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

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