Сведения об объекте обработки
Объектом обработки на закаточном автомате являются цилиндрические жестяные банки диаметром 75-100 и высотой 35-100 мм. Применяемая жесть: жесть 22-712х512-ЭЖК-В-III ГОСТ 13345-85.
Общими для всех технологических схем являются процессы маркировки, предварительной закатки, окончательной закатки и мойки банок с полуфабрикатом.
Для маркировки консервов на концах банок выпрессовывают условные знаки "цифры и буквы", указывающие номер завода, порядковый номер смены, дату изготовления "число и месяц" и ассортиментный знак. Для обозначения месяца применяют заглавные буквы русского алфавита; ассортимент изображают цифрами и буквами установленными для каждого вида консервов.
Правила маркировки консервов определяются требованиями стандарта и технологических инструкции.
Создание в банках разряжения осуществляется тепловым или механическим путем(отсасывание воздуха и закатывания банок в разряженном пространстве). Разряжение способствует лучшему сохранению вкусовых качеств продуктов и витаминов, уменьшению внутреннего давления, снижению скорости коррозии жести, уменьшению внутреннего давления в банках при стерилизации.
После герметичной закатки крышки на горячей банки за счет тепловой инерции содержащий воздух не успевает охладиться.
Поэтому в закаточной банке после охлаждения парциальное давление воздуха резко падает и образуется вакуум.
Для получения в банках вакуума не менее 26,66 кН/Нсодержимое в центре
должно быть нагрето до температуры 55-60 °С.
После окончательной закатки банки с полуфабрикатом тщательно моют для удаления белковых и жировых загрязнений, которые во время стерилизации плотно пристают к жести и образуют на ее поверхности желтые пятна.
Сравнительная характеристика оборудования
Однобашенный четырехшпиндельный автомат закаточный автомат Б4-КЗТ-11 предназначен для закатки цилиндрических жестяных банок диаметром 72-100 и высотой 35-100мм.
Рисунок 1- Однобашенный четырехшпиндельный автомат Б4-КЗТ-11
Автомат выполняет последовательно следующие основные операции: принимает наполненные продуктом банки на приемочный механизм, подает банки на закаточную карусель, подает крышки и надевает их на банки, укупоривает банки, снимает укупоренные банки с закаточной карусели и выдает их из машины.
Автомат (рис.1) состоит из следующих основных узлов: станины 1, привода 2, закаточной карусели 3, механизма 4 подачи крышек, механизма 5 приема и распределения банок и выбросной звезды 6.
Вращательное движение узлы получают через цилиндрические шестерни от центрального вертикального вала, соединенного своим верхним концом с приводом 2. Маховик 7 служит для ручного проворачивания машины.
Закаточная карусель (рис.2,а) представляет собой вертикально вращающийся ротор, несущий четыре шпинделя, расположенных через 90°.
Рисунок 2- Закаточная карусель:
а - общий вид; б - закаточная головка.
Карусель состоит из верхнего 1 и нижнего 2 корпусов, соединенных между собой стальной несущей трубкой 3. Каждый шпиндель состоит из закаточной головки 4, расположенного в верхнем корпусе 1 и нижнего патрона 5, расположенного в нижнем корпусе 2.
Внутри несущей трубы 3 проходит центральный вал 6, который своим верхним концом связан с шестернями привода автомата, а на нижнем его конце крепится шестерня 7, передающая крутящий момент закаточной карусели. На этом же валу посажена шестерня 8, имеющая два венца с разным числом зубьев, зацепляющихся с шестернями 9 и 10 головки.
На нижнем корпусе 2 установлены нижние патроны 11. В шпинделях нижних патронов имеются пружины 12 для упругого прижима банок к закаточным головкам. Нижние патроны управляются через ролик 13 обкатывается по копиру и перемещает шпиндель вверх или вниз.
