книги из ГПНТБ / Ярмолинский, Д. А. Элементы конструкций автоматов линий розлива вин монография

привода ротора производит­ ся при нагрузке, обуслов­ ленной действием сил сопро­ тивления и сил трения.

Определение этой на­ грузки невозможно без ана­ лиза схемы механизма подъема столиков. Подъем­ ные столики, как правило (см. гл. VIII), перемещают­ ся под действием простран­ ственного кулачкового ме­ ханизма— копира. Кинема­ тически этот механизм экви­ валентен плоскому кулачко­ вому механизму с поступа­ тельно движущимися кулач­ ком и толкателем, что сле-

Рис. 45. Расчетная схема к определе- Дует ИЗ рассмотрения раз­

ни» усилий при подъеме столика: вертки цилиндрического ку-

РУЖНОСТИ после обращения движения. Таким образом, расчет этого узла следует произво­ дить, используя положения теории кулачковых механизмов.

Силовой расчет цилиндрического кулачкового механизма производят с учетом пространственного характера приложенной нагрузки. Из условия равновесия столика, полагая, что его конструкция и геометрия копира заданы, а приложенная по оси столика сила технологического сопротивления Р известна, мож­ но определить реакции в кинематических парах.

Для столика с боковым бочкообразным роликом и направ­ ляющей шпонкой (рис. 45):

горизонтальная составляющая реакции копира на ролик

по

ние от оси столика до средней плоскости ролика; I—длина на­ правляющей; h — расстояние от оси столика до средней плоско­

Гр

фициент трения качения в паре ролик — копир; )ц — коэффици­ ент трения в цапфе ролика; гц — радиус цапфы ролика; гр — наружный радиус ролика); f* — приведенный коэффициент тре­ ния в паре столик —направляющая; /ш — коэффициент трения в паре шпонка — направляющая.

Формулы получены в предположении, что карусель автома­ та имеет малую скорость .вращения и силами инерции ползу­ нов в переносном движении можно пренебречь. Принято также, что перекос ползунов в направляющих отсутствует, а если он имеется, то влиянием его на трение можно пренебречь; не учи­ тывается ширина ползуна.

Для столика с торцовым роликом 1=0 и, следовательно, 5=0. Однако в этом случае столик имеет вылет 2 из направ­ ляющей и структура формул для определения сил и моментов существенно изменяется.

По найденным значениям Ртг2 и Р |2 легко рассчитать в ряде

положений полную реакцию в паре ролик — копир, найти ее максимальную величину, провести расчет на прочность оси ро­ лика и проверить контактные напряжения в этой паре.

Рассчитывая по формулам (33) или (34) для всех положе­ ний столиков приведенные моменты на валу карусели и сум-

111

мируя их, определяем суммарный, приведенный момент Жпр, ре­ дуцируя который к валу двигателя, имеем

где i — передаточное отношение передачи от вала двигателя к ротору; г] — коэффициент полезного действия передачи.

Если в узлах трения можно ожидать значительных потерь от действия сил тяжести, пружин и других факторов, то при расчете приведенного к валу двигателя момента сил сопротив­ ления следует учитывать моменты трения в соответствующих узлах.

Энергия Ьа вращение карусели расходуется для преодоления момента сил инерции.

Однако практическое пользование приведенной методикой затруднено ввиду ее громоздкости. В работах [16, 34] дана упрощенная методика, в соответствии с которой сопротивление от перекатывания роликов по горизонтальному участку копира определяют по формуле (в кгс)

P1 = /n{G1 + G ^ - ^ ± ^ (

где т — число столиков, одновременно перемещающихся по го­ ризонтальному участку копира; Gi — усилие сжатой пружины в кгс; G2 — сила тяжести штока столика с подшипником, роликом и порожней бутылкой в кгс; k — коэффициент трения качения шарикоподшипника ролика в м; f — условный коэффициент тре­ ния подшипника, приведенный к валу; d — диаметр окружности

штока, подшипника, ролика и бутылки с жидкостью в кгс. Сопротивлением движению ролика на участке копира с опу­

сканием штока можно пренебречь.

Суммарное сопротивление в кгс движению всех роликов, од­ новременно находящихся в контакте с копиром,

Р = Рг + Р,.

