Проект технічного переоснащення ділянки розливу молока на київському міському молочному заводі №3

/

/

АНОТАЦІЯ

Даний проект є проектом технічного переоснащення ділянки розливу молока на київському міському молочному заводі № 3. У проекті передбачається заміна розливного автомату ВІСКО ФІЛЛ-ПЕК продуктивністю 2500 літрів за годину на розливно-упаковочний автомат марки ЕLОРАК QММ — 4500 продуктивністю 4500 пакетів за годину. Передбачається зростання потужності цеха та переведення його в 3-х змінний режим роботи.

До технічного переоснащення ділянки розливу молока спонукають такі причини:

— постійне зменшення ефективного часу роботи апарату;

— низька продуктивність та значна кількість відходів поліетилену існуючого розливного автомату ;

— існує можливість ненадійного запаювання швів поліетиленових пакетів, і як наслідок втрати продукту;

Автомат розливно-упаковочний марки ЕLОРАК QММ — 4500 призначений для формування пакета із заготовки, що заклеєна по повздовжньому шву, заповнення пакета необхідною кількістю молока або іншого молочного продукту з подальшим запечатуванням верхніх клапанів пакета та подачі його на конвеєр для переміщення пакетів.

Встановлення розливно-упаковочного автомату ЕLОРАК QММ — 4500 дозволяє отримати наступний економічний ефект:

— зменшиться собівартість продукції;

— підвищиться рентабельність виробництва та рентабельність продаж;

— підвищиться продуктивність праці;

— збільшиться загальний прибуток;

— значно збільшиться обсяг виробництва продукції;

ВСТУП Основним завданням молочної промисловості є забезпечення населення молоком та молочними продуктами. В умовах жорсткої конкуренції потрібно ставити високі вимоги до якості продукції, яка виробляється. Наявність в молочних продуктах таких речовин як білки, жири, вуглеводи та вітаміни обумовлюють їх високу біологічну цінність.

Молочна промисловість в Україні постійно розвивається. Вживаються певні заходи по покращенню постачання населення молочними продуктами. На підприємствах цієї галузі постійно розширюється асортимент, покращуються смакові якості та корисні властивості продуктів.

З прискоренням розвитку виробничо-технологічної бази молочної промисловості безпосередньо пов’язане більш повне і рівномірне задоволення потреб населення в молочній продукції, розширення її асортименту, підвищення її якості та комплексна переробка молока. При цьому передбачається використання нового високопродуктивного технологічного обладнання, виготовлення укомплектованих автоматизованих поточно-технологічних ліній, що забезпечують підвищення продуктивності праці.

Для забезпечення підвищення продуктивності і зменшення втрат, в молочній промисловості потрібно розширювати масштаби впровадження нових технологій комплексної переробки молока. Щоб забезпечити населення якісними молочними продуктами, а також для витіснення іноземних конкурентів з нашого ринку необхідно збільшити обсяги випуску продукції, знизивши при цьому її собівартість.

Переоснащення молочної промисловості на новій технологічній основі є одним з вирішальних факторів, що забезпечує підвищення технологічного рівня, якості і надійності машин.

Потрібна автоматизація виробництва, що зменшує використання ручної праці. В сучасній молочній промисловості і її технологічних лініях машини і апарати періодичної дії все частіше витісняються обладнанням безперервної дії, що дає змогу збільшити об'єм виробництва і значно підвищити ефективність використання техніки.

Впровадженню нових способів обробки молока на основі застосування прогресивного обладнання сприяє науково-технічний прогрес в молочній промисловості. Впровадження нових технологій виробництва дозволяє збільшити термін зберігання молока. При цьому зберігаються початкові якості молока і його склад, що є ознакою якості продукту .

ТЕХНІКО-ЕКОНОМІЧНЕ ОБГРУНТУВАННЯ

1.Техніко-економічна характеристика підприємства

Київський міський молочний завод, велике переробне підприємство, розташоване в м. Вишневе Київської області. Основними задачами виробничої діяльності підприємства є відпрацьовування та освоєння сучасних технологій отримання нових видів молочних продуктів, а також вдосконалення діючих технологічних процесів виробництва продукції.

Молочний цех підприємства був побудований та почав освоєння та виробництво молочних продуктів в 1976 році. Проектна потужність цеха складала 50 тон молока за зміну. Після технічного переоснащення, що було; проведене на підприємстві у 1987 році, молочний цех міг переробляти 100 та більше тон молока за зміну. Постачальниками сировини для виробництва молочних продуктів є КСП Київського району, а споживачами виробленої продукції — торгові підприємства міста Києва.

Асортимент випуску цільномолочної продукції постійно поновлюється та розширюється. Це молоко пастеризоване, сметана, кефір, ряжанка, йогурт і інше.

Останнім часом підприємство орієнтується на випуск нових для нашої промисловості молочних продуктів: йогуртів, сирків .Збільшується виробництво продуктів зі знежиреного молока. Це продукти з мінімальним вмістом жиру та з підвищеним вмістом білку.

