Файл: Ярмолинский, Д. А. Элементы конструкций автоматов линий розлива вин монография.pdf

Д. А. ЯРМОЛИНСКИЙ, Ц. Р. ЗАЙЧИК

ЭЛЕМЕНТЫ

КОНСТРУКЦИЙ

АВТОМАТОВ

ЛИНИЙ

РОЗЛИВА

ВИН

(РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ)

Ш

Москва «МАШИНОСТРОЕНИЕ»

1 9 7 4

Я 75 УДК 663.223.15.002.5-52 :658.527

Го с . ПУбпичН'сЯ

научно-" i’’НИЧ

библио-.-ма СОО;'--' ЭКЗЕМПЛЯР

ЧИТ7 jib ОГО ЗАЛА

У М ' З ^ О О З

Ярмолинский Д. А., Зайчик Ц. Р. Элементы конст­ рукций автоматов линий розлива вин. М., «Машино­ строение», 1974, с. 256.

В книге рассмотрены рабочие органы основных автоматов линий розлива вин: бутыломоечных, раз­ ливочных, укупорочных, инспекционных, этикетиро­ вочных. Изложены вопросы их расчета и конструи­ рования.

Даны элементы теории автоматов и поточных ли­ ний применительно к описываемому оборудованию; освещены вопросы компоновки поточных линий и расчета отдельных их элементов.

Книга предназначена для инженерно-техниче­ ских работников винодельческой промышленности, занимающихся конструированием и эксплуатацией оборудования поточных линий розлива вин.

Ил. 120, табл. 5, список лит. 42 назв.

Р е ц е н з е н т канд. техн. наук Я. Ф. ШКОП

31709—279

Я

© Издательство «Машиностроение», 1974 г.

Г л а в а i

- КЛАССИФИКАЦИЯ И РАСЧЕТ МАШИН-АВТОМАТОВ ЛИНИЙ РОЗЛИВА ВИН

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ОПЕРАЦИИ РОЗЛИВА ВИН И ОБЩАЯ СТРУКТУРА МАШ ИН ЭТИХ ЛИНИЙ

Под процессом розлива вин в винодельческой промышлен­ ности понимают совокупность процессов, связанных с подго­ товкой тары (бутылок), мойкой бутылок, розливом вин, оформ­ лением готовой продукции и укладкой бутылок с вином в ящи­ ки. Последовательность этих операций указана на рис. 1. На схеме приведены также названия оборудования для проведения этих операций. В конкретных условиях эта схема может быть упрощена или изменена. Кроме того, надо иметь в виду, что данная схема не включает участка подготовки посуды (буты­ лок) к мойке.

Операции технологического процесса делят на основные и вспомогательные.

Если каждая машина осуществляет последовательно отдель­ ные (или совокупные) операции технологического процесса, а перерабатываемые объекты (в нашем случае бутылки) переда­ ются с помощью специальных транспортных устройств от одной машины к другой, то такую систему машин называют машинной технологической линией.

Современная машина состоит главным образом из питающих устройств, исполнительных механизмов с рабочими органами, приводного (двигательного) механизма, а также устройства для управления, регулирования, защиты и блокировки.

Питающее устройство предназначено для непрерывной или периодической подачи исходного продукта или сырья в маши­ ну. Одновременно питающее устройство может обеспечивать количественное дозирование по массе или объему подаваемого исходного продукта или сырья в зависимости от требований технологического процесса.

Исполнительный механизм предназначен для передачи дви­ жения рабочим органам машины. Этот механизм включает ве­ домое звено, с которым соединены рабочие органы, и ведущее звено, связанное с приводным механизмом.

Рабочие органы машины непосредственно воздействуют на

3

Современные машины-автоматы линий розлива вин, как и большинство всех пищевых машин, приводятся в движение индивидуальными электродвигателями.