Закаточная головка (рис.2,б), расположенная в верхнем корпусе, имеет полый шпиндель 1 с гайкой 2. Внутри шпинделя проходит шток 3 с упором 4 на нижнем конце и подпружиненным колпачком 5 на верхнем. При вращении карусели колпачок 5 набегает на копир 14 (рис.2,а), опуская шток с упором к банке. При сбегании колпачка с копира шток с упором поднимается, придерживая крышку на банке.
Снаружи на шпинделе закреплен стакан 6 с шестерней 7. На нижнем конце стакана 6 закреплена болтовым соединением планшайба 8. Таким образом, планшайба связана с шестерней 7 и через нее с верхним венцом двойной шестерни 8 (рис.2,а). К планшайбе снизу крепятся закаточные ролики 9, а сверху- отжимные ролики 10. Закаточные поджимные ролики связаны между собой системой рычагов. Отжимные ролики 10, обкатываясь по операционным кулакам 11, либо отходят от центральной оси закаточной головки, либо приближаются к ней в зависимости от профиля кулачков. Таким образом, через систему рычагов осуществляется управление закаточными роликами первой и второй операций.
В средней части на стакане 6 расположена втулка 12, на верхней части которой закреплена шестерня 13, на нижней- операционные кулаки 11 первой и второй операции. Следовательно, операционные кулаки 11 через шестерню 13 оказались связанными с нижним венцом двойной шестерни 8. Тогда от центрального вала 6 через двойную шестерню 8 планшайбе сообщается 17 оборотов, а операционным кулакам 11-17,5 оборота за один оборот карусели.
Механизм подачи крышек предназначен для надевания крышек на банку и подачи крышек на поджимные столики закаточной карусели. Он состоит из магазина 1 крышек, привода 2 магазина, механизма надевания крышек и
подающей звезды 3 со сменными вкладышами.
Магазин крышек состоит из наружного 1 и внутреннего 2 цилиндрического корпусов. В отверстия внутреннего корпуса во втулки вставляются консольно три ролика-шнека 3, которые получают вращение через три промежуточные вал шестерни 4 от главной плавающей шестерни 5 с внутренним зацеплением.
Подающая звезда (рис.3,в) состоит из пяти звезд 1 со вставленными вкладышами 2 на каждый типа размер банки.
Рисунок 3- Механизм подачи крышек:
а - общий вид; б - магазин крышек; в - подающая звезда.
На вкладыше имеется выступ 3, который извлекает отделившуюся крышку из
магазина и продвигает ее по направляющим к закаточному шпинделю карусели. Звезда 4 закреплена на верхней шейке вертикального вала 5. Привод звезды осуществляется от шестерни, посаженной на вал 5.
Вращающиеся ролики-шнеки 3 (рисунок 3, б) отделяют снизу от стопы нижнюю крышку, которая проваливается на дно магазина крышек. Затем она подхватывается выступом 3 (рис.3,в) подающей звезды.
Производительность закаточного автомата 125 банок в минуту, номера укупориваемых банок 3, 4, 7, 8, 9, 11, 12, 13, 24, установленная мощность 3кВт, габариты 1100х1460х1950 мм, масса 1700 кг, стоимость машины 520000 р.
Удельный расход электроэнергии определяем по формуле, кВт/бан/м
(1.1)
где Р – мощность электродвигателя, Вт;
П – производительность машины, банок в минуту.
Удельную стоимость определяем по формуле, руб/(кг/ч)
(1.2)
где С – стоимость машины
Автоматическая закаточная машина для фигурных и круглых банок
Закаточная машина предназначена для укупорки жестяных фигурных и круглых консервных банок путем обкатки венчика крышки роликами первой и второй операции.
Взаимодействие всех узлов машины рассмотрим по кинематической схеме (рис.4).
Электродвигатель 1 через клиноременную передачу 2 и фрикционную муфту 3 приводит в движение приводной вал 4, на котором расположены три конические шестерни 5,6,7, установленные на шпонках.
