive resistance of a different brand ofpaper for a corrugated layer in corrugated cardboard, graphs of the dependence of the strength of a box of various types of corrugated cardboard depending on the length of the face of the box with papers of different densities are constructed.
Key words: corrugated cardboard, corrugated cardboard packaging, physical and mechanical properties, end stiffness, nomogram.
Sudoplatova Alena Dmitrievna, masters, AD990919S@yandex.ru, Russia, Tula, Tula State University
УДК 77.023.9
DOI: 10.24412/2071-6168-2021-10-126-129
РОЛЬ ФОТОМЕТРИЧЕСКОГО ЭКВИВАЛЕНТА В ОЦЕНКЕ ОПТИЧЕСКОЙ ПЛОТНОСТИ ФОТОГРАФИЧЕСКОГО ИЗОБРАЖЕНИЯ
О.В. Демьянов
В статье рассматривается понятие оптической плотности и оценка проявленных изображений на основе ее измерения. Проводится анализ влияния количества выделившегося при проявлении серебра на значение оптической плотности. Подробно рассматриваются понятия фотометрического эквивалента и кроющей способности, их значение при оценке оптических плотностей и влияние условий проявления на конечный результат.
Ключевые слова: проявление, серебро, оптическая плотность, реакция, условия проявления, фотометрический эквивалент.
Для получения качественного результата фотографического проявления важно понимать и оценивать влияние различных факторов, воздействующих на фотографический слой в процессе проявления. Если оценивать эти факторы по силе влияния, на первое место выйдут световое воздействие во время экспонирования и непосредственный процесс проявления. Световое воздействие при экспозиции преимущественно оценивается исходя из спектрального состава света, его интенсивности и продолжительности воздействия, а оценка проявляющего процесса производится на основе анализа продолжительности проявления и компонентов проявляющего вещества.
Оценка проявленного изображения проводится на основании анализа фотографических потемнений, выражаемых при помощи оптических плотностей, за счет измерения коэффициента контрастности, фотографической светочувствительности, фотографической широты, плотности вуали и прочих сенситометрических параметров фотографических изображений [1].
При оценке прохождения света через полупрозрачные среды используются три базовых понятия: коэффициент пропускания или прозрачность (Т), коэффициент потемнения или непрозрачность (О), оптическая плотность ф). Коэффициент пропускания и коэффициент потемнения являются обратными величинами.
Оптическая плотность представляет собой десятичный логарифм коэффициента потемнения или взятый с обратным знаком десятичный логарифм коэффициента пропускания.
О = 1д0 = 1д±=-1дТ, (1)
где D - оптическая плотность; О - коэффициент потемнения; Т — коэффициент пропускания.
