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

В центре корпуса патрона 6 расположен подпружиненный упор 7. Устройство приводится во вращение клиноременной пе­ редачей с помощью шкива 8.

Во время работы бутылка с надетым алюминиевым колпач­ ком входит в центрирующий колокольчик и, дойдя до упора, начинает поднимать его, пока катки не упрутся в направляю­ щий конус 9. Под действием его рычаги расходятся и обкаточ­ ные ролики приближаются к поверхности алюминиевого кол­

пачка.

Усилие прижима роликов зависит от величины прижатия катков к направляющему конусу и его можно регулировать, изменяя величину подъема бутылки и характеристику компен­ сирующей пружины 10.

Безроликовый обкаточный патрон к штамповочно-укупороч­ ному агрегату ШУ-Р-1 показан на рис. 66.

Корпус 7 обкаточного патрона жестко закреплен на верхнем диске карусели. На корпус 7 надет подвижный цилиндр 8, диск трения 12 и груз 13, закрепленные на самоустанавливающемся под­ шипнике 10 гайкой И. Гайка 11 соединена через втулку 6 с грузом 14. Грузы 13 и 14 расположены экс­ центрично один по отношению к

другому.

На однорядном шарикоподшипнике 3 смонтирован обкаточ­ ный колокольчик 2, крепящийся к втулке 6 гайкой 4. Внутри корпуса 7 установлен подпружиненный шток 1, опирающийся конусообразной частью на подшипник 3. Пружина 9 при подъеме бутылки прижимает диск трения 12 к внутренней конической части ведущего барабана 15, приводящего в движение обкаточ­ ные патроны.

Во время работы автомата бутылка поднимается на карусели подъемным столиком, входит горлышком в направляющий ко­ локольчик 2 и центрируется в чашечке штока 1. Продолжая подъем, бутылка сжимает пружины 5 и 9 и поднимает на неко­ торую высоту шток. Расширенная часть штока при этом отходит от шарикоподшипника 3 вверх и освобождает его. Гайка 4 вместе с втулкой 6 под действием центробежных сил (от гру­ зов 13 и 14) начинает вибрировать, а выступ направляющего

ШУ-Р-1, снабжен блокирующими устройствами, предназначен­ ными для ориентации бутылок при входе и выходе их с карусели обкатки; выключения автомата з случае заклинивания бутылок при загрузке; выключения автомата при переполнении бутыл­ ками конвейера на выходе автомата; выключения автомата при отсутствии необходимого количества бутылок на конвейере.

Метод обкатки может быть исполь­ зован и для закрепления стальных ко­ рончатых колпачков на горлышках бутылок.

На рис. 67 показана обкаточная головка, состоящая из стакана 1 с укрепленным на внутренней стенке за­ каточным роликом 2, плавающего кольца 3, расположенного в пазу цен­ трирующего колокольчика 4, непод­ вижно укрепленного над стаканом, подпружиненного штока 5, укреплен­ ного с таким расчетом, чтобы возмож­ но было перемещение его во втулке 6, находящейся в стакане 1. На станине укреплена шестерня 7, для передачи крутящего момента от привода.

Рис. 67. Обкаточная головка

152

Обкаточная головка работает следующим образом. Бутылка, находящаяся на подъемном столике, подается к обкаточной головке снизу и центрируется колокольчиком 4. При дальнейшем подъеме горлышко бутылки забирает поступивший через отвер­ стие колпачок и упирается в шток 5, сжимая пружину 8. Бу­ тылка с колпачком, на который надето кольцо, поднимается до упора в ролик 2. Стакан при вращении вместе с роликом 2 кольцом 3 обкатывает колпачок на горлышке бутылки. Затем укупоренная бутылка опускается и выводится из-под головки.

В укупорочных автоматах унификации подлежат следующие узлы: укупорочные патроны; штампующий узел; узел загрузки бутылок; узел выгрузки бутылок; направляющие; узел дистан­ ционной подачи бутылок; пробкопроводы; привод; узел блоки­ ровки.