Молочний цех підприємства, вирішений в трьох-поверховому виконанні. Молоко в цех надходить через приймальне відділення, звідки воно направляється в машинно-технологічне відділення (апаратне відділення), яке розміщене на першому поверсі. Оператор розподіляє сировину по ділянках в залежності від подальшої переробки: на сепарування, якщо необхідно виготовити масло селянське, масло вершкове з вмістом какао або сметану; на пастеризацію, якщо буде потрібно виготовити кефір, пастеризоване молоко або ряжанку; на вакуум-випарну установку, якщо надходило замовлення на виготовлення згущеного молока. Знежирене молоко, яке отримано після сепарування молока йде на виробництво нежирного сиру кисломолочного. З сиру кисломолочного також виготовляють десерти.

Продукція київського міського молочного заводу випускається у відповідності з науково-технічною документацією. Відповідність продукції стандартам контролюється лабораторією. За безперервною роботою обладнання, його своєчасним і якісним ремонтом слідкує служба головного механіка підприємства.

Молокозавод належить до підприємств з сезонним характером виробництва і працює в залежності від надходження сировини. При правильній діяльності служби постачання сировини молокозавод працює майже безперервно.

Прикладається багато зусиль для вирішення першочергових завдань: підвищити рівень культури виробництва, забезпечити виробництво сучасним обладнанням, використовувати сучасні технології, забезпечити високі смакові і властивості і привабливий товарний вигляд. Все це буде сприяти забезпеченню (більш високого споживчого попиту на продукцію. Діяльність підприємства направлена на розширення виробництва, вдосконалення традиційних і введення нових технологій.

Для забезпечення населення якісними молочними продуктами, а також для витіснення іноземних конкурентів з нашого ринку необхідно збільшити обсяги випуску продукції, знизивши при цьому її собівартість.

Таблиця 2. Основні економічні показники роботи цеху, 2006 р.

2. Характеристика технічної бази молочного цеху Процес виробництва пастеризованого молока жирністю 2,5% здійснюється на трьох поверхах. З приймального відділення молоко за допомогою насосів надходить в апаратне відділення, яке розташоване на першому поверсі. В апаратному відділенні з трубчастого пастеризатора марки ПТУ-10 молоко надходить до гомогенізатора А1-ОГМ, звідки після витримування воно само током потрапляє на ділянку розливу, яка знаходиться на першому поверсі

Коефіцієнт автоматизації парку устаткування характеризує рівень автоматизації дільниці, і визначається за формулою:

де Nа — кількість автоматизованих одиниць устаткування;? — загальна кількість одиниць устаткування у цеху.

Коефіцієнт механізації (автоматизації) виробництва Кв являє собою відношення обсягу продукції, виробленої за допомогою машин О_М, до ї загального обсягу продукції у натуральному або вартісному виразі:

де О_Р— обсяг продукції, виробленої ручним способом.

Коефіцієнт механізації (автоматизації) праці К_П— відношення кількості робітників, зайнятих на механізованих (автоматизованих) роботах Рм, до загальної чисельності робітників:

де Рр — кількість робітників, які виконують ручні операції, чол.

Для поліпшення управління технологічним процесом та покращення умов праці робітників потрібно підвищувати ступінь автоматизації та механізації виробництва, що може бути досягнуто впровадженням вдосконаленої техніки та технологій.

3. Обґрунтування потреби в продукції

Молоко — цінний харчовий продукт, якій містить необхідні для життєдіяльності людини компоненти та добре засвоюється організмом людини. Норма споживання на 1 людину — 274 кг/рік.

Виходячи з попиту і потреб за науково обґрунтованими нормами споживання на 1 людину на рік розраховую потребу в продукції за формулою:

де, Ч — чисельність населення, чол.;

d — коефіцієнт щорічного приросту населення; К — кількість років;

Н — норма споживання кг/рік.

т/рік

Всього за 2002рік виготовлено 12 122,0 тон молока, що складає 14,03% від потреби в продукції населення районів, які обслуговує КММЗ № 3.

4. Обґрунтування проектної потужності

Проектом технічного переоснащення ділянки розливу молока (молочний цех) на КММЗ № 3 передбачається зміна старого, фізично застарілого обладнання на нове, передбачається зростання потужності цеха та переведення його в 3-х змінний режим роботи. При технічному переоснащенні ділянки розливу молока будуть проводиться монтажні роботи: заміна розливного автомату ВІСКО ФІЛЛ-ПЕК продуктивністю 2500 літрів за годину та встановлення на його місце розливно-упаковочного автомату ЕLОРАК QММ 4500 продуктивністю 4500 л/г. Правила монтажу нового обладнання повинні відповідати вимогам та нормам підприємства.

Фактична продуктивність при максимальному використанні потужності:

Пф=Пп*Кзм*Квп=100*360*0,80=28 800т/рік де: Пп — проектна потужність цеху, т/зм;

Кзм — кількість змін в рік;

Квп — коефіцієнт використання потужності.

Під екстенсивним використанням устаткування розуміють використання знарядь праці у часі:

К_ЕК = Т_ОР/Т_МФ

де Кек — коефіцієнт екстенсивного використання устаткування;

Тор — практично відпрацьований час устаткування за визначений період, днів;

Тмф — максимально можливий фонд роботи устаткування за визначений період, днів.

