ВВЕДЕНИЕ
Тысячелетиями молоко и молочные
продукты были постоянной пищей человека.
Одним из замечательных свойств молока
является его способность к сквашиванию.
«Испорченный» продукт через некоторое
время вдруг приобретает совершенно новый
вкус и приятный аромат. Заслуженной популярностью
пользуются у народов различных стран
мира кисломолочные напитки, приготовленные
путем сквашивания молока различными
видами молочнокислых бактерий.
Кисломолочные напитки обладают
приятным, слегка освежающим и острым
вкусом, возбуждают аппетит и тем самым
улучшают общее состояние организма. Кисломолочные
напитки, полученные в присутствии спиртового
брожения, обогащенные незначительным
количеством спирта и углекислотой, улучшают
работу дыхательных и сосудодвигательных
центров, слегка возбуждают центральную
нервную систему. Все это повышает приток
кислорода в легкие, активизирует окислительно-восстановительные
процессы в организме [1].
Соблюдая национальные традиции
Казахстана, ориентируясь на её потребительский
рынок, изучив и обобщив народный опыт
по переработке молока различных видов
животных, молочная промышленность представила
определённый ассортимент национальных
молочных продуктов, вырабатываемый в
производственных условиях. Это такие
продукты как кумыс, шубат, иримшик, курт,
являющиеся не только прекрасными пищевыми
продуктами, но и ценными как лечебно-профилактические
изделия, используемые в диетическом питании.
Одним из перспективных направлений
в молочной промышленности является разработка
новых видов молочных продуктов из вторичного
сырья с использованием добавок растительного
происхождения, новых ферментов и биопрепаратов.
Наиболее приоритетным направлением
в производстве молочных продуктов является
использование вторичных продуктов производства
молочной и крупяной промышленностей.
ОПИСАНИЕ И ПРИНЦИП РАБОТЫ ФАСОВОЧНО-УКУПОРОЧНОГО
АВТОМАТА ФАСАНА 30\8
Наиболее удобным и современным
вариантом расфасовки такого кисломолочного
напитка является укупоривание в ПЭТ-бутылки,
имеющие ряд преимуществ. Прежде всего
– это очень легкий материал. Обычная
полулитровая ПЭТ-бутылка весит примерно
28 граммов (бутылка такого же объема из
стекла может весить около 350 г). Чтобы
продукция, которая находится в такой
таре, не подвергалась воздействию солнечных
лучей, ПЭТ можно окрасить, например, в
зеленый или коричневый цвет. Это делается
также для того, чтобы внешний вид продукции
максимально соответствовал запросам
потребителей.
Современные линии упаковывания
пищевых жидкостей представляют собой
комплексы достаточно сложных видов технологического
оборудования, обеспечивающих высокую
степень механизации основных процессов
и отвечающие серьезным производственным
требованиям.
Производительность линий,
требования, предъявляемые к качеству
пищевых жидкостей, определяют не только
вид тары, но и условия ее обработки, контроля,
принципы и методы наполнения, укупоривания
и отделки. Всё это обуславливает необходимость
использования различных видов оборудования.
Как правило, при проектировании
предприятий по разливу безалкогольных
тихих напитков учитывается множество
факторов, обеспечивающих в конечном итоге
рентабельность производимой продукции.
Необходимо решить, какой вид упаковки
предпочтительнее выбрать для напитка,
что выгоднее – производить самостоятельно
упаковку или закупать её партиями необходимого
объема, подобрать оборудование по производительности,
степени автоматизации и пр.
В предлагаемом проекте в качестве
исходной величины для расчетов является
производительность линии производства
кисломолочного напитка «Мацони», составляющая
2000 литров в час.
В качестве прототипа для завинчивания
пластмассовой крышки под ПЭТ-бутылку
был выбран фасовочно-укупорочный автомат
Фасана 30/8. Этот автомат максимально приближенно
соответствует выбранным параметрам проектирования
укупорочного агрегата.
Рисунок 1 – Фасовочно – укупорочный
автомат Фасана 30\8
Достоинствами данной машины
являются показатели надежности:
установленный ресурс до капитального
ремонта 10000 ч;
коэффициент технического использования
0,93;
полный установленный срок
службы 10 лет.
В укупорочном агрегате машины
Фасана 30/8 осуществляется укупорка бутылок
винтовым пластмассовым колпачком.
Машина имеет систему смазки,
длительность и периодичность которой
регулируется с операторской панели. Всеми
процессами, осуществляемыми данной машиной,
управляет контроллер.
