Машина для укладання та пакування пачок з вафлями в гофрокартонні ящики

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.

I	1	3	2	3	1	3	2	3	1	3	2	3	1	3	2	3	1	3	2	3	1	3	2	3	1	3	2	3
II	3	1	3	2	3	1	3	2	3	1	3	2	3	1	3	2	3	1	3	2	3	1	3	2	3	1	3	2	3
III	2	3	1
IV	3	1	3	1	3
V	3	1	2	3	2	1	3

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.

Монтаж та налагодження машин здійснюється у відповідності з технічним описом і інструкцією по експлуатації. В залежності від конструкції машини, її монтажу перш за все потрібна підготовка фундаментальної основи (площадки), яка повинна бути горизонтальною з підведеними пневмо і електрокомунікаціями, пристроями для зливання води при мийці машини.

Перед монтажем після зовнішнього огляду пристрою його розконсервовують, промивають гарячою водою або миючим розчином і потім висушують.

Оброблені поверхні деталей, які покриті захисним шаром мастила потрібно промити гасом і ретельно витерти.

Монтаж машини починається з установки її на підготовлене місце у відповідності з габаритними розмірами. Базова поверхня плити станини машини має бути горизонтальною, що досягається за допомогою ніжок, які регулюються по висоті.

Наступний етап монтажу заключається у встановленні механізмів, які були зняті при транспортуванні обладнання. В перші два тижні роботи машини її змащують щоденно. Перед запуском частини, які обертаються, прокручують вручну, щоб переконатися у відсутності можливих заклинювань тощо.

Наступний етап - регулювання і налагоджування машини на відповідний розмір ящика.

Далі здійснюється пробний пуск машини на холостому ходу, шляхом короткочасного включення пускового механізму. Цю операцію здійснюють тільки в ручному режимі.

Далі здійснюють пробний пуск під навантаженням, перевіряють подачу продукції, технологічні режими обробки пакувального матеріалу. Пробний пуск здійснюється в режимі 50% від максимального навантаження. І після перевірки роботи всіх механізмів і систем керування запускають обладнання на повну потужність. При цьому змінюють продуктивність машини, технологічні режими, а також експлуатаційні параметри приводів інших механізмів. Розрахувавши продуктивність пристрою налагоджують його на продуктивність лінії.

Короткочасна зупинка машини здійснюється здебільшого натисканням кнопки СТОП на пульті керування. При тривалій зупинці (більше 10 хвилин) зупиняють подачу ящиків до механізму завантаження, а фасовані пачки відводять на відвідний пристрій. Після закінчення роботи машину в кінці зміни ретельно промивають (промивку проводять також і при заміні продукту). Обов'язково проводять також перевірку спрацювання пристроїв для блокування.

Ремонт обладнання проводять у відповідності з планом ремонтних робіт, який розробляється на кожний плановий рік. На підприємствах харчової промисловості застосовують прогресивну систему ремонту устаткування. Система планово-попереджувального ремонту передбачає:

Застосування прогресивної технології ремонту, яка забезпечує високу якість і довговічність деталей та вузлів, які відновлюються;

Організацію постачання підприємства запасними частинами і вузлами, їх зберігання та облік;

Розробку нормативів трудоємкості ремонту, простоїв устаткування в ремонті, витрати матеріалів та деталей при ремонті, норм запасу деталей, підбирання робочих креслень на деталі та вузли.

В систему ППР входять:

міжремонтне обслуговування;

профілактичні огляди;

поточний, середній та капітальний ремонти.

Організація робіт ППР передбачає наявність технічної документації, що складається з карточки пристрою, журналу, дефектної відомості та альбому креслень.

Технологія виконання ремонтних робіт на устаткуванні:

Розбирання устаткування.

Перед початком розбирання машини, яку ремонтують на місці без знімання її з фундаменту, відключають двигун від джерела живлення, знімають огородження, пасові і ланцюгові передачі і починають розбирати більші вузли. Вузли розбирають в такій послідовності, щоб зняти в першу чергу такі деталі, які заважають дня монтажу інших. Розбирання машини може бути повним і частковим.

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6