К_ек=250/365=0,68

Під інтенсивним використанням устаткування розуміють ступінь використання його за одиницю часу роботи.. К_ІН = П_ПФ/П_ТЕХ де: Кін — коефіцієнт інтенсивного використання устаткування; Ппф-планова або фактична продуктивність устаткування за одну годину або зміну, т; Птех — максимально можлива технічна продуктивність устаткування за одну годину або зміну, т

К_ін=4000/4500=0,88

Загальним показником використання устаткування є інтегральний коефіцієнт:

К_ІНТ=К_ЕК*К_ІН = 0,68*0,88 = 0,6

5. Забезпеченість матеріалами, електроенергією, паливом і водою

Для забезпечення молокозаводу електроенергією на його території встановлена трансформаторна підстанція. Від її головних щитів живиться силове та освітлювальне обладнання напругою 220/380 В. Електродвигуни постачаються в комплекті з обладнанням і їх типи, виконання та характеристики залежать від вимог обладнання і оточуючого середовища.

Мережа силового обладнання виконана проводом марки АПР-500, прокладеним в металевих трубах. Також використовуються силові щити типу СПУ-58. У виробничих приміщеннях використовується звичайна освітлювальна апаратура. Мережа промислового освітлення виконана кабелем марки АЦРГ, прокладеним на тросах і на скобах. Встановлені електричні щити для освітлення типу ОПБ.

На даний момент в трансформаторній підстанції встановлено два трансформатора потужністю 630 кВА кожний. з них працює один трансформатор із завантаженням 80%.

Установча потужність струмоприймача: силова-730 кВт, освітлювальна — 50 кВт. Споживча потужність струмоприймачів: силова — 220 кВт, освітлювальна — 40 кВт. Річна витрата електроенергії - 620 000 кВт/г/рік.

Для забезпечення парою і гарячою водою використовується котельня, яка побудована на території заводу. Потужність котельні - 14,5 тонн пари на годину. В котельні встановлено два котли ДКВР-4,0−13 та ДКВР-6,5−13.

Джерелом водопостачання діючого головного виробничого корпусу по виробництву молочної продукції прийняті власні свердловини.

Водоспоживання складає 109,12 м³ на добу, в тому числі:

холодної води — 77,88 м³/добу гарячої води t=38° - 6,00 м³/добу;

t =65° - 24,94 м³/добу;

t =95° - 0,3 м³/добу.

Вода витрачається на технологічні і господарсько-питні потреби та мийку підлоги. Стічні води надходять в каналізацію і тарифікуються — 0,65 грн./м³.

В корпусі додатково монтуються раковини, зливні пожежні крани, душ і тому подібне.

Діючий корпус має викид стоків до каналізації із наступною їх перекачкою на очисні споруди заводу. Водовідведення — 85,4 м3/добу.

Кількість та вартість енергоресурсів, які потрібні для виготовлення місячного обсягу продукції наведено в таблиці 3.

Таблиця 3.Витрати енергоресурсів за місяць

ОПИС МАШИННО-АПАРАТУРНОЇ СХЕМИ Даний процес виготовлення молока пастеризованого включає в себе наступні технологічні операції: прийом і сортування молока, підігрів, сепарування молока, нормалізація молока до потрібного відсотка жирності, гомогенізація, пастеризація та розлив молока.

Прийом молока

На основі органолептичної оцінки та лабораторних аналізів молоко сортують, керуючись при цьому стандартом на молоко заготівельне ГОСТ 13 264–88. Кількість прийнятого молока зважують на вагах СМИ-500. Прийняте молоко направляють на переробку.

Сепарування молока Очищення молока здійснюється на сепараторах — молоко очисниках після підігрівання молока в пластинчастому теплообміннику. Оптимальна температура сепарування становить 35−45°С, яка обумовлює зниження його в’язкості, збільшує різницю показників густини жиру та плазми, що підвищує ефективність розділення фаз.

Сепарують молоко на сепараторах — молоко очисниках. Так як в даному випадку молоко очисники не мають автоматичного вивантаження осаду, то два сепаратора працюють по черзі. Якщо є сепаратор — молоко очисник з автоматичним вивантаженням осаду, то процес сепарування може здійснюватися одним сепаратором — молоко очисником.

Теплова та вакуумна обробка молока Молоко надходить на ділянку від сепаратора, і насосом Г2-ОПБ подається в секцію рекуперації, де підігрівається до температури 65 — 70 °C.. З секції рекуперації підігріте молоко направляється в місткість для нормалізації, де воно доводиться до потрібної жирності. .

Теплова обробка молока здійснюється в пластинчастому теплообміннику та в трубчастому пастеризаторі. Вакуумна обробка молока здійснюється в гомогенізаторі.

При правильно вибраних технологічних режимах теплова та вакуумна обробка дозволяє значно послабити або взагалі усунути сторонні присмаки та запахи, що гарантує виробництво молока та кисломолочних продуктів високої якості.

Після нормалізації молоко насосом подається в напірний бак, з якого самопливом подається в гомогенізатор марки А1 ОГ2М, де відбувається подрібнення жирових кульок.

Після гомогенізації молоко потрапляє в трубчастий пастеризатор ТПУ-10, де воно втримується при температурі пастеризації 76 — 80 °C протягом 20 секунд, після чого молоко надходить на витримувач.

Пастеризація молока призначена для повного знищення патогенних мікроорганізмів та інактивації ферментів, які прискорюють псування продукту. Ефективність пастеризації забезпечується правильним вибором температури нагрівання молока та тривалості витримування його при даній температурі.

Вибір режимів пастеризації обумовлюється видом вироблюваного продукту. Ефективність пастеризації виражається відношенням кількості знищених мікроорганізмів до їх вмісту в вихідному продукті. Ефективність Пастеризації повинна бути не менше 99,5…99,9%.