Конические зубчатые шестерни 5 и 8 приводят в движение вертикальный вал 9, который через червячный редуктор 10 сообщает движение кулачковому валу 11 с кулачками 12 и 13. Один кулачок с помощью рычага 14 поднимает и опускает нижний патрон 15, другой приводит в движение выталкиватель 16 банки. На кулачковом валу имеется также коническая шестерня 17, приводящая в движение коническую 18 и цилиндрическую 19 шестерни.
Шестерня 19 соединена с цилиндрической шестерней 20, приводящей в движение мальтийскую звезду 21, которая через вертикальный вал 22 периодически поворачивает звезду 23, подающую банки на нижний патрон.
Рисунок 4 - Кинематическая схема закаточной машины для фигурных и круглых банок
Закаточная головка приводится в движение от конических шестерен 6 и 7
приводного вала через конические шестерни 24 и 25, причем шестерни 25 вращают кулачки 26, а шестерня 24- закаточные ролики, находящиеся на карусели 27. Карусель вместе с роликами вращается вокруг неподвижного патрона 28, жестко соединенного с неподвижным копиром 29, который связан через систему тяг с закаточными роликами. Копир обеспечивает движение закаточных роликов по периметру банки. Копир и верхний патрон являются сменными деталями применительно к размеру и форме банки.
Закаточная головка (рис.5) состоит из неподвижного фигурного литого корпуса 1, в котором установлены все детали головки, получающие движение от конических шестерен 2 и 3 приводного вала 4. В центре корпуса установлен пустотелый шпиндель 5, жестко соединенный со стенками корпуса. На шпинделе укреплен выталкиватель 6. На шпиндель свободно насажены конические шестерни 8 и 9. Шестерня 9 жестко соединена с кулачками 10, 11 и 12. В соответствии с конфигурацией профиля кулачков осуществляется радиальная
подача закаточных роликов, которые связаны с копиром 13. Шестерня 8 через ролики 14, направляющие пальцы 15 и рычаги закаточных роликов связана с закаточными роликами 16, 17 и обеспечивает из вращение вокруг оси закаточной головки. Ролики прижимаются к кулачкам спиральными пружинами 18.
Рисунок 5 - Закаточная головка
В процессе работы закаточной машины кулачки и закаточные ролики вращаются вокруг оси закаточной головки, причем ролики делают 251 об/мин. В результате этого закаточные ролики постепенно обгоняют кулачки, что позволяет им в соответствии с их профилем управлять радиальным движением закаточных роликов. Одновременно копир обеспечивает движение закаточных роликов по периметру банки. Закаточные ролики через систему тяг и рычагов связаны как с кулачками так и с копиром. Таким образом, кулачки обеспечивают радиальное движение роликов, а копир обеспечивает движение закаточных роликов по
периметру фигурной банки.
На закаточной головке имеется по два ролика первой и второй операций. Они симметрично смещены один относительно другого на 180°; каждая пара работает одновременно. Закаточные ролики свободно вращаются на игольчатых подшипниках. Таким образом, в процессе работы закаточные ролики совершают
тройное движение: вращаются по периметру банки, радиально перемещаются относительно оси закаточной головки и вращаются вокруг собственных осей.
Банку с крышкой вручную вставляют в очередную лопасть периодически вращающейся звезды 23, которая подводит ее к нижнему патрону 15. После того как банка переместится на нижний патрон, выталкиватель 16 при помощи кулака 13 опускается и прижимает крышку к корпусу. Затем при помощи кулачка 12 нижний патрон поднимает банку и прижимает ее к верхнему патрону 28. Благодаря амортизации спиральной пружины 31 выталкиватель поднимается и продолжает прижимать крышку к корпусу.
Как только банка окажется зажатой между патронами, закаточные ролики через направляющие рычаги постепенно подводятся к венчику крышки и обкатывают его вокруг фланца корпуса банки. Когда ролики второй операции разойдутся и освободят банку, выбрасыватель отпустит ее. Вместе с банкой опускается и нижний патрон, так как в этот момент он не удерживается кулачком.
