Роторная банкоукладочная техника Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

выводы

1. Получены параметры и характеристики насоса (0=0,115 м) с тремя рабочими органами — решетками сопл: 18; 12; 6. О среза сопл — 0,014 м. Геометрический параметр объектов исследования составляет 3,76; 5,62; 11,2. Эти результаты предварительные, так как позволяют выявить только влияние числа сопл одного диаметра на параметры и характеристики насоса.

2. Безразмерная характеристика насоса |3 (а) может быть описана эмпирическим выражением (12), а критическое значение геометрического параметра — степенная, параболическая функция коэффициента эжекции (14); р, (К)— (16).

3. Получена рациональная величина К насоса — технического средства гидромеханизации в рыбном хозяйстве. Она примерно равна 5,6.

4. Установлено, что при рациональной частоте

вращения (п=800 об/мин) и сравнимых условиях работы подача РБ-100 на 20% меньше, чем у эжекторного рыбонасоса.

ЛИТЕРАТУРА

1. Юфин А. П. Гидромеханизация.— М.: Стройиздат 1974,— 223 с.

2. А в д о и ь к и н А. Ф., Свистунов В. К., 3 а й- | даль К. Ф. Струйный рыбонасос с кольцевым соплом// Рыб. хоз-во.— 1984.— № 1.— С. 77—78.

3. П о т а и о в Ю. Ф. Экспериментальное исследование эжектора с кольцевым соплом эжектнрующего газа.—

Тр./ ЦАГИ им. проф. Н. Е. Жуковского.— М., 1980.— Вып. 2082.— С. 31—38.

4. Фонарев А. Л. Рациональный типоразмер центробежного рыбонасоса //Изв. вузов, Пищевая технология.-- 1988,—№ 9,—С. 100—102.

Кафедра теоретической механики и гидравлики

I

Поступила .10.05.8Н

664.8/.9.036.55

РОТОРНАЯ БАНКОУКЛАДОЧНАЯ ТЕХНИКА

А. С. ГОРЛАТОВ Калининградский технический институт рыбной промышленности и хозяйства

Рост производительности рыбоконсервных линий в последние годы предопределяет увеличение объема работ на выполнение завершающих или конечных операций в соответствующих технологичес-ких цехах. Это увеличение довольно значительно, поскольку трудозатраты на приведение консервов в товарный вид составляют 16—20% общей трудоемкости процесса их производства и, 2].

Одной из наиболее однообразных, монотонных и 'утомительных операций в фабрикатных цехах рыбоконсервных предприятий является укладка наполненных консервных банок в транспортную тару, выполняемая в основном вручную. Различие в уровнях технического оснащения основных и завершающих операций стало на сегодняшний день тормозом повышения производительности труда на рыбоконсервных линиях.

Цель данной работы — анализ причин, приведших к указанной диспропорции, освещение перспектив развития банкоукладочной техники и выбора предпочтительных машин для укладки консервных банок в тару.

Банкоукладочные машины БУМ отечественного производства и машины зарубежных фирм, применяемые на отдельных рыбоконсервных предприятиях, имеют сравнительно низкую производительность. При схеме укладки 3X4 изделия, т. е. при формировании слоя из 12 банок, они обеспечивают укладку в ящики около 100 банок/мин. Однако на основных операциях достигается производительность 130 ба-нок/мин и более. В результате ручная укладка сохраняется даже на тех предприятиях, которые оснащены БУМ. Для обеспечения заданной производительности технологических линий здесь наряду с машинами часть банок укладываются вручную. Очевидно, что применение ныне существующих БУМ не исключает в полной мерс ручного труда на этих операциях.

