книги из ГПНТБ / Чупахин, В. М. Производство жестяной консервной тары учебник

2. Тангенциальная составляющая Рх, определяющая с уче­ том числа одновременно работающих закаточных роликов кру­ тящий момент на закаточном шпинделе:

309

Приведенные выше расчетные формулы не учитывали нали­ чия местного утолщения закаточного шва в месте его совпаде­ ния с продольным швом сборной банки.

Для сборных банок при проходе закаточным роликом углошва усилия закатывания значительно возрастают, что необхо­ димо учитывать при расчете на прочность деталей закаточных машин. Расшифровка осциллограмм, полученных при тензомет­ рических измерениях усилий закатывания, показала, что основ­ ное усилие закатывания Ру возрастало на углошвах следующим образом (при отсутствии пружинящих элементов между зака­ точным роликом и подающим механизмом):

а) для 1-й операции

каточного шпинделя, снабженного одним закаточным роликом,

тельно, мощность электродвигателя определяется по 2-й опера­ ции закатывания следующим образом:

310

Для двухшпиндельных и многошпиндельных закаточных ав­ томатов характерно, что одновременно подвергаются закатыва­ нию 1-й и 2-й операций 1—2 банки. Поэтому в данном случае формула для расчета мощности приводного электродвигателя имеет следующий вид:

Мощность электродвигателей для привода закаточных ма­ шин можно приближенно определить по эмпирической формуле

pQDs2

(VII—25)

1,36 т] ’

где р — эмпирический коэффициент; для цилиндрических банок р = 0 ,001, для фигурных банок р = 0,0015;

Q — производительность закаточной машины (число банок в минуту); D — диаметр банки, мм;

s — толщина жести, мм;

Г| — общий к. п. д. закаточной машины.

П р и м ер 1. Определить усилия, возникающие при за­ катывании жестяных консервных банок швом 1-й операции при следующих исходных данных:

внутренний диаметр банки d = 99 мм; толщина жести s =

ного ролика по дну рабочей канавки /4 = 2 0 мм.

Ширину поля крышки после закатывания 1-й операции оп­ ределяем по табл. 18 (6 j = 2,55 мм).

Глубину внедрения закаточного ролика в шов за 1 обкат определяем по формуле (VII—8 ):

Радиус банки по шву перед последним обкатом — по фор­ муле (VII—11):

tfi = - y + S i + с1 = 49,4 + 2,55 + 0,47 = 52,4 мм.

Стрелку сегмента дуги контакта определим по формуле

311

Половину хорды дуги контакта ролика со швом по фор­ муле (VII—9):

a = Y 2гх с\ — (с\)2 = ^ 2 • 2 0 • 0 ,3 4 — 0 ,342 = 3,68 мм.

Максимальные усилия закатывания 1-й операции по фор­ муле (VII—12):

Вертикальная составляющая:

Рг 1= 0,15-760 = 114 Н.

Тангенциальная составляющая:

Рх1 = 0,05-760 = 38 Н.

Усилия при переходе ролика через углошов:

р у1 = 1,7-760 = 1290 Н;

Р ',= 1,7-114= 194 Н;

возникающие при закатывании тех же банок швом 2 -й опе­

Радиус по шву перед последним обкатом:

= ~ + б2 + с2 = 4 9 ,4 + 1,55 + 0,17 = 51,12 мм.

Стрелка сегмента дуги контакта при г2= 2 0 мм:

2 -R2c.2 — cl 2-51,12-0,17 — 0,172

2 2(Р2 + г2— с2) 2(51,12 + 20 — 0,17)

Максимальные усилия закатывания 2-й операции по фор­ муле (VII—13):

X "У40-0,12 — 0,122Х 0,28-290 = 1160 Н.

Вертикальная составляющая:

Ргг = 0,2Ри2 = 0,2-1160 = 232 Н.

Тангенциальная составляющая:

Рх2 = 0,1 -1160= 116 н.

