Совершенствование оборудования по упаковке алкогольной продукции

Совершенствование оборудования по упаковке алкогольной продукции

Введение

автомат карусельный алкогольный напиток

Практически для всех ликероводочных заводов основной задачей является повышение качества, конкурентоспособности продукции и рентабельности производства. Хотя важны все эти задачи, но приоритетное место занимает качество продукции.

После изготовления напитков, перед производителем встает задача, каким образом организовать его фасовку и оформление, чтобы удовлетворить современным требованиям транспортных организаций, оптового и розничного торговых звеньев, и наконец - привычкам и предпочтениям потребителя.

В условиях высокой конкурентности рынка крепких алкогольных напитков первостепенное значение приобретает не только высокое качество напитка, неизменность (воспроизводимость) его органолептических характеристик, но и его внешнее оформление - дизайн. В это понятие следует включать форму бутылки, узнаваемость этикетки, пробки и т. д., что составляет фирменный стиль производителя. Не менее важно также качество внешнего оформления.

Перед производителями открыты перспективы в производстве алкогольной продукции: новое качество - новый маркетинг - новые возможности рекламы. От того, как энергично они будут действовать на рынке и насколько убедительно смогут объяснить потребителям все преимущества их новой продукции, зависит, в конечном счете, их коммерческий успех. От того, как они смогут решить проблемы производства, как смогут использовать те или иные перспективы данной отрасли, зависит, будет ли их продукция конкурентоспособной и станет ли алкогольная промышленность в России рентабельной.

1. 
Анализ современной техники и технологии

.1 Описание технологии фасования и оформления изделий

Специальным устройством бутылки извлекаются из ящиков и устанавливаются на транспортер линии розлива.

Если мойка бутылок не требуется, то они через ополаскивающее устройство поступают на розлив. Ополаскивание внешней поверхности бутылки производиться исправленной водой (прошедшей умягчение в ионообменной колонке), внутренней - исправленной водой или водно-спиртовым раствором (для высококачественных напитков). Для снижения расхода предусмотрена циркуляция моющего раствора с его промежуточной фильтрацией. При необходимости мойки (для оборотной посуды или при повторном использовании бутылок внутри предприятия) бутылки поступают в бутылкомоечную машину, где последовательно производятся: предварительный обмыв, отмочка в горячем моющем растворе, обработка струей моющего раствора, мойка (шприцевание) внутренней поверхности, ополаскивание внутренней поверхности исправленной водой. Остатки загрязнений и этикетки поступают на утилизацию. По окончании процесса визуально на световом экране проверяется качество мойки.

Подготовленные бутылки поступают на фасовочную машину, куда после прохождения контрольного фильтрования подается напиток.

Затем производиться укупоривание бутылок пробками. После бутылки проходят инспекцию путем визуального контроля на световом экране. На бутылки наклеиваются необходимые этикетки и акцизные марки, производиться их пересчет. Бутылки специальной машиной укладываются в ящики, пакетируются, укладываются на поддоны и направляются на хранение или отгружаются потребителю.

1.2   
Анализ современных конструкций

У любого объекта техники есть основной показатель (скорость, грузоподъемность, дальность передвижения и т. д.), который наиболее нагляден и более других его характеризует. И создатели любого образца техники всегда старались этот основной показатель сделать более высоким, чтобы выделить свой образец среди аналогичных продуктов, выпущенных конкурентами. У фасовочно-упаковочного оборудования самым наглядным для потребителей показателем является производительность.

Современное фасовочно-упаковочное оборудование все больше насыщается элементами, включая новые типы электродвигателей, о существовании которых упаковочные машиностроители еще лет 10-15 назад не знали. Упаковочное оборудование, снабженное серводвигателями, шаговыми двигателями, линейными двигателями и управляемое компьютером, сейчас уже не в диковину. Переналадка оборудования, которая раньше осуществлялась специалистами-наладчиками за счет изменения механических передач, сейчас осуществляется нажатием кнопок, а то и касанием сенсорной панели.

1.3    Задачи курсового проекта

1)      Описать разрабатываемую машину, а именно назначение и область ее применения, устройство и принцип действия, техническую характеристику.

2)      Произвести инженерные расчеты: технологический, энергетический, кинематический.

)        Описать основы эксплуатации автомата: последовательность пуска, остановки, неполадки в работе, их причины, меры по устранению.

)        Описать правила безопасной работы на данном автомате.

2. Описание разрабатываемой машины

.1 Назначение и область применения машины

Данная машина карусельного типа. Способ укупоривания бутылок в автомате - магнитно-импульсный. Машина предназначена для укупоривания бутылок винтовыми металлическими колпачками в виде кронен-пробок из белой или лакированной жести либо алюминия, толщиной от 0,23 до 0,31 мм (жестяные) или 0,3 мм (алюминиевые). Область применения - для укупоривания стеклянных бутылок емкостью 0,25 и 0,5 л. Производительность укупорочного автомата до 7800 бут/час. Подача пробки осуществляется только при наличии бутылки полностью в автоматическом режиме. Процесс проходит полностью автоматически и не требует постоянного надзора.