З підвищенням механічного забруднення та фізичної неоднорідності (наявність комочків жиру, повітряних кульок, слизу) ефективність пастеризації знижується. На якість пастеризації впливає також вік бактерій: молоді бактерії, як правило, чутливіші до температур.

З витримувача МХО насосом молоко подається через секцію рекуперації, де воно віддає своє тепло молоку, яке надходить від сепаратора, в секцію охолодження, звідки воно потрапляє в танк марки В2-ОКВ-10,

З танку молоко само течією надходить на розливно-упаковочний автомат марки: ЕLОРАК QММ -4500.

Технологічна схема

1. — Секція рекуперації

2. -Витримувач

3. — Трубчастий пастеризатор

4. -Гомогенізатор

5. — Ємність для нормалізації

6. -Танк

7. — Охолоджувально-пастеризаційна установка

8. — Сепаратор-вершковідділювач

9. — Розливно-упаковочний автомат

10. Конвеє

Умовні позначення шкідливих і небезпечних чинників Ш — шум; М_Т — механічні травми ;

В — вібрація; Т — тепловиділення;

Г — газо-паровиділення; В — волого виділення.

Е — електронебезпека

РОЗРАХУНКОВА ЧАСТИНА

1.Розрахунок конвеєра подачі пакетів від розливно-упаковочного автомата марки LОРАК QММ 4500.

Розрахунок натягу стрічки конвеєра, який переміщує заповнені пакети ПЮР-ПАК від розливно-упаковочного автомату.

Розрахункова схема зображена на рисунку 1.

Продуктивність автомату 4500 пакетів за годину.

Крок між заповненими пакетами 0,08 м.

Площа дна пакетів, які переміщує конвеєр 0,08×0,08 м. 1)

Швидкість стрічки знаходжу за формулою:

(1.1)

де: Р — продуктивність; L — відстань між наповненими пакетами ПЮР-ПАК плюс місце яке вони займають.

м/с

2) Розрахунок розподіленої ваги :

Розподілена вага транспортованого вантажу :

(1.2)

де: Q — продуктивність конвеєра, т/год; V_СТ — швидкість стрічки, м/с ;

кг /м .

Настил з цепами: g₀ = З кг /м .

3) Вибір коефіцієнта опору руху полотна.

З врахуванням експлуатації в гарних умовах (закрите опалюване приміщення, відсутність абразивного забруднення) по таблиці 2.6 приймаю коефіцієнт опору руху для котків на підшипниках кочення W₁ = 0,02;

W₂ = 0,25 — коефіцієнт опору руху тертя пластмаси об сталь;

w₃ = 0,15 — коефіцієнт опору руху для тертя паперу об сталь.

Коефіцієнти опору при огинанні відхиляющихся пристроїв:

К₁ = 1,04 при куті перегину б 90°

К₂ = 1,08 при куті перегину б = 180°

Натяг від натяжного пристрою приймаю S_Н= 10 Н

4) Визначаю точки з найменшим натягом тягового елемента.

Найменший натяг тягового елемента буде в нижній точці тягового органу — точці 1 холостої вітки.

5) Визначення натягів в характерних точках траси.

S₁ = S_ЗЬ (1.3)

S₂ = S₁+W₁₋₂ = S₁+g₀•W₁•1₁₋₂ = S₁+3•0.02•13 = S₁+0.78 кг = S_ЗБ+0.78 Н

S₃ = S₂•K₁ = (S_ЗБ+0.78)•1.04 = 1.04S_ЗБ+0.81 Н

S₄ = S₃-g₀•1₃₋₄+S₄ = 1.04•S_ЗБ+0.811−3•0.5+10 = 1.04•S_ЗБ+9.311 Н

S₅ = S₄•K₂+S₄ = (1.04•S_ЗБ+9.311)•1.08+10 = 1.12•S_ЗБ+20.06 Н

S₆= S₅+g₀•1₅₋₆ = 1.12•S_ЗБ+20.06+3•0.5 = 1.12•S_ЗБ+21.56 Н

S₇ = S₆•K₁ = (1.12•S_ЗБ+21.56)•1.04 = 1.16•S_ЗБ+22.42 Н

S₈ = S₇+g₀•1₇₋₈ = (1.16•S_ЗБ+22.42)+3•2.2 = 1.16•S_ЗБ+29.02 Н

S₉ = S₈•K₂ = (1.16•S_ЗБ+29.02)•1.08 = 1.25•S_ЗБ+31.34 Н

S₁₀ = S₉+(g+g₀)•W₂•1₉₋₁₀+g•W₃•1 =1.25•S+31.34+(3+6.25)•16•0.25+0.15•0.15 = 1.25•S_ЗБ+74.59 Н

S_НБ = S₁₀•K₂ = (1.25•S_ЗБ+74.59)•1.08 = 1.35•S_ЗБ+80.56 Н

S_Н = e^µ•б • S_ЗБ

Де µ = 0,2; б = 3,14; e^µ•б = 1,87

S_НБ = e^µ•б •S_ЗБ = 1.87•S_ЗБ

1.35•S_ЗБ+80.56 = 1.87•S_ЗБ

1.87•S_ЗБ-1.35•S_ЗБ = 80.56

Н

S_НБ = 1.87•S_ЗБ = 1.87•154.92 = 289.7 Н

6) Тягове зусилля визначаю за формулою :

W_T = S_НБ-S_ЗБ+K•(S_НБ+S_ЗБ) (1.4)

де: К — загальний коефіцієнт опору на барабані, К = 0,03 .