Производительность машины 21 банка в минуту, мощность электродвигателя 2,5 кВт, частота вращения электродвигателя 1430 об/мин. Размер закатываемых банок и диаметр или диагональ до 150 мм, Габариты машины 1540Х850Х1750 мм, масса 500 кг, стоимость машины 892000 р.
Удельный расход электроэнергии определяем по формуле(1.1), кВт/бан/
Удельную стоимость определяем по формуле(1.2), руб/(кг/ч)
Автоматическая двухбашенная закаточная машина
Машина (рис.6) предназначена для герметизации жестяных цилиндрических консервных банок. Состоит она из станины 1, пластинчатого транспортера 2 для подачи банок, приемной звезды 3, магазина 4 для крышек, башни первой и второй 6 операции, поворотной крылатки 7 для передачи банок между башнями, крылатки 8, выбрасывающей банки из машины, двух неподвижных кулачков 9, действующие на выбрасыватели банок, маховика 10 для прокручивания машины вручную, двух рукояток 11 для включения машины, привода 12, состоящего из электродвигателя, клиноременной передачи и системы цилиндрических, конических и цепных передач и фрикционной муфты 13.
При включении фрикциона 1 (рис.7) через коническую 2,3 и цилиндрические 4,5 шестерни движение передается валу поворотной крылатки 6. Шестерня 9 приводит в движение барабан 10 нижних патронов 11, башни первой операции, а также барабан 12 верхних патронов, при этом кулачок 13 и шестерня 14 остаются неподвижными. По шестерне 14 обкатываются шестерни 15 закаточных роликов 16.
К шестерне 14 прикреплен кулачок 17, по которому обкатываются закаточные ролики (диски) 16. В зависимости от конфигурации кулачка закаточные ролики перемещаются в радиальной плоскости и обеспечивают подвивку венчика крышки к фланцу корпуса банки. Кулачок 13 поднимает нижние патроны, вследствие чего банки зажимаются между верхними и нижними патронами.
Через шестерню 8 приводится во вращение барабан 18 нижних патронов 19, барабан 20 верхних патронов 21 башни второй операции. Кулачки 22 и 23 неподвижны. Шестерня 24 приводится в движение от шестерни 25 через вал 26, который проходит через пустотелый вал шестерни 8.
Рисунок 6 - Автоматическая двухбашенная закаточная машина.
Шестерни 24 вращаются в сторону, противоположную вращению шестерней 27, т.е. они работают по принципу дифференциально-планетарной передачи, благодаря чему значительно увеличивается частота вращения верхних патронов башни второй операции по сравнению с частотой вращения башни первой операции.
Нижние патроны 19 башни второй операции через шестерни 28 обкатываются вокруг неподвижной шестерни 29. Шестерня 30 от шестерни 9 приводит в движение звезду 31, а через пару конических шестерен 32 и цепную передачу 33 ведущую звездочку 34 пластинчатого транспортера 35, снабженного поперечными планками 36 для фиксации подачи банок к звезде 31.
От шестерни 8 через шестерню 37 приводится в движение крылатка 38. Верхние патроны обеих башен снабжены выталкивателями банок 39.
Механизм 40, предназначенный для синхронизации подачи крышек из магазина и банок, связан с механизмом подачи крышек.
Рисунок 7 – Кинематическая схема двухбашенной закаточной машины.
Магазин крышек состоит из опорного кольца и четырех вертикальных стоек, между которыми укладываются крышки.
Внутренний диаметр опорного кольца соответствует диаметру крышек. Крышки подаются из магазина отсекателем 41, жестко укрепленным на верхнем конце валика 42, состоящего из двух частей. Нижняя часть валика соединена с кривошипом 43, который приводится в движение от шестерни 44, через шестерню 45. Кривошип обеспечивает качательное движение валика 42 и отсекателя 41. Полный оборот кривошипа соответствует ¼ оборота приемной звезды 31. Верхняя часть валика соединяется и разъединяется с нижней частью при помощи Г-образной шпонки, управляемой валиком 46 при повороте банкой рычажка 47.