2.2  Устройство и принцип действия

Основными частями являются ротор (карусель) 5 с двенадцатью укупорочными устройствами 4 и таким же числом подъемных столиков 2, загрузочная звездочка 6, разгрузочная звездочка 7, станина 1 с установленными внутри нее электродвигателем и промежуточными передачами.

Наполненные бутылки пластинчатым транспортером 3 подводятся к шнеку, который передает их с определенным шагом на загрузочную звездочку. Одновременно бутылки подводятся к желобу с колпачками, расположенному над загрузочной звездочкой, и, проходя под ним, горлышком снимают очередной колпачок. Загрузочная звездочка устанавливает бутылки на подъемные столики ротора. При дальнейшем вращении ротора бутылки поднимаются подъемными столиками к укупорочным устройствам. Бутылка с надетым колпачком горлышком входит в направляющий колокольчик укупорочного устройства. Продолжая, подъем, бутылка с колпачком поднимает прижим до конечного положения, после чего перемещение подъемного столика вверх вызывает сжатие прокладки на горлышке бутылки. Бутылка, вращаясь с ротором, наталкивается на щуп блокировки и включает питание на разрядную цепь конденсатора. При разряде конденсатора на соответствующий индуктор, между индуктором и колпачком возникают электродинамические силы, которые обжимают колпачок на горлышке бутылки. Первым импульсом обжимается часть колпачка над перфорацией, вторым - под перфорацией.

Укупоренные бутылки при дальнейшем вращении ротора опускаются подъемными столиками вниз и разгрузочной звездочкой выводятся на пластинчатый транспортер, который снимает их с автомата. На входной части транспортера имеется блокировка, отключающая привод автомата при переполнении транспортера бутылками.

2.3  Техническая характеристика

Тип                    карусельный

Производительность теоретическая, бут/ч    7800

Число укупорочных устройств        12

Способ укупоривания            магнитно-импульсный

Вместимость бутылок, л           0,25 и 0,5

Вид пробки                 металлический колпачок

                    винтовой

Мощность электродвигателя, кВт       1,1

Частота вращения электродвигателя, об/мин  1500

Габаритные размеры, мм           1590х900х1640

Масса, кг                  960

3. Инженерные расчеты

.1 Технологический расчет

) Расчет производительности укупорочной машины (бут/ч) определяется по формуле:

П=3600*Z_У*n,

где Z_y - количество укупорочных устройств, шт;

 n - частота вращения вала карусели,с^-1 (принимаем 0,17с^-1)

П=3600*12*0,17=7344 бут/ч

) Расчет расхода пробок под винтовое горлышко

P_п=П*К_З,

где П - часовая производительность машины, бут/ч

К_З - коэффициент запаса пробок =1,01

P_п=7344*1,01=7417 шт

) Расчет циклограммы

Из выражения П=Z_У*n производительность одного оборота ротора Т будет определяться по формуле:

Т=1/П= Z_У/П, с

Т=12/2,04=5,9 с

В дальнейшем для обеспечения работы машины на максимальной производительности расчет производиться по Т_min:

Т_min=1/П_max=( Z_У*3600)/ П_max, с (П_max принимаем равное 7800 бут/ч

Т_min=(12*3600)/7800=5,5 с

В течение времени Т_min на движущемся роторе осуществляются следующие операции: загрузка бутылки на карусель, снятие колпачка на венчик бутылки (подача колпачка или пробки в укупорочное устройство), подъем бутылки со столиком (или опускание укупорочного устройства до контакта центратора с венчиком бутылки), закатывание, обжим или забивание пробки, опускание бутылки (или подъем укупорочного устройства) и выгрузка бутылки с карусели на транспортер.

Строим циклограмму механизма

° - происходит подъем бутылки столиком; 85° - идет загрузка и выгрузка бутылки; 30° - происходит опускание бутылки; 215° - происходит укупорка бутылки.

3.2  Энергетический расчет

) Расчет мощности на привод карусели

Энергетические затраты (N, кВт) укупорочной машины рассчитываются по формуле:

N=N₁+N₂+N₃+N₄+N₅, кВт

где, N₁ - мощность, расходуемая на вращение карусели без учета сопротивления ролика подъемных столиков, кВт;

N₂ - мощность, расходуемая на перекатывание роликов по копиру, принимаем равной 0,013 кВт;

N₃ - мощность, расходуемая на вращение загрузочной звездочки, принимаем равной 0,017 кВт;

N₄ - мощность, расходуемая на вращение разгрузочной звездочки, принимаем равной 0,017 кВт;

N₅ - мощность, расходуемая на вращение шнека-делителя, принимаем равной 0,015 кВт.