Чаще всего удобным оказывается устройство в машине глав­ ного (распределительно-управляющего) вала с редуцированным числом оборотов. В этом случае в качестве силовых передаточ­ ных механизмов, связывающих двигатель с главным валом, как правило, используют различного рода редукторы.

Современные машины имеют устройства, выполняющие функции настройки и регулирования рабочих органов на опре­ деленные условия работы, контроля состояния обрабатываемых объектов, управления, т. е. включения, переключения и выклю­ чения рабочих органов или всей машины, а также защиты и блокировки. Последние должны предотвращать неправильные или несвоевременные включения или отключения отдельных ча­ стей машины и предохранять их от разрушения при аварии сопряженных механизмов или машин.

Структурный анализ каждой машины позволяет построить ее технологическую и кинематическую схемы, а также определить динамические условия работы всех механизмов, узлов и деталей, что необходимо для расчета и конструирования машин.

КЛАССИФИКАЦИЯ МАШИН-АВТОМАТОВ ЛИНИЙ РОЗЛИВА ВИН

И ОПРЕДЕЛЕНИЕ ИХ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ'

Оборудование линий розлива вин, как и любое оборудование пищевых производств, можно классифицировать по ряду общих признаков:

по структуре рабочего цикла (машины и автоматы периоди­ ческого и непрерывного действия);

по степени механизации и автоматизации операций (машины неавтоматического действия, полуавтоматические, автомати­ ческие) ;

по принципу сочетания в производственном потоке (отдель­ ные машины, агрегаты, комбинированные машины, автомати­

ческие системы машин); по функциональному признаку (в зависимости от вида воздей­

ствия на продукт, т. е. от производимой операции); по характеру действия рабочих органов на обрабатываемый

продукт (машины постоянного и циклического действия). Для рассмотрения машин и автоматов линий розлива вин

наибольшее значение имеют два последних признака.

Ниже приведены основные определения, необходимые для дальнейшего изложения.

Циклические машины и механизмы, к которым относится ос­ новное оборудование линий розлива жидкостей, в частности вин, имеют нестационарные, т. е. переменные во времени кинемати­

5

ческие характеристики. Рабочие органы таких машин совер­ шают обычно равномерные движения с возвратом в исходное положение и нередко с остановками. Эти движения могут быть эпизодического, т. е. разового характера или с периодически повторяющимися циклами.

Конструктивные расчеты таких машин должны быть допол­ нены расчетами на согласованность по времени, месту и скоро­ сти движений отдельных звеньев исполнительных механизмов и рабочих органов. В этом заключается специфика расчетов мно­ гооперационных автоматических машин, имеющих обычно много механизмов циклического действия.

Для выполнения заданного технологического процесса необ­ ходимы вполне определенные технологические усилия, траекто­ рии и скорости рабочего органа. Движение циклического рабо­ чего органа в направлении к обрабатываемому объекту назовем рабочим ходом, в обратном направлении — холостым.

Для непрерывного выполнения автоматом заданных техно­ логических операций необходимо, чтобы рабочие и холостые ходы чередовались, а рабочие органы периодически приходили в свои исходные («стартовые») положения.

Необходимо различать три цикла движения технологических машин: кинематический, рабочий, или выпускной, и технологи­ ческий.

Кинематическим циклом (Гк) механизма называется период между двумя последовательными моментами начала рабочих ходов.

Кинематический цикл машины приравнивают обычно циклу механизма, условно принятого за основной, а при наличии не­ цикловых механизмов — времени одного оборота главного рас- пределительно-управляющего вала. В общем случае Тк делится

Рабочим, или выпускным, циклом (7’р) машины называется период времени, по истечении которого машина выпускает об­ рабатываемое изделие (или порцию). Часто рабочий цикл равен или кратен кинематическому циклу.

Технологическим циклом (Тт) машины называется время, в течение которого обрабатываемое изделие находится в машине, т. е. промежуток между моментами его входа (загрузки) и вы­ хода (выгрузки) из машины.