Усилия при переходе ролика через углошов:

Р^2= 2-1160 = 2320 Н;

Р*2 = 2-232 = 464 Н;

Рх2 = 2-116 = 232 Н.

312

П р и м е р 3. Определить мощность, необходимую для привода одношпиндельного закаточного полуавтомата при за­ катывании банок № 13 из жести толщиной 0,28 мм. Частота вращения планшайбы с закаточными роликами п= 345 об/мин. Число закаточных роликов 1-й и 2-й операций — по 2 шт. К. п. д. машины во время закатывания равен 0,4. Остальные ис­ ходные данные см. в примерах 1 и 2.

Мощность, развиваемую электродвигателем, рассчитываем

П р и м е р 4. Приближенно определить мощность элект­ родвигателя для привода одношпиндельного закаточного полу­ автомата при производительности Q = 30 банок в минуту, диа­ метр банки по шву D — 219 мм, толщина жести 0,35 мм, к. п. д.

машины равен 0,4.

Мощность электродвигателя определим по формуле (VII—25):

привода шестишпиндельного автомата при закатывании жестя­ ных банок с внутренним диаметром d ~ 99 мм, изготовленных

из жести толщиной 0,28 мм. На каждом шпинделе по два зака­ точных ролика 1-й и 2-й операций, частота вращения рычаж­

наполненных консервных банок фигурной или круглой формы посредством обкатки фланцев банки и крышки закаточными ро­ ликами 1-й и 2-й операций. Закатывание производится вращаю­ щейся закаточной головкой, банка неподвижна.

Машина имеет привод 2, закаточную головку 3, механизм для подачи банок под закаточную головку 4 и нижний патрон

и прикреплен к поворотной плите 6, что позволяет регулировать

313

натяжение клиноременной передачи. Электродвигатель 1 (рис. 186) через клиноременную передачу 2 приводит во враще­ ние фрикционную муфту 3, а через нее приводной вал 4, на ко-

Рис. 185. Закаточная машина для фигурных и.ци­ линдрических банок.

тором установлены на шпонках три конические шестерни 5, 6 и 7. Коническая шестерня 5 через такую же шестерню 8 вращает вертикальный вал И, который через червячный редуктор 12 пе­ редает вращение кулачковому валу 13 с закрепленными на нем

314

дисковыми кулачками 14 и 15. Один из них с помощью рычага 16 поднимает и опускает нижний патрон 17, а другой приводит в движение выталкиватель 18 банки. На кулачковом валу имеет­ ся также коническая шестерня 19, приводящая в движение ко­

ническую 20 и цилиндрическую 21 шестерни, объединенные в блок.

Рис. 186. Кинематическая схема закаточной машины.

Шестерня 21 находится в зацеплении с цилиндрической ше­ стерней 22. Последняя несет на себе водило, сообщающее пе­ риодическое вращательное движение мальтийскому кресту 23, который через вертикальный вал 24 периодически поворачивает звезду 25, перемещающую банки на нижний патрон 17.

315

Закаточная головка приводится во вращение от конических шестерен 6 и 7 приводного вала, вращающих конические ше­ стерни 9 и 10; шестерня 10 несет на себе кулачки 26; вместе с шестерней 9 вращается планшайба 27 с закаточными роликами. Вращение осуществляется вокруг неподвижного патрона 28 и жестко соединенного с ним копира 31. Последний через рычаж­ ные механизмы заставляет закаточные ролики следовать по фи-

W N 'K -'-1' 1 1

Т ? \ \ \ у Л \Ч Ч У У у

4 Ш ш

19 Б

Рис. 187. Разрез закаточной головки.

гурному периметру банки. Копир и верхний патрон могут быть заменены в зависимости от размеров и формы банки.