ОСНОВЫ РАСЧЕТА УКУПОРОЧНЫХ МАШИН,

Основное условие надежной укупорки, при которой соеди­ нение бутылки и пробки выдерживает осевую нагрузку Р в кгс заключается в создании необходимого удельного давления (в кгс/мм2)

р

fndl

где d и / — размеры сопрягаемых поверхностей пробки в мм (рис. 68, а) ; / — коэффициент трения.

Для выполнения этого условия следует обеспечить мини­ мальный гарантированный натяг б, определяемый из зависи­ мости

6______ Ю-з d Г Су

где Е 1 и Е2— модули упругости первого рода соответственно материалов пробки и бутылки (для полиэтилена высокого дав­ ления £i = 21-f-23 кгс/мм2);

(44)

(45)

153

колпачком

В формулах (44) и (45) d, dx— диаметры пробки; d2— на­ ружный диаметр горлышка бутылки; Ai и Д2 — значения коэф­ фициента Пуассона соответственно пробки и бутылки (охваты­ ваемой и охватывающей деталей соединения).

Рекомендуется принимать минимальный натяг больше полу­ ченного по формуле, так как после ввода пробки в бутылку неровности в местах соединения несколько сглаживаются, что уменьшает силы сцепления.

При вводе пробки в горло бутылки она деформируется. На­ пряжения, возникающие при сжатии пробки, в кгс/мм2

154

При укупоривании бутылки корончатым колпачком прокладка сжимается, при этом она заполняет неровности на поверхности горла. Далее корона колпачка обжимается вокруг венчика горла для закрепления прокладки на бутылке в сжатом состоянии, чем и достигается герметичность укупорки.

При действии обжимного кольца укупорочного устройства каждый гофр колпачка может рассматриваться как упруго­ пластический рычаг. Сила, необходимая для деформации короны колпачка, зависит от толщины материала колпачка, размеров отверстия обжимного кольца и горла бутылки.

В связи со сложностью формы гофров корончатого колпачка и трудностями при математическом описании- упруго-пластиче­ ских деформаций колпачка и прокладки В. Р. Волковым' при­ менен экспериментальный метод исследования сил, действую­ щих при укупоривании [8].

Процесс укупоривании бутылок корончатыми колпачками за­ ключается в продавливании горла бутылки с надетным на него колпачком через отверстие обжимного кольца укупорочного устройства (рис. 68, б).

На дно колпачка действует подпружиненный прижим укупо­ рочного устройства с силой Т. Со стороны обжимного кольца

действует сила s'=s,'+S2 со стороны венчика горла, где s[ h s 2’ —

вертикальная и горизонтальная составляющие силы s'. Венчик горла бутылки при укупоривании нагружается каждым гофром колпачка с силой s.

Силу Q прижатия прокладки к венчику горла в процессе

где pi — вертикальная составляющая силы р\ s[— вертикальная составляющая силы s'\ г — число гофров колпачка; Т — усилие, развиваемое прижимом укупорочного устройства.

При этом сила Q создает давление q на поверхности кон­ такта прокладки с горлом.

Силу R, действующую в процессе укупоривания на дно

Сравнение выражений (46) и (47) позволяет сделать вывод

По окончании укупоривания происходит перераспределение сил, действующих на колпачок, прокладку и бутылку. Давление

155

на поверхности контакта прокладки с горлом бутылки умень­ шается с величины q до величины q' (рис. 68, в).

Равновесие прокладки в укупоренной бутылке определяется равенством

ренной бутылке; рв— давление внутри бутылки; d — внутренний диаметр кольцевой поверхности, по которой происходит контакт прокладки с горлом бутылки.

Основные условия, необходимые для герметичного укупоривания, сформулированы следующим образом:

условие укупоривания бей боя бутылок

где Rv— сила сжатия бутылки вдоль оси, вызывающая бой бу­ тылок;

где sc — сила, вызывающая разрушение венчика горла.

Левые части неравенств содержат силы, действующие на про­ кладку и на бутылку в процессе укупоривания и после его окончания. Правые части неравенств (49) и (50) представляют собой силы, характеризующие свойства прокладок корончатого колпачка как герметизаторов, а неравенств (51) и (52)— несу­ щую способность бутылок при укупоривании.