Рабочий ход механизм совершает только тогда, когда подающая звезда подает банку к магазину. Корпус банки повернет рычажок 21 на некоторый угол;
при этом хомутик 22 также повернется и выйдет из зацепления с защелкой 19, в результате чего кольцо 18 освободиться. При повороте вала 4 начнет поворачиваться кольцо 18, и головка Т-образной шпонки остается в овальном вырезе кольца, а головка Г-образной шпонки остается в зацеплении с вырезом 17 муфты 16, вследствие чего вал 3 начнет начнет поворачиваться вместе с валом 4. При этом отсекатель 2 также повернется на 90º и выдаст крышку из магазина. Таким образом, рычажок 21, поворачиваясь от усилия банок, синхронизирует выдачу из магазина крышек в зависимости от подачи в машину банок.
Работает машина следующим образом (рис.7). Банки подаются к звезде 31 транспортером 35. Подача банок фиксируется планками 36. Перемещаясь, банка нажимает на рычажок 47 механизма подачи крышек и поворачивает его на некоторый угол, в результате чего отсекатель 41 поворачивается на 90º и выталкивает из магазина нижнюю крышку.
Производительность машины 80 банок в минуту, мощность электродвигателя 2,2 кВт, Габариты машины 2045Х1470Х1600 мм, масса 1500 кг, стоимость машины 950000 р.
Удельный расход электроэнергии определяем по формуле(1.1), кВт/бан/м
Удельную стоимость определяем по формуле(1.2), руб/(кг/ч)
Таблица 1- Сравнительная характеристика закаточных машин
| Характеристика
| Однобашенный четырехшпиндельный закаточный автомат
Б4-КЗТ-11
| Автоматическая закаточная машина для фигурных и круглых банок
| Автоматическая двухбашенная закаточная машина
|
| Производитель
ность, бан/мин
|
|
|
|
| Мощность, кВт
|
| 1,7
| 2,2
|
Продолжение таблицы -1
| Габариты, мм
| 1100х1460х1950
| 970х700х1950
| 2045х1470х1600
|
| Удельный
расход электроэнергии, кВт/бан/м
| 0,0004
| 0,0011
| 0,0004
|
| Удельная стоимость, руб/(кг/ч)
| 69,3
| 594,6
| 197,9
|
| Масса, кг
|
|
|
|
| Стоимость, руб
|
|
|
|
1.3 Устройство и принцип действия проектируемого оборудования
Однобашенный четырехшпиндельный автомат закаточный автомат Б4-КЗТ-11 предназначен для закатки цилиндрических жестяных банок диаметром 72-100 и высотой 35-100мм.
Рисунок 8- Однобашенный четырехшпиндельный автомат Б4-КЗТ-11
Автомат выполняет последовательно следующие основные операции: принимает наполненные продуктом банки на приемочный механизм, подает банки на закаточную карусель, подает крышки и надевает их на банки, укупоривает банки, снимает укупоренные банки с закаточной карусели и выдает их из машины.
Автомат (рис.8) состоит из следующих основных узлов: станины 1, привода 2, закаточной карусели 3, механизма 4 подачи крышек, механизма 5 приема и распределения банок и выбросной звезды 6.
Вращательное движение узлы получают через цилиндрические шестерни от центрального вертикального вала, соединенного своим верхним концом с приводом 2. Маховик 7 служит для ручного проворачивания машины.
Закаточная карусель (рис.9,а) представляет собой вертикально вращающийся ротор, несущий четыре шпинделя, расположенных через 90°.
Рисунок 9- Закаточная карусель:
а - общий вид; б - закаточная головка.
Карусель состоит из верхнего 1 и нижнего 2 корпусов, соединенных между собой стальной несущей трубкой 3. Каждый шпиндель состоит из закаточной головки 4, расположенного в верхнем корпусе 1 и нижнего патрона 5, расположенного в нижнем корпусе 2.