Следует отметить, что машиностроительные завода рыбоперерабатывающей отрасли производством БУМ практически не занимаются. Ориентация же на заводы продовольственного машиностроения себя не оправ-дывает по причине малого числа бан-

коукладо'чных машин, направляемых в рыбоконсервное производство. Кроме того, применение БУМ не в консервном, а в рыбоконсервном производстве имеет свою негативную сторону. При равной производительности обеих технологических линий по массе конечного продукта их производительность, выраженная в единицах банок/мин, оказывается различной. В рыбоконсервном производстве традиционно используется мелкая жестяная тара (банки номеров 2, 3, 8, 21 и др.), поэтому производительность машин на выходе рыбоконсервной линии в 2—4 раза выше по сравнению с линией 1 производства овощных консервов [12]. Следовательно, путем внедрения БУМ из консервной промышленности в рыбоконсервное производство едва ли можно эффективно решить задачу оснащения автоматизированных линий п'о выработке рыбных консервов высокопроизводительными банкоукладочными машинами.

Анализ литературных, патентных и нормативных источников показывает, что в развитии банкоукладочной техники отображаются тенденции, характерные.для развития машин различного целевого назначения. Вначале это были машины с возвратно-поступательным и возвратно-поворотным, а также прерывистым вращательным движениями захватов [3,4].,

Практический интерес для рыбоконсервного про-, нзводства представляют БУМ с плоскопараллельным (качательным) движением захватов [5], благодаря чему, можно успешно решить задачу укладки картонных прокладок между слоями банок, и с движением захватов по пространственным кривым [6, 7, 8].

В машинах этой группы достигается синхронность движения захватов, формирователя и ящика, хотя имеются и сложности реализации процесса многослойной укладки банок. .Автомат оригинальной конструкции — четырех типоразмеров с 3, 4, 6 и 8 захватами — для укладки и извлечения бутылок а из ящиков разработан фирмой «Е1аЬПз5етеп1з ^ Иёту Р^Бву» (Франция) [6].

Дальнейшее развитие банкоукладочной техники

! ■ - ;-< кіс1 і-

и:;и. і1-*

іди VII

эыа.1'. і-ли

:і А':

іт'ині

Н\

£?| і::ь

Ч. " лул

И и и «: о:.1 м-ч

ГК ■" ■-!< !' Ь

Г-.І-Г ¡11-

1.11 -.і IIі

■.--І хїї.: ■ ■■■ 1 д

41 ■■ |ІҐ

I :.'к I";

Мл

Г"**'.

>: ¡1 пи

! Ч' НЪ

и|- ■:

Н Г. С Тії: А I П

СТЬуі:' ЦН-•» :•

и і

II рол

■ЛИНИИ

••|ц.нО

рстс?

ТОЙ [: 06 ■ к«:-:-

и і ліі: у

II ллсЗ ческ^

V их ■- каа<

СГХ.1І

:'і

юс и

Рэе

2.

н

I

I

ИЗВЕСТИЯ ВУЗОВ. ПИЩЕВАЯ ТЕХНОЛОГИЯ, № 5, 1990

— 23

отличает непрерывность рабочих ходов машин, что находит свое выражение в замене механизмов циклического действия механизмами, обеспечивающими в интервале кинематического цикла равномерное движение рабочих органов. Здесь можно выделить роторные БУМ с постоянной частотой вращения ротора, оснащенные поворотными радиальными захватами. Роторные БУМ не имеют потерь времени на выполнение холостых ходов, так как при их работе нет разрыва непрерывности в передаче банок от формирователя к ящику. В роторной БУМ четырьмя захватами операции передачи банок оказываются совмещенными во времени для двух соседних захватов и на половину дугового пути переноса банок от формирователя к ящику выполняются параллельно. Производительность машин данной группы в 3—4 раза выше, чем в известных машинах циклического действия, характеризующихся наличием холостых ходов и возвратным движением захватов. Анализ патентов за последние 25 лет показал, что роторные БУМ не имеют аналогов в зарубежной банкоукладочной технике.

На современном этапе одним из направлений развития БУМ являются высоконадежные в работе машины, которые в отличие от рассмотренных выше не имеют захватов с индивидуальными рабочими органами [9], обладают большей производительностью (120—140 банок/мин. Их недостаток — цикличность движения выходных звеньев и соответствующая ей большая длительность рабочего цикла.

В свете дальнейшего развития рыбоконсервного производства и повышения производительности линий приведения консервов в товарный вид практический интерес для специалистов представляют роторные (карусельные) БУМ с постоянной частотой вращения ротора.