где, G - масса карусели с укупорочными устройствами (принимаем равной 160 кг)

f_y - условный коэффициент трения подшипника качения (f_y=0,8);

d_пк - диаметр окружности по центрам шариков упорного подшипника механизма, м;

n - частота вращения рассчитываемого механизма, мин^-1

N₁=(160*0,8*3,14*0,505*0,17)/1000=0,034 кВт

N= 0,034+0,013+0,017+0,017+0,015=0,096 кВт

) Расчет мощности электродвигателя на привод укупорочной карусели

N_дв=(N*К_з)/η_общ, кВт,

где, К_з - коэффициент запаса мощности (принимаем 1,3, так как равен 30%)

η_общ - общий КПД привода карусели (принимаем 0,88)

N_дв=(0,096*1,3)/0,88=0,14кВт

3.3  Кинематический расчет

Кинематический расчет привода укупорочной карусели

Расчет общего передаточного отношения

i_общ=n_дв/n_кар,

где, n_дв - частота вращения электродвигателя, (1500 мин^-1);

n_кар - частота вращения вала карусели, мин^-1

i_общ=1500/10,2=147

.2 Расчет передаточных отношений каждой передачи привода карусели.

Передаточное отношение от вала электродвигателя к валу карусели:

Передаточное число от вала двигателя к валу карусели можно выразить как

i_общ=i_кл*i_ред*i_зп,

где i_кл - передаточное число клиноременной передачи

i_ред - передаточное число редуктора (принимаем 20)

i_зп - передаточное число зубчатой передачи (принимаем 3,33)

Находим передаточное число клиноременной передачи:

i_кл= i_общ/( i_ред* i_зп)

i_кл=147/(20*3,33) =2,21

1.3 Расчет кинематических элементов каждой передачи привода карусели

) Расчет диаметра ведомого шкива:

i_кл=D₂/D₁,

где, D₁ - диаметр ведущего шкива (принимаем равным 100 мм);

D₂ - диаметр ведомого шкива, мм

D₂= D₁,* i_кл

D₂=100*2,21=221 мм

) Расчет числа зубьев ведомой шестерни зубчатой передачи:

i_зп=z₂/z₁,

где, z₁ - число зубьев ведущей шестерни (принимаем равной 42)

z₂ - число зубьев ведомого колеса

z₂=z₁* i_зп

z₂=42*3,33=140

) Расчет червячного колеса червячного редуктора:

i_ред= z₂/z₁,

где, z₁ - число заходов червяка (принимаем равным 2)

z₂ - число зубьев червячного колеса

z₂=z₁*i_ред

z₂=2*20=40

.4 Расчет частоты вращения для каждого вала привода карусели

) Расчет частоты вращения I вала:

n_I=n_дв/ i_кл

n_I=1500/2,21=679 мин^-1

2) Расчет частоты вращения II вала:

n_II= n_I/i_ред

n_II=679/20=34 мин^-1

3) Расчет частоты вращения III вала:

n_III=n_II/i_зп

n_III=34/3,33=10,2 мин^-1

.5 Расчет угловых скоростей для каждого вала привода карусели

) Определяем угловую скорость вала электродвигателя:

ω_дв=π*n_дв/30, с^-1

ω_дв=3,14*1500/30=157 мин^-1=2,6 с^-1

2) Определяем угловую скорость на I валу:

ω_I=π*n_I /30, с^-1

ω_I=3,14*679/30=71 мин^-1=1,2 с^-1

3) Определяем угловую скорость на II валу:

ω_II=π*n_II /30, с^-1

ω_II=3,14*34/30=3,6 мин^-1=0,06 с^-1

4) Определяем угловую скорость на III валу:

ω_III=π*n_III /30, с^-1

1.6 Расчет крутящих моментов для каждого вала привода карусели

) M=N/ω, Н*м,

где, M - крутящий момент на валу, Н*м

N - мощность на валу, Вт

ω - угловая скорость на валу, с^-1

N=N_дв*η, Вт

где, N_дв - мощность двигателя, Вт

η - КПД двигателя (принимаем 0.8)

N=0,14*0,8=0,112 кВт =112 Вт

М_дв= N/ω, Н*м

М_дв=112/2,6=43 Н*м

) Расчет крутящего момента I вала:

N_I=N*η_кл.п*η_п, Вт,

где, η_кл.п - КПД клиноременной передачи (принимаем 0,95)

η_п - КПД подшипника (принимаем 0,99)

N_I=112*0,95*0,99=105 Вт

М_I=N_I/ω_I, Н*м,

М_I=105/1,2=87 Н*м

) Расчет крутящего момента II вала:

N_II=N_I*η_ред*η_п, Вт,

где, η_ред - КПД редуктора (принимаем 0,98)

N_II=105*0,98*0,99=102 Вт

М_II=N_II/ω_II, Н*м,

М_II=102/0,06=1700 Н*м

) Расчет крутящего момента III вала:

N_III=N_II*η_зп*η_п, Вт,

где, η_зп - КПД зубчатой передачи (принимаем 0,96)

N_III=102*0,96*0,99=97 Вт

М_III=N_III/ω_III, Н*м,

М_III=97/0,018=5389 Н*м

4.Основы эксплуатации машины

Прежде чем приступить к работе на любом рабочем месте необходимо пройти инструктаж по технике безопасности и обучение правилам работы на данной машине.