Внутри несущей трубы 3 проходит центральный вал 6, который своим верхним концом связан с шестернями привода автомата, а на нижнем его конце крепится шестерня 7, передающая крутящий момент закаточной карусели. На этом же валу посажена шестерня 8, имеющая два венца с разным числом зубьев, зацепляющихся с шестернями 9 и 10 головки.
На нижнем корпусе 2 установлены нижние патроны 11. В шпинделях нижних патронов имеются пружины 12 для упругого прижима банок к закаточным головкам. Нижние патроны управляются, через ролик 13 обкатывается по копиру и перемещает шпиндель вверх или вниз.
Закаточная головка (рис.9,б), расположенная в верхнем корпусе, имеет полый шпиндель 1 с гайкой 2. Внутри шпинделя проходит шток 3 с упором 4 на нижнем конце и подпружиненным колпачком 5 на верхнем. При вращении карусели колпачок 5 набегает на копир 14 (рисунок 9, а), опуская шток с упором к банке. При сбегании колпачка с копира шток с упором поднимается, придерживая крышку на банке.
Снаружи на шпинделе закреплен стакан 6 с шестерней 7. На нижнем конце стакана 6 закреплена болтовым соединением планшайба 8. Таким образом, планшайба связана с шестерней 7 и через нее с верхним венцом двойной шестерни 8 (рис.9, а). К планшайбе снизу крепятся закаточные ролики 9, а сверху- отжимные ролики 10. Закаточные поджимные ролики связаны между собой системой рычагов. Отжимные ролики 10, обкатываясь по операционным кулакам 11, либо отходят от центральной оси закаточной головки, либо приближаются к ней в зависимости от профиля кулачков. Таким образом, через систему рычагов осуществляется управление закаточными роликами первой и второй операций.
В средней части на стакане 6 расположена втулка 12, на верхней части которой закреплена шестерня 13, на нижней- операционные кулаки 11 первой и
второй операции. Следовательно, операционные кулаки 11 через шестерню 13 оказались связанными с нижним венцом двойной шестерни 8. Тогда от центрального вала 6 через двойную шестерню 8 планшайбе сообщается
17 оборотов, а операционным кулакам 11-17,5 оборота за один оборот карусели.
Механизм подачи крышек предназначен для надевания крышек на банку и подачи крышек на поджимные столики закаточной карусели. Он состоит из магазина 1 крышек, привода 2 магазина, механизма надевания крышек и подающей звезды 3 со сменными вкладышами.
Магазин крышек состоит из наружного 1 и внутреннего 2
цилиндрического корпусов. В отверстия внутреннего корпуса во втулки вставляются консольно три ролика-шнека 3, которые получают вращение через три промежуточные вал шестерни 4 от главной плавающей шестерни 5 с внутренним зацеплением.
Подающая звезда (рис.10,в) состоит из пяти звезд 1 со вставленными вкладышами 2 на каждый типа размер банки.
Рисунок 10- Механизм подачи крышек:
а - общий вид; б - магазин крышек; в - подающая звезда.
На вкладыше имеется выступ 3, который извлекает отделившуюся крышку из магазина и продвигает ее по направляющим к закаточному шпинделю карусели. Звезда 4 закреплена на верхней шейке вертикального вала 5. Привод звезды осуществляется от шестерни, посаженной на вал 5.Вращающиеся ролики-шнеки 3 (рис.10,б) отделяют снизу от стопы нижнюю крышку, которая проваливается на дно магазина крышек. Затем она подхватывается выступом 3 (рис.10,в) подающей звезды.
Производительность закаточного автомата 125 банок в минуту, номера укупориваемых банок 3, 4, 7, 8, 9, 11, 12, 13, 24, установленная мощность 3кВт, габариты 1100х1460х1950 мм, масса 1700 кг, стоимость машины 520000 р.
|
Монтаж и ремонт
закаточного автомата
Б4-КЗТ-11
|
2 РАСЧЕТНАЯ ЧАСТЬ ПРОЕКТА
2018-01-08
2223