Кроме того, по коренным различиям в требованиях, предъяв­ ляемых к синхронизации движения исполнительных органов, выполняющих основные операции, существует три рода техно­ логических машин.

В машинах первого рода для осуществления требуемого тех­ нологического процесса достаточно воспроизвести заданные ско-

6

роста исполнительных органов как по величине, так и по на­ правлению.

Вмашинах второго рода надо дополнительно обеспечить заданную последовательность перемещений исполнительных органов.

Вмашинах третьего рода требуется осуществить еще и за­ данные относительные перемещения исполнительных органов.

Машины первого рода имеют лишь два цикла: кинематичес­

кий и технологический, причем последний значительно меньше первого. Машины второго рода имеют все три цикла, из которых технологический превышает другие по длительности. В маши­ нах третьего рода рабочего цикла нет, а технологический и ки­ нематический равны между собой.

Технологические машины пищевой промышленности (в част­ ности, линий розлива вин) относятся к машинам второго рода.

Машины класса I называют также однопозиционными. В этих машинах обрабатываемый объект занимает в процессе обработ­ ки одно постоянное положение (позицию), и рабочие органы подводятся к нему, а затем отводятся. Многооперационные ма­ шины класса I могутбыть:

ваемые объекты периодически или непрерывно перемещаются от места входа в машину до места выхода из нее. Это позволяет начать обработку последующих объектов до того, как предыду­ щие выйдут из машины.

В машинах класса II обрабатываемый объект занимает в процессе обработки ряд положений (позиций) и во время оста­ новок в этих позициях подвергается обработке. Каждой позиции присущи свои рабочие органы, совершающие различные опера­ ции технологического процесса.

Различают две группы машин этого класса. К группе А от­ носят машины, имеющие движущийся с остановками транспор­ тер линейного типа или в виде карусели с гнездами для укрепле­ ния обрабатываемых изделий. В машинах группы Б изделия передаются самими рабочими органами или специальными ме­

7

ханизмами, такими, как вакуумприсосы, «механические руки»

и др.

Машины класса III основаны на принципе совмещения тех­ нологических операций с непрерывным транспортированием об­ рабатываемых объектов на равномерно движущемся линейном транспортере или на равномерно вращающейся карусели-роторе. Поскольку роторное конструктивное выполнение транспортера является преобладающим, машины этого класса получили наз­ вание роторных. В совокупности со вспомогательными переда­ точными роторами эти машины могут составлять целые автома­ тические роторные линии.

Машины класса III делятся на две группы. К группе А относятся машины, в которых рабочие органы не перемеща­ ются совместно с изделиями, а закреплены за определенными позициями. Гнезда с обрабатываемыми объектами без останов­ ки обходят все позиции. Одни рабочие органы могут быть непод­ вижны, например различного рода направляющие, которые из­ меняют форму проходящего через них объекта. Другие совер­ шают движения, поперечные к траектории движения объекта. Бывают и рабочие органы-спутники: они производят обработку, сопровождая движущийся объект на некотором участке его пути.

Машины класса III группы Б —однооперационные. Их рабо­ чие органы перемещаются совместно с обрабатываемыми объек­ тами. По завершении операции объект с помощью специального устройства снимается и передается в случае необходимости на второй рабочий ротор — на вторую операцию.

Машины более высоких классов сложнее и дороже, но произ ■ водительнее. В многооперационных агрегатах или поточных линиях возможно комбинирование элементов машин разных классов.

Производительностью машины называется количество выпу­ щенной в единицу времени продукции. Различают три вида производительности машин: действительную (фактическую) Q, теоретическую Q' и технологическую Q".

Действительная производительность Q определяет то реаль­ ное количество кондиционной1 продукции, которое машина выдает в среднем за единицу времени в условиях ее эксплуата­ ции в течение смены или другого периода, включающего различ­ ного рода внецикловые потери — наладку машины, установку инструмента и другие простои.

Теоретической производительностью, или выпускной способ­ ностью, Q' называют количество продукции, выпущенной за

8