В укупорочном агрегате машины
осуществляется укупоривание бутылок
колпачками. Каждый пробковерт по копиру
опускается на стоящую под ним бутылку
и закручивает колпачок. Усилие выталкивания
колпачков с бутылкой создается средней
пружиной. А усилие навинчивания колпачков
– малой пружиной. Момент укупоривания
регулируется фрикционной муфтой за счет
поджатия или ослабления восьми пружин.
Вращение пробковертов производится от
индивидуального привода через блок шестерен
и шестерен приводов пробковертов.
Для достижения качественного
укупоривания бутылок важно отрегулировать
укупорочный агрегат по высоте. Регулирование
производится при помощи подъёмного винтового
механизма. Перед регулированием следует
освободить винт механизма от гайки и
стопорной шайбы. Высота укупорочного
агрегата должна быть установлена так,
чтобы упорный бортик бутылки был выше
зубчиков зубчатки на 2…2,5мм.
После регулирования винт подъёмного
механизма следует зафиксировать. Рекомендуется
периодически приводить в движение подъёмный
механизм укупорочного агрегата, чтобы
подвижные части не заклинивало и чтобы
они, в случае необходимости, работали
надлежащим образом.
После закручивания пробковерты
копиром поднимаются вверх, укупоренные
бутылки звездочкой выгрузки передаются
на отводящее транспортное устройство
линии.
При избыточном накоплении
бутылок на отводящем транспортере блокирующее
устройство останавливает машину.
Укупорочный агрегат осуществляет
укупоривание колпачками бутылок, поступающих
с карусели фасования. Он установлен на
основании машины и поддерживается прикрепленным
к плите турникета фланцем. Агрегат монтируется
на неподвижной стойке, которая совместно
с корпусом редуктора прикрепляется к
основанию машины. Редуктор укупорочного
агрегата связан цепной передачей через
блок и ременную передачу с электродвигателем.
Узел подачи колпачка состоит
из ориентатора, который принимает колпачки
от машины подачи колпачка и ориентирует
их из лотка для подачи на турникетную
звезду. Укупорочная головка снабжена
магнитной муфтой, с помощью которой можно
изменять величину крутящего момента
головки. Вращательный момент укупорочному
агрегату передается от центрального
привода через приводную шестерню.
На неподвижной стойке установлена
вращающаяся стойка, опирающаяся на упорный
шарикоподшипник. К последующим фланцам
стойки прикреплены зубчатые колеса для
привода центральной и выгрузочной звёздочек
турникета и стол укупоривания. В столе
укупоривания в углублениях размещены
восемь столиков, подпружиненных каждый
тремя пружинами небольшого усилия для
компенсации зазора между упорным бортиком
и розеткой. Установленная на столе звездочка
производит центрирование бутылок.
На вращающейся стойке с помощью
подвижного шпоночного соединения размещен
держатель розеток с восемью розетками
и зубчатками. Зубчатки имеют по пять буртиков,
которыми удерживают бутылки от проворачивания
при закручивании колпачков пробковертами.
К держателю розеток болтами крепится
карусель, в которой размещены восемь
пробковертов.
На неподвижной стойке с помощью
подвижного шпоночного соединения размещена
гильза, на которую установлен блок шестерен
на подшипниках и копир. К копиру болтами
крепится плита, на которой размещен индивидуальный
привод. К плите болтами крепится кожух
с направляющими, которые помогают центрировать
горлышка бутылок в зубчатках.
ОБЗОР ТЕМЫ И ОБОСНОВАНИЕ РАЗРАБОТКИ
Изначально в машине Фасана
30\8 крутящий момент с электродвигателя
на редуктор передаётся с помощь цепной
передачи. Этот способ передачи, несмотря
на его надежность, в данном случае является
не рациональным.
Рассмотрим основные типы передачи
крутящего момента с вала электродвигателя
на редуктор.
Ременные передачи.
Ременная передача относится
к передачам трением с гибкой связью и может
применяться для передачи движения между
валами, находящимися на значительном
расстоянии один от другого. Она состоит
(рис.2) из двух шкивов (ведущего, ведомого)
и охватывающего их ремня. Ведущий шкив
силами трения, возникающими на поверхности
контакта шкива с ремнем вследствие его
натяжения, приводит ремень в движение.
Ремень в свою очередь заставляет вращаться
ведомый шкив. Таким образом, мощность
передается с ведущего шкива на ведомый.
Рисунок 2 Виды ременных передач: а — открытая
передача; б — перекрестная
передача; в — полуперекрестная
передача (со скрещивающимися валами); г — угловая передача
(с направляющим роликом); д — передача
с нажимным роликом е — передача
со ступенчатым шкивом
Для нормальной работы передачи необходимо
предварительное натяжение ремня, обеспечивающее
возникновение сил трения на участках
контакта (ремень—шкив). Оно осуществляется:
1) вследствие упругости ремня — укорочением
его при сшивке, передвижением одного
вала или с помощью нажимного ролика; 2)
под действием силы тяжести качающейся
системы мы или силы пружины; 3) автоматически,
в результате реактивного момента, возникающего
на статоре двигателя; 4) с применением
специальных натяжных устройств (рисунок
2, д и рисунок 3). Так
как на практике большинство передач работает
с переменным режимом нагрузки, то ремни
с постоянным предварительным натяжением
в период недогрузок оказываются излишне
натянутыми, что ведет к резкому снижению
долговечности. С этих позиций целесообразнее
применять третий способ, при котором
натяжение меняется в зависимости от нагрузки
и срок службы ремня наибольший. Однако
автоматическое натяжение в реверсивных
передачах с непараллельными осями валов
применить нельзя.
Рисунок 3. Регулировка натяжения
ремня перемещением двигателя: 1 — ремень; 2 — шкив; 3 — натяжное
устройство
Классификация. Ременные передачи
классифицируют по следующим признакам.
1. По форме сечения
ремня:
- плоскоременные (рис.3, а);
- клиноременные (рис.3, б);
- круглоременные (рис.3, в);
- с зубчатыми ремнями
(рис.3, д);
- с поликлиновыми ремнями
(рис.3, г).
Рисунок 4 Типы ремней ременных
передач: а — плоский ремень; б — клиновый
ремень;
в — круглый ремень; г — поликлиновый
ремень; д — зубчатый
ремень
2. По взаимному расположению
осей валов:
- с параллельными осями
(см. рис.1, а, б);
- с пересекающимися осями
— угловые (см. рис.1, г);
- со скрещивающимися осями
(см. рис.1, в).
3. По направлению вращения шкива:
- с одинаковым направлением (открытые и полуоткрытые) (см.
рис.2, а);
- с противоположными направлениями
(перекрестные) (см. рис.2, б).
4. По способу создания натяжения
ремня:
- простые (см. рис.2, а);
- с натяжным роликом (см.
рис.2, д);
- с натяжным устройством (см.
рис.3).
5. По конструкции шкивов:
- с однорядными шкивами (см.
рис.2, а—д);
- со ступенчатыми шкивами (см. рис.2, е).
Область применения. Ремни должны
обладать достаточно высокой прочностью при
действии переменных нагрузок, иметь высокий
коэффициент трения при движении по шкиву
и высокую износостойкость. Ременные передачи
применяются для привода агрегатов от
электродвигателей малой и средней мощности;
для привода от маломощных двигателей
внутреннего сгорания. Наибольшее распространение
в машиностроении находят клиноременные
передачи (в станках, автотранспортных
двигателях и т. п.). Эти передачи широко
используют при малых межосевых расстояниях
и вертикальных осях шкивов, а также при
передаче вращения несколькими шкивами.
При необходимости обеспечения ременной
передачи постоянного передаточного числа
и хорошей тяговой способности рекомендуется
устанавливать зубчатые ремни. При этом
не требуется большего начального натяжения
ремней; опоры могут быть неподвижными.
Плоскоременные передачи применяются
как простейшие, с минимальными напряжениями
изгиба. Плоские ремни имеют прямоугольное
сечение, применяются в машинах, которые
должны быть устойчивы к вибрациям (например,
высокоточные станки). Плоскоременные
передачи в настоящее время применяют
сравнительно редко (они вытесняются клиноременными). Теоретически
тяговая способность клинового ремня
при том же усилии натяжения в 3 раза больше,
чем у плоского. Однако относительная прочность
клинового ремня по сравнению с плоским
несколько меньше (в нем меньше слоев армирующей
ткани), поэтому практически тяговая способность
клинового ремня приблизительно в два
раза выше, чем у плоского. Это свидетельство
в пользу клиновых ремней послужило основанием
для их широкого распространения, в особенности
в последнее время. Клиновые ремни могут
передавать вращение нанесколько валов
одновременно, допускают umax = 8 – 10 без
натяжного ролика.
Круглоременные передачи (как
силовые) в машиностроении не применяются.
Их используют в основном для маломощных
устройств в приборостроении и бытовых
механизмах (магнитофоны, радиолы, швейные
машины и т. д.).