Величина силы Pi = pxz, необходимой для обжатия кроненкорки из жести толщиной 0,28 м на автомате У-6, в зависимости от размера горлышка бутылок составляет 247—408 кгс при отклонениях ±10%. Увеличение толщины жести влечет увели­ чение и силы Р[.

Диапазон изменения силы R в зависимости от конструкции укупорочного устройства и укупорочных средств составляет

156

203—645 кгс в автомате У-6; 253—519 кгс в автомате Зейтц и 111—306 кгс в автомате УАП-3.

Сила Q зависит от силы R и определяется по эмпирической формуле

Q =

где ai= 1,274-1,33.

Силы sb s2 и s также зависят от R:

Средние значения сил Rp и sc, вызывающих бой бутылок и скол их горла, составляют: Rp= 1410+146 кгс; sc=45+4 кгс.

В табл. 4 приведены значения сил Qi и Q2 при укупоривании бутылок с жидкостями под давлением 4 кге/см2 [8].

Т а б л и ц а 4

Для закрепления алюминиевого колпачка на горлышке бу­ тылки с помощью резинового кольца необходимо, чтобы сила сжатия прокладок Q была не меньше усилия Р, обеспечиваю­

и характеристики эластичного кольца.

157

Г л а в а V

МЕХАНИЗМЫ АВТОМАТОВ ДЛЯ ИНСПЕКЦИИ БУТЫЛОК И ГОТОВОЙ ПРОДУКЦИИ

Бутылки подвергаются просмотру дважды: пустые — после мойки, с продукцией — после укупорки. Цель первой операции — проверка на чистоту и сохранность посуды, второй —■на отсут­ ствие в вине каких-либо посторонних включений.

В большинстве инспекционных автоматов (кроме фотоэлек­ тронных) используется визуальный просмотр бутылок. Это одновременно определяет субъективность результата просмотра и ограничивает повышение производительности линий розлива.

Необходимо отметить, что при высоком уровне организации производства и строгом соблюдении технологических режимов мойки посуды и розлива вин можно исключить операцию ви­ зуального просмотра наполненных бутылок. Этого можно достичь тремя путями: полным отказом от этой операции; отказом, но при этом более тщательным просмотром пустых бутылок с при­ менением средств современной оптики и электроники; приме­ нением фотоэлектронных устройств для просмотра бутылок с вином с последующим автоматическим выводом отбракованной бутылки из общего потока.

КЛАССИФИКАЦИЯ И ПРИНЦИПИАЛЬНЫЕ СХЕМЫ! ИНСПЕКЦИОННЫХ АВТОМАТОВ

Инспекционные автоматы можно классифицировать по ряду признаков:

по методу просмотра (визуальные и фотоэлектронные); по типу (линейные и ротационные);

по положению бутылки при просмотре (с переворачиванием бутылок и без него);

по характеру движения бутылки (с непрерывным и прерыви­ стым движением; просмотр производится при выстое);

по конструктивным признакам (барабанные автоматы — с осью вращения барабана, параллельной направлению движе­ ния конвейера; дисковые — у которых ось вращения диска пер-

159

пендикулярна направлению движения конвейера; конвейерного типа).

Ниже кратко описаны инспекционные автоматы основных типов.

Автомат ЛАП-2 (рис. 69) относится к автоматам линейного типа I класса с прерывистым движением рабочего органа — барабана-кассеты 3, ось которого расположена параллельно конвейеру. Бутылки просматриваются в перевернутом положе­ нии. В барабане имеется два паза 2, в которые помещаются бутылки. Кассета служит для переворачивания бутылок, выдер­ живания их в перевернутом положении перед смотровым экра­ ном и возвращения обратно на конвейер. Она состоит из двух металлических щечек 8, установленных на общемвалу. Рас­ стояние между щечками таково, что позволяет разместить в нем четыре бутылки емкостью 0,5 л или пять бутылок емкостью 0,25 л. В движение она приводится через главный вал 7 и кулачковый вал 9.

160