Мощность, расходуемая на перекатывание роликов по копи­ ру, в кВт

Pv

Л4 =

1 0 0 0 ’

Г л а в а IV

МЕХАНИЗМЫ АВТОМАТОВ ДЛЯ УКУПОРКИ БУТЫЛОК

КЛАССИФИКАЦИЯ И ПРИНЦИПИАЛЬНЫЕ СХЕМЫ УКУПОРОЧНЫХ АВТОМАТОВ

Укупорочные автоматы имеют общие принципы построения кинематики механизмов. В соответствии с этим их можно клас­ сифицировать следующим образом: по способу укупорки — на ударно-штоковые, обжимные и обкаточные, по конструктивному признаку — на однопозиционные и многопозиционные ротацион­ ные; по кинематическому признаку — с подвижным и неподвиж­ ным укупорочным патроном; по виду уплотнения укупорочных материалов — с уплотнением по внутреннему диаметру горла бутылки, с уплотнением по торцу горла бутылки и совмещенные уплотнения (по внутреннему диаметру и торцу горла бутылки).

В соответствии с общей классификацией оборудования уку­ порочные автоматы можно разделить на классы по характеру перемещения бутылок относительно рабочих органов.

ГОСТ 15087—69 «Автоматы укупорочные для бутылок с пи­ щевыми жидкостями» предусмотрен следующий ряд производи­

устройств соответственно 4, 6, 8, 10, 12 и 18.

. Процесс укупоривания бутылок в зависимости от сорта вина и способа его хранения включает две, а иногда и три опера­ ции, последовательность исполнения которых учитывают при проектировании автоматических линий. Укупорка бутылок иног­ да сочетается с операциями герметизации бутылок и оформле­ ния горла.

На рис. 46 показан ударно-штоковый автомат УАЗ-2 для укупорки бутылок корковой пробкой.

На станине автомата смонтированы механизмы: подачи бу­ тылок в автомат и передвижения их к подъемному столику; подъемного столика; подачи пробок; укупорочного патрона; по­ дачи и отрезки пергаментной ленты, компрессора и бункерного питателя. Кинематическая схема этого автомата показана на рис. 127. Автомат может быть использован и для обкатки алю­ миниевых колпачков на горлышке бутылок.

1 14

Рис. 46. Укупорочный автомат УАЗ-2:

Примером обжимного автомата может служить автомат У-6. Автомат У-6 и его разновидность автомат У-6А (индивидуаль­ ного привода не имеет, приводится от разливочного автомата через карданный вал) предназначены для укупорки бутылок кронен-коркой.

На рис. 47 показан обкаточный автомат ВЗУ ротационного типа. Основные узлы автомата: станина 1 с приводом 2, кару­ сель 3 с шестью закаточными головками 6, подъемные столики 5, поднимающиеся под действием копира 7, устройство для за­ грузки и выгрузки бутылок 4, транспортер 8, вибробункер 9, пульт управления 10.

Принцип работы автомата следующий. Бутылки, идущие по транспортеру, проходят приемное устройство и попадают на подъемные столики. В этот момент на них надеваются колпач­ ки. При вращении с каруселью бутылки поднимаются и попа­ дают под закаточный патрон. Происходит закатка колпачков,, после чего бутылка выводится из автомата.

Автомат для напрессовывания пробок показан на рис. 48. Он состоит из станины 1, опорного транспортера 2, напрессо­ вывающего устройства 3, вибропитателя 4 с предбункером 5, привода 6 и устройства для надевания пробок, состоящего из желоба 7 и направляющей звездочки 8.

115

Опорный транспортер 2 представляет собой втулочно-роли­ ковую цепь с шагом t= 19,05 мм с наклепанными на нее пла­ стинами. Пластины перемещаются по стальным направляющим, образуя движущуюся опорную плоскость. Для натяжения цепи служат подпружиненные направляющие.

Напрессовывающее устройство 3 устанавливается над опор­ ным транспортером на определенной высоте (в зависимости от высоты бутылок) и по конструкции аналогично опорному транс­ портеру. Нижняя ветвь устройства расположена под углом 3° к плоскости опорного транспортера и перемещается по подпру­ жиненным направляющим. Натяжение цепи обеспечивается под­ пружиненными направляющими.

Вибропитатель предназначен для ориентированной подачи пробок в желоб и состоит из конического предбункер-а 5 (для

116

Рис. 48. Автомат для напрессовывания пробки

увеличения разовой загрузки пробок) и вибрационного бункера 4. Устройство для надевания пробок состоит из желоба 7 и направляющей звездочки 8. Желоб имеет прямоугольное сече­ ние канала, соответствующее профилю пробки, и заканчивается шарнирным наконечником с боковыми эластичными отсекателями, которые удерживают пробку в исходном положении под уг­ лом 30° к горизонту в процессе надевания ее на горлышко бу­

тылки.