Обеспечивая непрерывность процесса передачи банок из позиции в позицию, эти машины отличаются одна от другой исполнительными механизмами, осуществляющими отвод захватов (после укладки банок в ящик) и возвращение их в рабочее положение до подхода к формирователю. Кинематические и динамические характеристики роторных БУМ, а следовательно, и производительность последних зависят от структуры кинематической цепи указанных исполнительных механизмов. Другими словами, надежной работой механизмов привода захватов в значительной мере определяются надежность и силовая работоспособность БУМ.

Роторные банкоукладочные машины могут иметь

2, 3, 4 и 6-захватное исполнение. С точки зрения

динамических условий работы припочтительнее БУМ, в которых четыре и шесть захватов.

На рис. 1 представлена функциональная схема 4-захватной БУМ:

1 — ротор; 2 — захват; 3 — формирователь слоя банок; 4 — ящик,

характеризующая работу банкоукладочной машины роторного типа. За один полный оборот ротора она выполняет следующие операции: комплекто-

вание слоя банок на формирователе, съем банок с формирователя и перенос их захватом в позицию загрузки, укладку банок- в ящик, отвод (откидывание) захвата и возвращение его в рабочее положение. При наличии в машине нескольких захватов перечисленные операции последовательно повторяются в интервале оборота ротора число раз, равное числу захватов. Все операции выполняются в указанной последовательности, однако комплектование слоя банок на формирователе совмещено

во времени с остальными операциями.

В общем случае производительность роторной

БУМ является функцией нескольких переменных:

<?=/(«, т, 2, т,Д (1)

где п — частота вращения ротора, об/мин; т — количество захватов;

2 — число рабочих органов (вакуум-присо-еов) на одном захвате; іф — продолжительность комплектования слоя банок на формирователе, с.

Расчетная формула определения производительности роторной БУМ имеет вид:

С)=пт2=60тг/т=60г/тр, (2)

где т — время одного оборота ротора, г;

тр=г/т — период рабочего цикла машины, с.

В соответствии с формулой (2) производительность роторной БУМ, оснащенной четырьмя захватами, при схеме укладки 3X4 банки в слое, и частоте вращения ротора 7,5 об/мин составит 360 банок/мин. Заметим, что такую производительность машина'обеспечивает при условии, если время образования слоя банок на формирователе не превышает 2с.

Пути повышения производительности роторных БУМ аналогичны направлениям совершенствования роторных машин и устройств различного целевого назначения. Для того, чтобы полнее оценить влияние каждой переменной на производительность машины, формулу (2) представим в виде:

ф =602/г/тг/,, (3)

где і] =іф/%р — относительное время, характеризующее операцию образования слоя банок на формирователе, г, <1.

Из выражения (3) следует, что при заданной схеме укладки банок в тару существует несколько путей повышения производительности роторных БУМ.

Для машин, у которых численные значения г| малы (г| ^0,5), предпочтительной является интенсификация непосредственно процесса укладки, т. е. уменьшение периода тр при ранее достигнутом темпе комплектования банок на формирователе. Иначе говоря, этот путь повышения производительности обеспечивается за счет увеличения отношения г| при Хф =сопзі:. График 1 па рис. 2 характеризует линейное изменение функции <5=/(т|), причем наклон прямой к оси абсцисс определяется выражением 1^р=60г/тф. Следовательно, чем меньше тф, тем большими будут угол р и прирост производительности, достигаемый в результате интенсификации процесса укладки.

