123250 (Машина для укладання та пакування пачок з вафлями в гофрокартонні ящики), страница 2

Технологічна схема процесу

2. Технологічна карта

2.1 Опис конструкції та принципу дії

Машина для укладання та пакування пачок з вафлями в гофрокартонні ящики складається з подаючого транспортера 1, приводних гребінчастих стулок, зіштовхувача 4, приймального стола 5, кантувача тари 8, підйомно-опускної платформи 10, на якій закріплені штирі 11, приймальний стіл для формування шару виробів 12, в якому виконані отвори для проходження штирів 11 (рис. 2).

2.2 Принцип дії машини

Вироби 3 подаються на приймальний стіл 12. Після набору шару стулки 2 виводяться з під формуючого штабелю. Після чого штирі 11 входять в отвори на столі 12 і піднімають формуємий штабель. Стулки 2 повертаються в початкове положення.

Над приймальним столом 5 встановлена верхня напрямна 6 і бокові напрямні 7 штабеля виробів, кантувач тари 8 приводиться в дію пневмоциліндром 9; між гребінчастими стулками 2 та площадкою 12 встановлені напрямні частини13. Кантувач 8, штирі 11, напрямні пластини 6 і 7 виконані регулюємими, штовхач 4 і підйомно-опускна платформа 10 з’єднані з напрямними 14 і 15, на яких встановлені регулюємі опори 16 і 17.

Машина працює таким чином. Заздалегідь, в залежності від кількості рядів виробів, що поступають на стіл для формування шару 12 і їх розмірів по ширині встановлюють бокові пластини 13 рухомі напрямні.

В залежності від висоти виробів виставляється площадка формування шару, приймальний стіл 5 і регулюється хід підйомно-опускної платформи 10 за допомогою рухомих упорів 16.

Рис. 2 - Механізм формування штабеля

Підйомно-опускна платформа 10 зі штирями 11 опускається і штабель лягає на стулки 2.

Сформований штабель переміщується штовхачем 4 на приймальний стіл 5.

На малюнку 1 та 2 зображений пристрій в процесі роботи; на рис. 3 – приймальний стіл, боків і напрямні пластини і підйомно-опускна платформа із встановленими на ній штирями; на рис. 4 – конструкція пластин, що регулюються і утворюють напрямний мундштук; на рис. 5 зображено кантувач тари; на рис. 6 – привідні гребінчасті стулки.

Рис. 3 - Загальний вигляд

В залежності від розмірів штабеля виробів, що формується, встановлюється пластина 18, яка відповідає розмірам задньої поверхні штабеля, встановлюється штовхач 4, бокова і верхня напрямні пластини, що регулюються, також встановлюється кантувач тари 8 з упорами 19 та приводом 9.

Штирі 11 на підйомно-опускній платформі 10 розміщуються тільки лише під формуючим штабелем виробів. При цьому, якщо штабель виробів складається з двох і більше рядів, то під кожним наступним рядом штирі встановлюється нижче попередніх для запобігання явища заклинювання при переміщенні штабеля виробів із штирів на приймальний стіл 5 (рис. 4, 5).

Рис. 4 - Конструкція пластин, що регулюється

Рис. 5 - Кантувач тари

Рис. 6 - Гребінчасті стулки

В машині використовуються гребінчасті стулки (рис. 6), які мають паралелогрмний механізм 7, та горизонтальні ланки 9, які зв’язані з пневмоциліндром 6.

Якщо штабель виробів складається з одного ряду чи вироби мають незмінні геометричні форми, то переміщення штабелю на приймальний стіл можна виконувати з нижнього шару виробів.

Вироби 3 подаються транспортером 1 на площадку формування шару 12. Після набору шару виробів рамки 20 з набірними гребінчастими стулками 2 відводяться з-під формуючого шару виробів, який опускається на шар виробів, сформований на площадці 12. Після цього за допомогою привода 21 підйомно-опускна платформа 10 переміщується у верхнє положення. При цьому штирі 11 входять в отвори, виконані в площадці формування шару 12 і піднімають сформований штабель виробів. Після цього рамки 20 повертаються в початкове положення, а закріплені на них стулки 2 входять в зазори між штирями 11. Підйомно-опускна платформа 10 повертається в початкове положення, а штабель виробів лягає на гребінчасті стулки 2.

Після набору штабеля виробів він переміщується штовхачем 4 на приймальний стіл 5, а далі переміщується у попередньо встановлений у нактовачі гофрокартонний ящик 22.

В нашому випадку використовується гофрокартонний ящик №42 з розмірами:

довжина l=369 mm

ширина b=280 mm

висота h=222 mm.

3. Розрахункова частина

3.1 Розрахунок приводного роликового конвеєра

Вихідні дані: довжина L=2000 мм; розташований під кутом 2⁰; для транспортування штучних вантажів (гофрокартонні ящики) розмірами 360*280*222 мм, вагою 12,6 кг; ящики поступають на конвеєр з інтервалом часу t=17 с.

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 l_pol =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:

l_p=(1/3…1/4)* l_pol= 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: b_P=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:

а_мін=а-0,01L=304+0.025*1000=329 mm

Максимальна міжосьова відстань для створення натягу та підтягування паса при витяжці:

а_макс=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 G_L=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:

С_Р=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: C_Z=1

Визначаємо дійсну кількість пасів в передачі:

Z¹=Z/ C_Z=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:

l_P=14 мм; h=10,8 мм; b=4,2 мм;

l =190,4 мм; h_min=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: