[SHipinsky_V.G.]_Oborudovanie_i_osnastka_upakovoch2(z-lib.org)

Для этого в герметичной камере 2 машины вместо формы 8 устанавливается перфорированная отверстиями площадка 19. При упаковывании на эту площадку укладывается плоская, обычно картонная, подложка 20, а затем на ней раскладываются упаковываемые штучные изделия 21. Далее на камеру 2 укладывается лист полимерной пленки 18 и герметично прижимается по периметру к ее торцевой поверхности рамкой 9, фиксируемой рычагом 10. Затем, так же, как и при формовании тары, осуществляется нагрев пленки до пластичного состояния и вакуумирование камеры 2. При этом, под воздействием вакуума, разогретая пленка, втягиваясь в камеру, плотно обволакивает разложенные изделия 21, повторяя их конфигурацию, а также прижимается ко всей сопрягающейся поверхности подложки и, прилипая к ней, герметично закрепляет упакованные изделия. После охлаждения полученная упаковка извлекается из камеры и цикл повторяется. Обрезка отходов материала по контуру отформованной тары или полученной скин-упаковки на подложке производится на следующей операции обычно в вырубном штампе, который устанавливается на серийных механических и гидравлических прессах или в специальном прессовом устройстве с пневматическим приводом.

Давление формования, под действием которого в устройстве осуществляется деформация разогретой заготовки, определяется разностью между атмосферным давлением и давлением, создаваемым в форме. При этом минимальное давление, создаваемое в форме (Рф) определяется из выражения:

Анализ приведенного выражения показывает, что с увеличением (К) давление формования вначале быстро растет, а затем этот рост при К ≥ 3 практически прекращается, что подтверждается графиком, приведенным на рис. 11.11.

Рис. 11.11. Зависимость Рф от отношения объема ресивера Vp к начальному объему формы Vф

Из этого следует, что создание в форме вакуума, требующегося для формования тары, будет обеспечиваться в устройстве, если отношение объема полости камеры 2 (рис. 11.9) к объему ресивера 4 (К) будет в пределах значений от 3 до 5.

51

11.2.2. Вакуум-формовочные автоматы с контактным электронагревателем

Совмещение операций формования тары и ее отделения от отходов обеспечивается на одной рабочей позиции в высокопроизводительных вакуумформовочных автоматах с контактным электронагревателем.

Такой автомат содержит установленные на станине 1 (рис.11.12) механизм размотки рулона 2, валковую подачу 3, формовочный блок с кривошипно-шатунным приводом 4, катушку 5 для намотки отходов, наклонный лоток 6 и в принципе такие же, как и в предыдущей машине, вакуумную систему и пульт управления. На верхней плите 7 формовочного блока автомата, связанной через колонки 8 и траверсу 9 с приводом 4, закреплена на тарельчатых пружинах 10 герметичная камера 11, соединенная с вакуумной системой. Внутри этой камеры устанавливается перфорированная отверстиями форма 12, а по периметру камеры к плите 7 крепится высекательный нож 13, выполненный из стальной заостренной ленты. Под формой 12 в станине автомата располагается перфорированный отверстиями плоский контактный электронагреватель 14, имеющий на рабочей поверхности антиадгезионное тефлоновое покрытие.

Рис.11.12. Конструктивная схема вакуум-формовочного автомата с контактным электронагревателем

При работе автомата полотно термоформуемого материала подается валковой подачей 3 с разматывающегося рулона 2 на горячую поверхность контактного электронагревателя 14 и нагревается от нее до пластичного состояния. После этого от привода 4 опускается вниз плита 7 формовочного блока и герметично прижимает к разогретому полотну камеру 11 с формой 12 и в них создается вакуум, под воздействием которого разогретый материал втягивается в форму и плотно прижимается к ее поверхности. Затем от привода 4 плита 7, сжимая пружины 10, перемещается вниз еще на 2 – 3 мм и закрепленный на ней высекательный нож 13, врезаясь в полотно, отделяет от него по периметру отформованную тару, расположенную в форме 12. Далее камера 11 соединяется с атмосферой и заполняется воздухом. От привода 4 плита 7 формовочного блока возвращается в верхнее исходное положение, а отформованная тара 15 остается на плите 14 и при следующем шаге перемещения полотна валковой подачей 3, выносится вместе с отходом из зоны формования. При этом отход полотна наматывается на катушку 5, а отформованная тара 15 отделяется от него и перемещается по наклонному лотку 6 в накопитель. Производительность такого вакуум-формовочного

52

автомата, например, модели «Likar» зависит от толщины термоформуемого материала и составляет от 20 до 40 циклов в минуту.

Широкую номенклатуру вакуум-формовочных автоматов, имеющих подобную конструктивную схему, производит и поставляет во многие страны, например, канадская компания «G. N. PLASTICS Co. Ltd.». В частности, один из автоматов этой фирмы модели GN1713С (рис.11.13), обеспечивает изготовление разнообразной термоформованной тары и других изделий из полистирола, поливинилхлорида, полиэтилентерефталата, полипропилена и других аналогичных рулонных и листовых термопластичных материалов.

Рис.11.13. Общий вид вакуум-формовочного автомата модели GN1713С Техническая же характеристика у автомата модели GN1713С следующая:

Производительность, цикл/ч ………………………………….500 – 1800; Размеры зоны формования, мм ……………………………….. 748 х 540; Глубина вытяжки, мм, не более …………………………………….. 125; Толщина формуемого материала, мм ………………………… 0,15 – 1,0; Максимальные размеры рулона, мм: диаметр .…………………….. 711;

ширина .…………………………………………………… 815;

Максимальная температура нагрева материала, оС…………………. 175; Общая установленная мощность, кВт ………………………………… 32;

Габаритные размеры, мм ……………………............ 2718 х 1651 х 3048; Масса, кг ……………………………………………………………… 3402.

11.3. Машины для упаковывания в термоформованную тару

Машины для упаковывания продукции в формованную тару подразделяются:

на упаковочные, обеспечивающие укупоривание заполненной тары пленочными крышками (платинками), прикрепляемыми к отбортовке горловины герметичным сварным или клеевым швом;

на упаковочные, обеспечивающие укупоривание заполненной тары съемными пластмассовыми крышками, закрепляемыми на отбортовке горловины замковым соединением;

на фасовочно-упаковочные, обеспечивающие дозирование и фасование в тару упаковываемой продукции с последующим ее укупориванием платинками, съемными пластмассовыми крышками или одновременно платинками и съемными крышками.

53

11.3.1. Вакуум-упаковочные машины

Вакуум-упаковочные машины обеспечивают укупоривание заполненной термоформованной тары герметично привариваемой (приклеиваемой) к ее отбортовке платинкой без вакуумирования внутреннего объема упаковки, а также с вакуумированием или с вакуумированием и заполнением упаковки модифицированной газовой средой (МГС). В результате простого вакуумирования внутри упаковки уменьшается содержание кислорода, паров воды и других газообразных веществ и вследствие этого увеличиваются сроки хранения упакованных продуктов. Вводимая же в герметичную упаковку МГС определенного состава оказывает на упакованный физиологически активный продукт консервирующее воздействие; подавляет развитие в нем бактерий, грибков и других микроорганизмов и в еще большей степени, чем вакуум, увеличивает сроки хранения мясной и рыбной продукции, кондитерских изделий, молочных и других продуктов питания. При этом вакуумные упаковки

иупаковки с МГС должны выполняться из газонепроницаемых упаковочных материалов.

Вакуум-упаковочная машина содержит установленную на каркасе 1 (рис.11.14) герметичную камеру 2, на шарнирно закрепленной крышке 3 которой установлены рычаг 4 с эксцентриковым зажимом и диафрагменный пневмоцилиндр 5, несущий на штоке плоскую электрозаварочную плиту 6. Камера 2 соединена трубопроводом через электрораспределительные клапаны 7

и8 с вакуумным насосом 9 и баллоном 10 с модифицированной газовой смесью. На пульте 11 машины располагаются терморегулятор, реле времени, измерительные приборы, лампочки индикации, тумблеры и кнопки управления, а внутри камеры 2 закрепляется плоская подставка 12, имеющая окно с контуром адекватным периметру укупориваемой тары. В процессе укупоривания в окно подставки 12 устанавливается тара 13, предварительно заполненная продуктом, и накрывается сверху листом укупорочного материала 14. Затем камера герметично закрывается крышкой 3, фиксируемой в рабочем положении поворотом рычага 4, и вакуумируется, соединяясь через открывшийся клапан 7 с вакуумным насосом 9. После удаления воздуха из камеры и тары 13 клапан 7 закрывается, одновременно открывается клапан 8, и камера вместе с тарой заполняются модифицированной газовой смесью, поступающей из баллона 10. Далее в работу включается пневмоцилиндр 5 и опускаемой горячей плитой 6 прижимает укупорочный лист 14 к отбортовке (фланцу) тары 13. При этом от плиты 6 они нагреваются до пластичного состояния и герметично свариваются (термосклеиваются) между собой, а клапан 8 в это время закрывается. Затем штоком пневмоцилиндра 5 плита 6 поднимается в исходное положение, крышка 3 открывается и полученная упаковка удаляется из камеры. При установке на плиту 6 ленточного контурного ножа одновременно с привариванием крышки можно производить

ивысечку полученной упаковки из отходов упаковочного материала. При обычном упаковывании вакуумирования камеры 2 не производится, то есть сразу же после ее закрытия крышкой 3 опускающейся плитой 6 укупорочный лист 14 приваривается к отбортовке тары 13. При вакуумном упаковывании

54

продукции, герметичное укупоривание тары осуществляется после вакуумирования камеры, но без подключения к ней баллона 10 с МГС.

Рис.11.14. Конструктивная схема вакуум-упаковочной машины

Вакуум-упаковочные машины такого типа применяются обычно в мелкосерийном производстве и выпускаются в широком диапазоне технических характеристик и исполнений: однокамерными и двухкамерными; стационарными напольного и переносными настольного типа, а также оснащенными ленточными транспортерами и другими средствами механизации. В двухкамерных машинах, например, одной установленной на шарнирах крышкой поочередно могут закрываться и герметизироваться две рядом расположенные одинаковые камеры, подключенные к единой вакуумной системе. Этим при незначительном усложнении конструкции машины достигается существенное повышение производительности, за счет того, что одновременно с процессом автоматического укупоривания тары в одной камере, производится удаление укупоренной и установка новой заполненной тары во вторую камеру. Затем крышка перемещается на вторую камеру для укупоривания расположенной в ней тары и далее цикл повторяется.

11.3.2. Фасовочно-упаковочные автоматы

Фасовочно-упаковочные автоматы обеспечивают дозирование и фасование в термоформованную тару упаковываемой продукции с последующим ее укупориванием платинками, съемными пластмассовыми крышками или одновременно платинками и съемными крышками. К таковому технологическому оборудованию относится, в частности, автомат модели М6-АРД карусельного типа, предназначенный для фасования в пластмассовые термоформованные стаканы пастообразной продукции (сметаны) и укупоривания их съемными пластмассовыми крышками, закрепляемыми на отбортовке горловины замковым соединением. Внутри литой станины этого автомата (рис.11.15) располагается электродвигатель, связанный через вариатор и предохранительную фрикционную муфту с главным кулачковым валом, от которого через механические передачи осуществляются согласованные перемещения следующих основных исполнительных устройств и механизмов:

карусельного стола 2, содержащего восемь пар гнезд для стаканов и обеспечивающего их последовательное перемещение по расположенным вокруг него технологическим позициям путем циклового пошагового поворота в плане на угол 45о от соответствующего передаточного механизма;

55

выталкивателей 11, содержащих штоки с подушками, которые при вертикальном перемещении упираются в дно стаканов и поднимают их из гнезд на уровень наружной поверхности карусельного стола;

съемника 12, содержащего на руке захваты, которые при ее повороте в плане упираются в боковые поверхности поднятых выталкивателями стаканов

иперемещают их по столу на ленточный транспортер;

ленточного транспортера 13, выводящего готовые упаковочные единицы 14 из автомата;

пульта управления, закрепленного на станине и содержащего на лицевой панели: вакуумметр, контролирующий величину вакуума в ресивере; кнопки, переключатели и другие устройства, обеспечивающие включение и остановку автомата, регулирование его производительности, включение в работу вакуумного насоса и дозатора, отключение блокировок автомата, а также кнопку аварийной остановки автомата и лампочки световой индикации.

Вавтомате содержатся также вакуумные датчики, блокирующие его работу при отсутствии стаканов или крышек в вакуумных схватах манипуляторов при их установке.

Работает автомат по последовательно-параллельной схеме следующим образом. Вначале цикла карусельный стол 2 поворачивается на 45о, а затем вступают в работу все остальные исполнительные устройства и механизмы.

При этом на первой позиции вакуумными схватами 16 манипулятора механизма 3 нижние стаканы захватываются из магазинов 4 и устанавливаются попарно в гнезда карусельного стола. Одновременно на второй позиции штоки 17 с резиновыми подушками датировщика 5 опускаются внутрь стаканов и фиксируют их, а перемещающиеся вверх маркираторы прижимают в это время свои клейма к наружной стороне дна стаканов и отпечатывают дату. На третьей позиции из дозатора 6 в стаканы фасуются заданные порции упаковываемой продукции. На четвертой позиции вакуумными схватами механизма 7 нижние крышки извлекаются из магазинов 8, переворачиваются на 180о и перемещением вниз накладываются на стаканы с закреплением на отбортовке горловины замковым соединением. На пятой позиции пальцами манипулятора механизма 9 на поверхность крышек наносится по три клеевых пятна, а на шестой позиции вакуумными схватами манипулятора механизма 10 из магазинов извлекаются нижние этикетки, переворачиваются на 180о и перемещением схватов вниз наклеиваются на крышки. Седьмая позиция является резервной, а на восьмой позиции укупоренные стаканы выталкивателями 11 поднимаются из гнезд на уровень наружной поверхности стола и поворачивающейся рукой съемника 12 перемещаются с карусельного стола 2 на ленточный транспортера 13, который готовые упаковочные единицы 14 выводит из автомата. После же возвращения механизмов на всех позициях карусельного стола 2 в исходное положение, последний снова поворачивается на 45о и цикл повторяется.

Техническая характеристика автомата модели М6-АРД следующая: Производительность, шт./мин. …………………………………. 65;

Точность дозирования, % ……………………………………….. ±3;

Мощность электродвигателей, кВт:

57

главного привода …………………………………… 1,1; регулирования производительности ………………0, 08;

вакуумного насоса ……………………………………1,5;

Габаритные размеры, мм ……………………... 2850 х 1035 х 1720; Масса, кг ………………………………………………………… 880;

Автомат обслуживает один человек.

Изготовитель – Капсукский завод продовольственных автоматов (Литва). Карусельные фасовочно-упаковочные автоматы модели «Алур-1500СМ»,

имеющие подобную конструктивную схему, серийно изготовляются, например, ЗАО «Новгородский машиностроительный завод» (Россия).

Несколько конструктивных исполнений карусельных фасовочноупаковочных автоматов, создано и серийно изготовляется ООО

«ПРОФИТЭКС» (Россия) с применением в них пневмооборудования фирмы «Camozzi» (Италия) и электрооборудования фирмы «Omron» (Япония).

Наиболее же широкий модельный ряд разнообразных автоматов, упаковывающих продукцию в готовые термоформованные пластмассовые стаканы, производит и поставляет во многие страны известная германопольская фирма «TREPKO». В него входят универсальные фасовочноупаковочные автоматы серии 100 с линейной схемой расположения исполнительных механизмов, а также автоматы серии 200 карусельного типа, функциональная схема которых подобна автомату модели М6-АРД. Автоматы фирмы «TREPKO» отличает современный дизайн, наличие эстетичных каркасов, которые несут прозрачные двери и панели, ограждающие их рабочую зону, а также сниженный уровень рабочего шума, удобство в эксплуатации, универсальность, высокая надежность и производительность.

11.4. Формовочно-упаковочные линии и автоматы

Для массового производства потребительской термоформованной тары и упаковывания в нее продукции широко применяются высокопроизводительные формовочно-упаковочные автоматические линии, функциональная схема наиболее типовой из которых приведена на рис. 11.16. В процессе работы этой линии термоформуемое полимерное полотно 1 разматывается с рулона 2 и поступает через блок роликов 3 механизма амортизации и натяжения ленты в захваты цепного бесконечного транспортера 4, которым в шаговом режиме перемещается через исполнительные устройства линии. При этом устройством 5 осуществляется двухсторонний нагрев материала контактными электронагревателями до пластичного состояния, а в устройстве 6 производится однорядное или многорядное пневмомеханическое термоформование в разогретом полотне потребительской тары в виде ячеек заданной формы. Затем полотно с отформованной тарой 7, охлаждаясь, перемещается к дозатору 8, фасующему в нее упаковываемый продукт. При дальнейшем перемещении полотно 1 накрывается сверху покровной пленкой 9, разматывающейся с рулона 10. Далее в устройстве 11 опускающейся горячей плитой 12 к фланцу заполненной тары герметично приваривается крышка из покровной пленки 9, а затем в устройстве 13 полученные упаковки 14 вырубаются из упаковочного полотна и ленточным транспортером 15 выводятся из машины. Отходы полотна 16 в свою очередь поступают из цепного транспортера 4 на вращающуюся

58

катушку 17, для последующей утилизации. Заданный автоматический режим работы линии обеспечивается микропроцессорной системой управления 18, обладающей необходимой гибкостью в установке и регулировании технологических параметров цикла.

Рис.11.16. Функциональная схема формовочно-упаковочной автоматической линии

В частности, такая формовочно-упаковочная автоматическая линия модели ЛБУ-П400, обеспечивающая упаковывание в пластмассовую тару пастообразной продукции (рис.11.17), состоит из:

секции 1 пневмомеханического термоформования в разогретом рулонном полотне потребительской тары в виде ячеек заданной формы;

секции 2 фасования продукции в отформованную тару;

секции 3 укупоривания и отделения готовых упаковочных единиц;

транспортеров 4 и 5, осуществляющих шаговое перемещение рулонного термоформуемого полотна и вывод готовых упаковок из машины;

пневмосистемы, обеспечивающей привод исполнительных механизмов линии;

гидросистемы, обеспечивающей подвод охлаждающей воды к оснастке исполнительных устройств;

электрооборудования, включающего микропроцессорный блок управления 6, переносной пульт 7, бесконтактные датчики контроля положений исполнительных механизмов, а также другие электросиловые и коммутационные устройства.

На сварном же каркасе секции 1 этой линии располагаются рулонодержатель 8, механизм 9 амортизации и натяжения рулонного полотна, блок 10 нагрева формуемого полотна, блок 11 пневмомеханического термоформования в нем тары, а также натяжной вал со звездочками и направляющие цепного транспортера 4.

На промежуточной секции 2 в свою очередь располагается стаканчиковопоршневой объемный дозатор 12, обеспечивающий одновременное фасование в отформованную тару пяти порций пастообразной продукции объемом от 100 до 250 см3, а также закреплены направляющие цепного транспортера 4.

На сварном каркасе секции 3 крепятся две стойки, несущие микропроцессорный блок управления 6, устройство 13 размотки рулона покровной пленки и устройство 14 для наматывания отходов упаковочного полотна 15. Кроме этого на нем установлены блок 16 укупоривания тары, блок 17 отделения упаковок от полотна, транспортер 5, выводящий готовые

59

упаковочных единиц, направляющие ролики 18, 19 и 20, а также приводной вал со звездочками и направляющие цепного транспортера 4. Ножки каркасов секций опираются в свою очередь на пол через регулируемые опоры 21.

Рис. 11.17. Формовочно-упаковочная автоматическая линия модели ЛБУ-П400

Основными же исполнительными устройствами в этой линии являются следующие.

Рулонодержатель 8, представляющий собой установленную на кронштейнах каркаса съемную ось, на которой в подшипниках вращается труба

сфиксирующими рулон конусами.

Механизм 9 амортизации и натяжения рулонного полотна, содержащий три образующих петлю свободно вращающихся ролика, средний из которых установлен с возможностью вертикального перемещения в пазах кронштейнов: вверх – при натяжении полотна и уменьшении петли и вниз – при ослаблении полотна и увеличении петли.

Блок 10 нагрева формуемого полотна (рис. 11.18а), который содержит верхнюю 22 и нижнюю 23 плиты, при этом верхняя плита прикрепляется кронштейнами к каркасу секции 1, а нижняя соединяется с верхней четырьмя шпильками 24. На плитах же блока установлены два диафрагменных пневмоцилиндра 25, с закрепленными на их штоках контактными электронагревателями 26. В процессе работы выдвигающимися штоками пневмоцилиндров 25 электронагреватели 26 перемещаются встречно и, зажимая между собой полотно 27, осуществляют его контактный нагрев до пластичного состояния. Электронагреватели 26 содержат плиту 28 (рис. 11.18б), выполненную из алюминиевого сплава марки Д16, плоская контактная поверхность которой тщательно отполирована для предотвращения прилипания к ней нагреваемого материала. Толщина плиты принимается из условия размещения в ее выемках плоских электронагревательных элементов 29 и установки в средней части боковой поверхности термопары 30, электрически связанной с термореле, обеспечивающим подачу напряжения на нагревательные элементы, при снижении в процессе работы температуры плиты ниже заданной.

60