Закаточная головка (рис. 187) помещена внутри фигурного литого корпуса 1. Вращение головке передается коническими шестернями 2, 3, 7 и 8. В центре головки установлен полый шпиндель 4, жестко соединенный с корпусом 1. В шпинделе по­ мещается выталкиватель 6, который укреплен на конце штока 5, совершающего возвратно-поступательное движение под дейст­ вием кулачкового механизма. На шпинделе вращаются кониче­ ские шестерни 7 и 8. Шестерня 8 жестко соединена с сидящими на ней кулачками 9,10 и 11.

316

Соответственно своему профилю кулачки осуществляют радиальную подачу закаточных роликов, в то же время связанных с копиром 16. Шестерня 7 вращает планшайбу 18 вместе с ры­ чагами, несущими пальцы 14, на которых свободно вращаются отжимные ролики 15. На других плечах рычагов укреплены за­ каточные ролики 12 и 13. Постоянный контакт между ролика­ ми 15 и кулачками обеспечивается винтовыми пружинами 17, закрепленными между планшайбой и рычагами. На шпинделе 4 закреплен неподвижный закаточный патрон 19. При закатыва­ нии банок с нормальным закаточным швом верхний кулачок 9 не работает (он предназначен для узкого шва).

В процессе работы закаточной машины кулачки и закаточ­ ные ролики вращаются вокруг оси закаточной головки, причем ролики делают 251 об/мин, кулачки — 240 об/мин. В результате относительного движения кулачки управляют радиальным пе­ ремещением закаточных роликов, т. е. подводят их к фланцу крышки и отводят от него. При этом копир обеспечивает движе­ ние закаточных роликов по контуру банки, так как закаточные ролики с помощью рычажного механизма связаны не только с кулачками, но и с копиром.

Механизм для подачи банок под закаточную головку (см. рис. 185) представляет собой периодически вращающуюся ше­ стилопастную звезду 9, повторяющую движение мальтийского креста и расположенную над неподвижным столом 7, к которо­ му прикреплены направляющие 8 для банок.

Нижний патрон 17 (см. рис. 186) укреплен на штоке, кото­ рый вместе с опорной пружиной помещается внутри полого шпинделя 29. Наличие пружины позволяет компенсировать не­ большую разницу в высоте банок и, кроме того, дает возмож­ ность создать определенную силу прижима, которую можно ре­ гулировать.

Работа машины осуществляется следующим образом.

Банку вручную устанавливают вместе с крышкой в очеред­ ной вырез периодически вращающейся звезды 25, которая под­ водит ее к нижнему патрону 17. После установки банки на ниж­ нем патроне выталкиватель 18 с помощью кулачка 15 опуска­ ется и прижимает крышку к банке. Затем кулачок 14 поднима­ ет нижний патрон вместе с банкой и прижимает ее к верхнему патрону 28. Вместе с банкой поднимается выталкиватель, про­ должая прижимать к ней крышку, чему способствует пружина выталкивателя 30.

После прижатия банки с крышкой к верхнему патрону начи­ нают сближаться ролики первой операции. По окончании пер­ вой операции закатывания ролики первой операции расходятся и ролики второй операции заканчивают формование закаточно­ го шва. Когда ролики второй операции разойдутся и освободят банку, выбрасыватель снимает ее с верхнего патрона, банка опустится вместе с нижним патроном на стол и возвратится

317

в вырез звезды 25. Поворотом звезды банка выносится за пре­ делы направляющих для передачи на последующую обработку.

периодических поворотов в минуту звезды 25, подающей банки

Частота вращения кулачков 26 закаточной головки за один цикл машины

Частота вращения планшайбы с закаточными роликами за один цикл машины

251 пп = - ^ = 12 об/мин.

Для правильной работы данной закаточной машины раз­ ность между частотой вращения планшайбы и частотой враще­ ния кулачков закаточной головки за один цикл должна состав­ лять 0,5. Проверим это соотношение по данным рис. 186:

Таким образом, указанное соотношение выдержано.

318