W_T= 289,7 — 154,92 + 0,03 • (289,7 + 154,92) = 148,1 1 кг = 1481,1 Н

7) Крутний момент на вихідному валу привідного барабану.

(1.5)

де D_Б — діаметр барабана, D_Б = 0,15 м

Hм

8) Потужність двигуна на привідному валу:

(1.6)

де Кз — коефіцієнт запасу. Кз = 1,2 ;

Vст = 0,2 — швидкість стрічки. [1]

кВт

2. Вибір електродвигуна. Кінематичний розрахунок привода

Потужність електродвигуна мотор-редуктора :

; з = зМР•зЛП•зПП; (2,1)

де: зРМ — коефіцієнт корисної дії мотор-редуктора;

зЛП — ККД ланцюгової передачі;

зПП — ККД пари підшипників;

з — загальний коефіцієнт корисної дії привода.

зРМ = 0,79; зЛП = 0,93; зПП = 0,99 ;

з = 0,79•0,93•0,99 = 0,73 (2,2)

кВт ;

Число обертів привідного барабана

об/хв.; (2,3)

За знайденими значеннями потужності електродвигуна мотор-редуктора N_Д та числа обертів привідного барабана n_Б обираю мотор-редуктор марки МПЗ 2−40, який має наступну характеристику:

Номінальна частота обертання вихідного вала п=28 об/хв;

Допустимий крутний момент на вихідному валу М=24,0 кГс•м;

Маса — 50 кг;

Двигун: 4АХ80А6РЗ;

Потужність Мд = 0,75кВт;

Частота обертання n = 920 об/хв.

3. Розрахунок ланцюгової передачі.

1) Так як число обертів привідного барабана мало відрізняється від частоти обертання вихідного вала мотор-редуктора, приймаю передаточне число ланцюгової передачі і = 1.

2) Приймаю число зубців: z₁ = z₂ = 27.

Тоді: n₁ = n₂ = 28 об/хв.

3) Визначаю крок ланцюга

(3.1)

де: [р] - допустимий питомий тиск [р] =3,5 кГс/мм² [2]

K_E— коефіцієнт, що враховує умови експлуатації.

K_E = K₁•K₂•K₃•K₄•K₅ (3.2)

K₁ =1.0 — спокійне навантаження К₂=1,1 — при натяжному ролику;

Кз=1,0 — нахил ланцюга менше 60°;

К₄=1,5 — періодичне змащення;

К₅=1,25 — робота у дві зміни;

K_E = 1,0 •1,1•1,0 •1,5•1,25=2,06

M = 1 — коефіцієнт рядності. [1]

мм

Приймаю крок ланцюга t = 25.4 мм

4) Вибираю оптимальну міжосьову відстань:

А₀ = (30…50)•t = (30…50)•25,4 = 760…1270 мм (3.3)

Приймаю А₀ =1000 мм

5)Визначаю число ланок ланцюга :

(3.4)

Приймаю б_t =98.

6)Перевіряю передачу за умовою :

(3.5)

uчисло ударів одного й того ж шарніра ланцюга об зуб меншої зірочки .

Допустиме число ударів [u]=3 [2]

Умова виконується .

7) Уточнюю міжосьову відстань .

(3/6)

мм

8) Визначаю монтажну міжосьову відстань.

А_М = (0,996. .0,998)• 901,7 = 898,1. .899,9 мм (3.7)

Приймаю Ам=899мм.

9) Визначаю швидкість ланцюга:

М/С (3.8)

10) Визначаю колове зусилля на зірочки.

кГс (3.9)

4.Розрахунок каруселі

Розрахункова схема зображена на рисунку 3. Під дією сили тиску Р заготовка пакету з попередньо заклеєним дном звільняється з захватів 5 та летить (за допомогою ланцюга переноситься) по на напрямній 2 на конвеєр 3.

Необхідно розрахувати тиск Р необхідний для польоту пакета та частоту обертання каруселі.

1)Розрахунок частоти обертання каруселі.

Дано:

Р=4500 шт/год — продуктивність.

z=10шт — число оправок на каруселі.

Якщо уявити ніби карусель рухається без зупинок, тоді :

об/с = 75 об/хв. (4.1)

Приймаю, що для вистрілу пакету з оправки карусель зупиняється на t¹_в = 0,07с. Тоді за кожним повним обертом каруселі:

t_в = t¹_в• •10=0.7•10=7 c (4.2)

c (4.3)

Звідси випливає, що між вистоями карусель повинна обертатися з частотою:

n = 1 об/с = 60 об/хв.

2) Розрахунок тиску необхідного для переміщення пакету

Приймаю ідеальний випадок, коли пакет летить на наповнення без напрямної як тіло обертання під кутом, а з початковою швидкістю V₀ (дивись рисунок 4).

Тоді шлях, пройдений пакетом можна подати у вигляді системи рівнянь:

З першого рівняння:

(4.4)

Підставляю значення t у друге рівняння :

(4.5)

Приймаю у = 0, тоді Х₁ = 0; Х₂ = 1.