Направляющая звездочка 8 предназначена для обеспечения устойчивого положения бутылок в процессе съема пробок и пе­ ревода бутылок на опорный транспортер автомата. Звездочка состоит из верхнего и нижнего фигурных дисков, удерживаю­ щих бутылку соответственно за горлышко и цилиндрическую часть. Звездочка не имеет привода и вращается под действием напора движущихся по конвейеру бутылок.

117

Привод автомата осуществляется от электродвигателя мощ­ ностью 0,6 кВт через червячный редуктор с передаточным от­ ношением i=16 и конические зубчатые передачи, передающие вращение на ведущие звездочки опорного транспортера и за­ прессовывающего устройства.

Работает автомат следующим образом. Движущиеся от ав­ томата розлива по основному конвейеру бутылки поочередно заходят в гнезда направляющей звездочки 8, приподнимают на определенную высоту шарнирный наконечник желоба 7, сни­ мают пробку, надевают ее на горлышко и выходят на опорный транспортер 2.

При дальнейшем движении бутылки с предварительно наде­ тыми пробками попадают под напрессовывающее устройство 3, где пробки напрессовываются на горлышко. С помощью на­ правляющих бутылки выводятся на основной конвейер и пере­ мещаются к инспекционному автомату.

ОСНОВНЫЕ РАБОЧИЕ ОРГАНЫ1

. УКУПОРОЧНЫХ АВТОМАТОВ

Питатели для укупорочных устройств. Большое разнообразие укупорочных материалов требует различных механизмов для их ориентации и подачи к укупорочному патрону. Разработаны различные конструкции загрузочных устройств к укупорочным автоматам. Эти устройства (или питатели) состоят из следую­ щих элементов: емкости для пробок с механизмом для предот­ вращения ее переполнения; механизма захвата и первичной ориентации; механизма вторичной ориентации; пробкопровода; механизма поштучной выдачи.

Некоторые узлы могут отсутствовать в загрузочных устрой­ ствах, а функции нескольких узлов выполняться одним.

Выбор типа питателя, позволяющего автоматизировать по­ дачу пробок к укупорочному патрону, зависит в основном от кон­ фигурации пробок, механической прочности и упругих свойств материала, из которого они изготовлены, от возможности захва­ та пробки за наружную и внутреннюю поверхности или за ту и другую одновременно и т. п. Эскизы пробок и характеристика устройств, применяемых для их загрузки, приведены в табл. 2.

Укупорочные средства можно разделить на несцепляющиеся, которые позволяют поштучную их выборку из всего хаотически расположенного в емкости количества пробок, и сцепляющиеся.

В зависимости от положения пробок в емкости загрузочные устройства можно условно разделить на магазинные и бункер­ ные.

В магазинных устройствах пробки расположены в емкости в ориентированном положении в один ряд. Пробки укладыва­ ются вручную. Емкость для пробок, выполненная в виде съем­

118

ного элемента, называемого кассетой, заменяют каждый раз после израсходования находящегося в ней запаса пробок. В ви­ нодельческой промышленности магазинные загрузочные устрой­ ства имеют ограниченное применение и используются только на некоторых автоматах для закрепления пробок плетеной уздеч­ кой (мюзле), а также для подачи картонной прокладки в алю­ миниевый колпачок.

Наиболее совершенным типом загрузочного устройства яв­ ляется бункерный механизм. В нем пробки находятся в емко­ сти, обычно называемой бункером, в хаотическом состоянии, что, однако, совершенно не влияет на работу механизма ориен­ тации.

В бункерных загрузочных устройствах механизм первичной ориентации осуществляет подготовку пробки к ее захвату. Фор­ ма внутренней поверхности бункера должна способствовать пе­ ремещению пробок к захватным органам, расположению про­

в виде дисков с фигурными пальцами или лопастями и меха­ низмы с вибрационным движением транспортных лотков.

Бункерные механизмы с вращательным движением захват­ ных органов. Загрузочные механизмы, имеющие захваты в виде непрерывно вращающихся валиков, дисков с фигурными паль­ цами или штырями, используют для подачи в ориентированном положении корковых и полиэтиленовых пробок разных типов,

атакже кронен-корок в пробкопроводы укупорочных автоматов.

Взависимости от формы и размеров пробки применяют ме­ ханизмы первичной ориентации различных конструкций.

Приведем наиболее распространенные конструкции бункер­ ных питателей.

На рис. 49, а представлен бункер для ориентации корковой пробки, диаметр которой равен ее высоте. Бункер отливается из сплавов легких металлов. С передней стороны.бункера имеется конусообразный вращающийся диск для перемешивания про­ бок, засыпаемых в бункер. Ориентирующим устройством в бун-

119