Последовательность пуска:

1)      проверить заземление;

2)      внешний осмотр оборудования, наличие защитных ограждений;

)        проверить наличие укупорочного материала (пробок);

)        включить машину на холостом ходу, нажав кнопку «ПУСК», убедившись при этом, что никому не угрожает опасность;

)        прислушаться к посторонним скрежетам, звукам, запахам;

)        если все в порядке, то можно открывать вход бутылок.

Последовательность остановки:

1)      перекрыть вход бутылок;

2)      убедиться, что все бутылки вышли из автомата;

)        нажать кнопку «СТОП»;

)        обесточить оборудование;

Неполадки в работе, причины неполадок, меры по их устранению:

1)      посторонние звуки, запахи, искра - остановить машину, вызвать наладчика;

2)      идет бой бутылок - может быть то, что укупорочные головки отрегулированы неправильно, и они оказывают давление на бутылки, в таком случае необходимо остановить автомат и вызвать наладчика; также это может быть связано с плохим качеством бутылок;

3)      дефектно закрытая пробка - укупорочная головка вышла из строя, необходимо остановить автомат и вызвать наладчика;

4)      отсутствие пробок на бутылках - может быть закончились пробки, необходимо засыпать их в бункер; из-за дефекта бутылки или пробки; из-за того что пробка застряла в автомате, необходимо остановить машину и изъять пробку из автомата специальным крючком.

5. Безопасность

) Прежде чем приступить к работе на любом рабочем месте необходимо пройти инструктаж по технике безопасности и обучение правилам работы на данной машине.

) Рабочая одежда должна быть легкой, не стесняющей движений. Она должна плотно облегать тело. Полы одежды не должны распахиваться. Длинные, широкие рукава могут стать причиной травматизма и поэтому должны быть подвязаны.

) Во избежание захвата движущимися частями механизмов, волосы у рабочего должны находиться под головным убором (у женщин под косынкой).

) Работать в легкой обуви (тапочках, босоножках) запрещается.

) Работайте только на исправном и заземленном оборудовании.

) Запрещается допуск посторонних лиц к автомату.

) Содержите свое рабочее место в чистоте и порядке, не допускать загромождения рабочего места и проходов около него.

) Запрещается открывать защитные заграждения автомата без полной его остановки.

) Автомат должен отвечать требованиям ГОСТ 24740 и должен быть оснащен приспособлениями для ручной остановки автоблокировкой, отключающей электропривод в случае заклинивания их бутылкой.

) Осколки стекла должны убираться при помощи приспособлений (крючки, щипцы) с использованием перчаток, очков в специальные ящики, только после полной остановки автомата и транспортирующих устройств. Применять сжатый воздух для уборки стеклобоя запрещается.

11) Для продвижения застрявшей кроненпробки используйте крючок.

12) Не отвлекайтесь посторонними разговорами во время рабаты.

) Не отлучайтесь от станка, не выключив его и не дождавшись полной его остановки.

Заключение

автомат карусельный алкогольный напиток

Если целью предприятия является увеличение продаж продукции, для этого необходимо уделить особое внимание ее надлежащему качеству. Иначе борьба за место «под солнцем» в секции напитков больших супермаркетов может быть проиграна, так и не начавшись. Поэтому имеет смысл инвестировать средства в высокотехнологичное оборудование для розлива. Так как первоочередным показателем качества является визуальный осмотр продукции, а уже потом качество самого продукта, которое тоже должно быть на высоком уровне. Если продукт качественно упакован и оформлен он уже будет привлекать внимание потребителя.

Несомненно затраты на приобретение высокотехнологичного оборудования окупаются быстро: сокращаются затраты на обслуживание, улучшается качество продукции и оптимизируется работа целой линии.

Список использованной литературы

1)    Ильина Е.В. Технологическое оборудование для производства водок и ликероводочных изделий - М.:ДеЛи принт, 2010

2)      Кретов И.Т. Технологическое оборудование предприятий бродильной промышленности - М.: Легкая и пищевая промышленность, 1983

)        «Производство спирта и ликероводочных изделий» №2^, 2004

4) «Производство спирта и ликероводочных изделий» №3^, 2009

Приложение