Задаю початкову швидкість v₀ = 0,5м/с. Тоді час польоту пакету:

c (4.6)

В момент з повзання пакета з оправки він отримає імпульс F_u•t, який рівний :

F_u•t = m•v₀ +m•v; (4.7)

В початковий момент: m•v = 0

t = S/V₀ ;

де S — довжина оправок; S = 0,25

t =0,25/5=0,05 с

Тоді сила, яку потрібно надати пакету для польоту буде :

(4.8)

Де m = 0,03 кг — маса пакета

H

Так, як на пакет діють сили опору, то:

F = K•(F_П•F_З•F_С), (4.9)

де : К₃ = 3 — коефіцієнт запасу ;

F_З = 1Н — сила опорів зажимів.

Fс = 1Н — сила опорів руху (сила тертя та повітряне навантаження).

F = 3•(3+1+1) = 15 H

Необхідний тиск в середині пакета буде рівним:

(4.10)

Де S — площа дна пакета. S = 0,072 • 0,072 м²

Па

5.Розрахунок захватуючої головки

Розрахункова схема зображена на рисунку 5

Пакет заготовок під дією сили Р притискається до барабану 1. Барабан повертається. На барабані є присоски в яких створюється вакуум. Під час обертання барабана присоски захватують один пакет з магазину заготовок. При русі пакета до положення під каруселлю він заціплюється за штир 5, тому заготовка приймає прямокутний переріз, після чого вона надівається на оправку каруселі.

1) Розрахунок частоти обертання барабана.

Необхідно, щоб обертання барабана було синхронним з частотою обертання каруселі, тобто поворот каруселі на 1/10 оберту відповідав повороту барабана на 1/8 оберту.

n_к = 60об/хв

n_В = n_К * 1,2 = 60 * 1,2 = 72 об/хв. (5.1)

2) Розрахунок тиску-розрідження, який необхідно створити, щоб витягти пакет з магазину заготовок.

Приймаю, що для переміщення партії заготовок необхідно прикласти силу Р=20Н. При русі заготовки від магазина заготовок до положення над каруселлю на неї буде діяти сила тертя заготовки об заготовку, що буде рівною:

F _ТР= K*F (5,2)

Де: К=0,15 — коефіцієнт тертя паперу об папір [3]

F = 20 Н сила прикладена до партії заготовок

F _ТР = 0,15*20 = 3 Н

Тиск розрідження присоски створює силу, яка утримує пакет та долає силу тертя:

F_Р = F _ТР + m * g

F_p = 3+0.03*9.81 = 3.3 H

тиск розрідження:

;

Па

Мал. 5 Механізм захвату пакетів

2 — барабан

3 — штир

4 — пакети

5 — магазин заготовок

6 — присоски

6. Розрахунок і конструювання опор апарата Найбільша маса вертикального апарата — В2 ОКВ-10 — (при гідравлічному випробовуванні) складає 2800 кг. Апарат виготовлено із вуглецевої сталі 30. Робоча температура в апараті не перевищує 100 °C.

Потрібно розрахувати і сконструювати опори апарата за умови встановлення його на бетонний фундамент.

Приймаю допустиме напруження для бетонного фундаменту: G_ф = 2 * 10⁶ Па Поверхня опор знаходиться з умови:

F G_max /[у_ф]

де G_max — максимальна вага апарата під час випробувань, коли аппарат і всі його резервуари заповнені водою, Н; [у_ф] - допустиме напруження для фундаменту.

Р 2800*9,81/(2*10⁶) = 0,1 373 м²

Приймаю кількість опор n = 3. Тоді навантаження на одну опору можна знайти згідно виразу:

G = G _max / n (6,1)

G = 2800*9,81/3=9156 Н

Опори виготовлені з сталі Ст3, для якої при заданих умовах роботи апарата допустиме напруження на стиск можна прийняти рівним допустимому напруженню на розтяг. 100 МПа.

Допускаю, що кожна опора буде виготовлена з двома ребрами (m = 2). Опорна площина одної опори дорівнює 112 см². Приймаючи відношення виліту опори до її ширини а: с = 0,8 (по табл.), отримаю: а = 100 мм; с = 20 мм. Виліт опори А= 110 мм.

Приймаю коефіцієнт k = 0,3. Тоді товщина ребра знаходиться з виразу;

д = 2.24•G/(k•m•[у _{с т} ]•A (6.2)

де: k — коефіцієнт, який залежить від гнучкості ребра по його гіпотенузі;

m — число ребер в кожній опорі;

[у_ст] - допустиме напруження при стиску, Па;

А — виліт опори, м.

д = 2,24•9156/(0,3•2• 100•10⁶•0, 11) =0,0031 м = 3,1 мм

Гнучкість ребра знайдемо з виразу:

л =1/r (6.3)

л =0.25 / (0.289•3.1•10^-3) = 279

За графіком коефіцієнт k_r буде менше за прийнятий, тому виконую розрахунок знову.

Приймаю коефіцієнт к = 0,28.

Тоді товщина ребра:

д = 2,24•9156/(0,28•2•100•10⁶•0,11) = 0,0033 м = 3,3 мм

а гнучкість ребра

л = 0,25/(0,289•3,3•10^-3) = 262

За графіком коефіцієнт k_r буде більше за прийнятий коефіцієнт k. Значить розрахунок закінчено.