В

4 Тер, с

Рис 2 Производительность БД А! в функции 1 пара метра Г| при тф = 2с. г =12; 2 времени тф при г|=1, г = 12

Для БУМ со значениями г| от 0,5 до 0,8 повыше ние производительности целесообразно вести путем более высокой интенсификации процесса укладки по сравнению с интенсификацией процесса комплектования слоев банок, т е путем одновременного (параллельного) увеличения г] и уменьшения времени тф. Другими словами, производительность маши ны можно увеличить, если время рабочего цикла уменьшать быстрее времени образования слоя банок тф

Для машин, \ которых значения г; близки или равны максимальному (г|талг=1), можно рекомендовать равнозначную совмещенную во времени интен сификацию процессов комплектования слоев и укладки банок, т. е равное одновременное уменьшение величин Тф и тр. В соответствии с формулой (3) это означает, что повысить производительность машины можно путем уменьшения времени комплектования слоя банок при г[=соп5І: ^график 2 па рис. 2). Как видно из графика, изменением малых по величин" тф обеспечивается более высокий прирост производительности

Выбор того или иного пути повышения производительности БУМ н° представляет какой-либо труд

ности Однако во избежание ошибок необходимо учитывать, что при <0,5 и постоянном тр умень шение времени Тф не имеет технической целесооб разности, а при т)=1 оно создает лишь предпосылки для повышения производительности посредством уменьшения тп [10]

Отдавая предпочтение роторным БУМ как наибо лес перспективному направлению развития банко укладочной техники для рыбоконсервного произ водства, следует иметь в виду, что машины дан ного типа, реализуя процесс укладки, оеуществля ют поворот банок относительно плоскости их ориеп тирования на формирователе (см. рис. 1) По этой причине лимитируется высота изделий, укладывае мых роторными БУМ

ВЫВОДЫ

1 Развитие банкоукладочной техники достигло уровня, когда на смену машинам циклического действия приходят машины, не имеющие холостых ходов

2. Благодаря высокой производительности ротор ных БУМ они могут использоваться на выход'1 автоматизированных рыбоконсервных линий

ЛИТЕРАТУРА

Механизация производства рыб Пищ. пром-сть, 1974 200 с

Эксплуатация судового консерв Калининград, Кн изд-во, 1980

1 Романов А А

ной продукции М.

2 Чепрасов Н Н

ного оборудования 7.5 с

3 Франц пат № 1422747, МКИ В 65 В 15/01 Автомат

для укладки бутылок в ящики Опубл 1965

4 Франц пат № 1455999 МКИ В 65 В Упаковочный

автома" Опубл 1966

5 Горлатов А С О перспективных направлениях

создания банкоукладочной техники Тез докл науч техн семинара Проблемы совершенствования технологии и оборудования для обработки объектов морског'о промысла Калининград, ЦНТИ, 1984 С 9

6 Автомат тля укладки и извлечения бутылок из ящи

ков М ЦНИИТЭИлегпищемаш '/Машиностроение для пищ пром-сти 1969 Вып 2 С 11

7 Непрерывнодействующая машина для упаковки буты

лок в коробки Экспресс-информ Сер Пищ пром-сть М., ВИНИТИ ’974- № 14 реф '73

8 Горлатов ^ С Власова Ч В Совершен

ствосание укладочных машин " движением захватов по пространственным кривым Тез докл науч техн

семинара' Проблемы совершенствования технологии и оборудования для обработки объектов морского промысла Калининград, ЦНТИ, 1984 С 24

9 Горлатов А С., Борох В А О некоторых

аспектах развития беззахватных банкоукладочных ма шин Тез докл науч -техн конференции Пути эко

номии ресурсов при технологической обработке рыбу н рыбопродуктов Калининград, ГОНТИ, 1987 С 54

10 Горлатов А С Анализ производительности

карусельного типа // Тр

1980 Вып 88 С 66

техн ол о г и ч ес к и х машин КТИРПХ 1- алинннград

Кафедра пищевых и холодильных машин

Поступи.™4 01 90

С

1м

л а

IV Я к

і о у

■■..М

■Г ЇІІЧІ ЛЧНІІ ІІ Г Ніг ^К-1 :і

Р-'-'Н

VII.*: I Н1' I П :-.:и НИ*

Сот і

ччиїііі

СТС!1

'НІЙ.

ЗСО.'

тс-г ■ нш о5ср| =.ас:<

Рье:

|:іЕ=-І

КОяЗ г 1Г7. V НС? Ъ р

.’г« г

ь

ч'Пр^Е

опрс

МС 1:1 НУ Г

||

гн I

і: \

!|!‘+:

!.:ии

ї!

СНГ