Приймаю товщину ребра д = 6 мм. Конструюю та креслю опору (рис.6). Перевіряю флангові шви на зріз по умові:

G/(0,7•h•L) [у_ш]

де: h — розмір катета зварного шва, м; L — загальна довжина швів, м; [у_ш] - допустиме напруження матеріалу шва (80 МПа). 91567(0,7•0,004•2•0,22) =7,4• 10⁶ Па<80•10⁶ Па

Умова виконується

Мал. 6 опора .

7. Розрахунок фланцевого з'єднання

Розрахувати фланцеве з'єднання кришки з корпусом апарата (витримувач МХО). Внутрішній діаметр апарата 500 мм. Тиск в апараті не перевищує р = 0,3 МПа, а температура не більше 80 °C. товщина стінки апарату д = 4 мм.

Виходячи з довідникових даних (ГОСТ 12 820−80), орієнтовно приймаю:

внутрішній діаметр фланця 530 мм; зовнішній діаметр привалочної поверхні 70 мм; зовнішній діаметр фланця 640 мм; діаметр кола, на якому розміщені болти DБ — 600 мм;

товщина фланця д-20 мм; розмір виступу привалочної поверхні 4 мм; товщину прокладки д = 5 мм; діаметр болта d = 14 мм.

За вищевказаними даними знаходжу геометричну ширину прокладки:

b = 0,5(570−530) = 20 мм (7.1)

Приймаю привалочні поверхні плоскими з двома рисками. Приведена та ефективна ширина прокладки відповідно будуть рівними:

b^' = 0,5•20=10 мм;

Розрахунковий діаметер прокладки буде дорівнювати:

D=570−2•7,84= 554 мм (7.2)

В якості прокладочного матеріалу вибираю м’яку гуму з таблиці, знаходжу коефіцієнт питомого тиску (m=1) та посадочне напруження (1,35 мПа).

Навантаження на болти від затягування знаходиться за формулою:

Q_б' = 3,14•0,554•0,008•1,35•10⁶=16 440 Н

Матеріал для болтів буде сталь 10. При значенні межі міцності болтів, рівного приблизно 300 мПа допустиме напруження буде рівним:

[у] = 300 •10⁶/6,5=46 •10⁶Па

Допустиме навантаження на один болт знаходиться з виразу:

g _b=0,785*(0,0114−0,0014)²*46*10⁶=2925Н (7.3)

Знаходжу кількість болтів:

п=75 930/2925=26

Кількість болтів з умови надійності стиснення прокладки, розташування по болтовому колу на відстані чотирьох діаметрів

п=3,14*0,6/(4*0,014)=33,6

Приймаю кількість болтів — 28.

Фланці виготовляю з сталі Ст. З, для якої можна прийняти [у _и]=80МПа. тоді товщина фланця знаходиться за формулою:

ттовщину фланця остаточно приймаю (згідно стандарту) рівною 25 мм.

МОНТАЖ, ЕКСПЛУАТАЦІЯ, РЕМОНТ Вимоги до місця встановлення Місце встановлення повинно забезпечувати вимогам монтажу обладнання та машин, що входять до складу лінії. Повинні відповідати вимогам технічної документації на ці вироби, підключення електроенергії, води, газу, пари, стисненого повітря, відвід води при санітарній обробці та при експлуатації лінії.

Встановлення лінії потрібно здійснювати згідно розробленого підприємством-споживачем проекту прив’язкам, в якому окрім всіх необхідних технічних і проектних даних повинен бути врахований вантажний потік використаної сировини та вивезення готової продукції. законодавчих актів і відповідних Порядок встановлення лінії

Розпакувати машини та обладнання лінії. Особливу увагу звернути на «пакування розливно-упаковочного автомата. Провести розконсервацію ;машин та обладнання згідно ГОСТ 9014–78.

Потрібно провести вирівнювання розливно-упаковочного автомату. Не дозволяється використовувати ніжки с різьбою для того, щоб підвищувати або понижувати машину, коли її повна вага тисне на них. Замість цього (використовуйте домкрати, щоб полегшити навантаження на підтримуючі ніжки розливно-упаковочного автомату).

Потрібно відрегулювати кутові ніжки доки установка не наблизиться до горизонтального положення. Після цього можна відрегулювати ніжки на центральній частині автомату. Коли вага машини розподілена між всіма ніжками — підйомні елементи та домкрати можуть бути зняті. Провернути машину вручну на один повний оберт барабана з оправками для того, щоб гарантувати свободу від будь-якого механічного заїдання.

Обладнання, яке входить до складу лінії встановити та підключити до комунікацій у відповідності з вимогами, що викладені в експлуатаційній документації на ці вироби, а також згідно прив’язочного проекту. Типи та розміри монтажних зварних швів та марки елементів підключення трубопроводів води, газу, стисненого повітря, пари повинні обговорюватись в прив’язочному проекті на встановлення лінії або визначається керівниками монтажних робіт. Склад цементу для заливки фундаментів, подушок під обладнання лінії, глибина підлоги під анкерними болтами вказується в прив’язочному проекті на установку лінії, або визначається керівником монтажних робіт, виходячи з місцевих умов, наявності матеріалів та інших факторів. По закінченні монтажних робіт газової системи випробувати її на відповідність ГОСТІ2.1.005−76 згідно «Методичних вказівок визначення шкідливих речовин в повітрі промислових підприємств». Після завершення монтажних робіт потрібно пред’явити лінію органам нагляду за технічною безпекою та протипожежною технікою на підприємстві. Випробовувати обладнання, що входить до складу лінії на холостому ході для визначення правильності роботи систем управління, сигналізації та засобів автоматики.. Перед обкаткою перевірити наявність змазки в редукторах та поверхнях, труться між собою. Під час обкатки впевнитись у відсутності надмірних нагрівів корпусів підшипників., заклинювань та інших неполадок.. При виявленні неполадок їх необхідно виправити та повторити випробування на холостій ході. Після усунення неполадок запустити обладнання на холостій ході та працювати не менше однієї години, постійно спостерігаючи за технічним станом всього обладнання лінії.

Технічні умови.

1. Продуктивність автомату, пакетів/год. 4500

2. Доза, л. 0,25; 0,5; 0,75; 1

3. Дозування об'ємне

4. Точність дозування 0,25 л.±4%

0,5 л. ± 3%

1 л. ± 2% 5. Температура гарячого повітря в зоні нагріву створок пакету, °С. до 500

6. Теплова потужність вузлів газового нагріву, кДж/кг. ?190 000

7. Тиск газу перед вузлом газового нагріву, Па (мм вод. ст.)

а) природного:

номінальний 1300(130)

максимальний 1800(180)

мінімальний 650(65)

б) зжиженого:

номінальний 3000(300)

максимальний 3600(360)

мінімальний 2500(250)

8. Загальна встановлена потужність, кВт 20

9. Кількість пакетів в контейнері, шт. 160

10. Кількість обслуговуючого персоналу, чол. 3

11. Технологічні параметри:

а) робочий тиск стисненого повітря, кГс/см2 6,3

б) робочий тиск пари, кГс/см2 1,05

в) робочий тиск охолоджувальної води, кГс/см2 2,1

г) температура охолоджувальної води, ° С 10

12. Технологічне споживання (витрати)

а) стисненого повітря, м3/год 50

б) електроенергії, кВт/год 20

в) охолоджуючої води, м3/год 1,1

г) води на мийку контейнерів, м3/год 1,1

д) пара, кг/год 120

13. Витрати природного газу, м3/год 3,3

14. Габаритні розміри, мм Довжина 4640

Ширина 1400

Висота 2250

15. Вага автомату, кг 3860

Опис роботи розливно-упаковочного автомата Автомат розливно-упаковочний марки ЕLОРАК QММ 4500 призначений для формування пакета з заготовки, що заклеєна по повздовжньому шву, заповнення пакета необхідною кількістю молока або іншого молочного продукту з подальшим запечатуванням верхніх клапанів пакета та подачі його на конвеєр для переміщення пакетів.

Конвеєр для переміщення пакетів складається з трьох прямих та двох поворотних секцій, встановлених на стійках, що можуть регулюватись по висоті. Секції призначені для направлення руху пластмасового ланцюга.

Робота розливно-упаковочного автомату марки ЕLОРАК QММ-4500 здійснюється наступним чином. Оператор розкриває запаковані заготовки пакетів та вручну вкладає їх в приймальний магазин розливно-упаковочного автомата, з магазину заготовки виймаються вакуумними присосками механізму передачі заготовок та у розгорнутому вигляді надіваються на формуючі оправки десяти позиційної каруселі. При обертанні

каруселі заготовки підводяться до головки вузла газового нагріву, де відбувається розм’якшення поліетиленової плівки нижніх клапанів заготовки пакета. Після розм’якшення плівки, оправка з заготовкою пакета підходить до запечатаючого пристрою, де одночасно відбувається механічне складання нижніх клапанів пакета. Потім частково закриті клапани притискаються охолодженими притискачами (подушками) та дно пакета ПЮР-ПАК повністю запечатується. Пакет з остаточно запечатаним днищем (при подальшому обертанні каруселі) знімається за допомогою стисненого повітря з оправки та по дугоподібній колії (напрямній) передається на наступну операцію.

На всіх подальших операціях пакет проходить вздовж автомата у вертикальному положенні, зафіксований у захватах несучого ланцюга. При проходженні пакета вздовж автомата відбувається попередній надлом верхніх створок пакета, потім за допомогою дозатора здійснюється його заповнення певною кількістю продукту.

Дозатор складається з чотирьох незалежно працюючих дозуючих циліндрів. Об'єм продукту, що надходить з одного циліндра складає 0,25 літра. Таким чином для заповнення пакета місткістю 0,25л використовується один циліндр дозатора; для заповнення пакета місткістю 1л працюють усі чотири циліндри дозатора. Після заповнення пакети переміщуються під нагрівний пристрій, який розм’якшує поліетиленову плівку верхніх створок одночасно на п’яти пакетах. Для створення потрібних умов при запечатуванні верха пакета, після заповнення його продуктом, пакет проходить під системою гасіння піни, за допомогою вакууму та очищення поверхонь створок пакету, що підлягають зварюванню, від крапель продукту за допомогою пари.

Підігрів створок пакета гарячим повітрям, що проходить через вузол газового нагріву. Потім пакети переміщуються до запечатуючого пристрою, де охолоджені водою тиски запечатують верхні створки пакета. Перед виходом з автомата на верхню частину пакета вдавленням наноситься дата розливу.

В якості виконавчих механізмів та блокувальних пристроїв на автоматі використовуються пневматичні елементи.

Заповнений та запечатаний пакет з розливно-упаковочного автомата надходить на конвеєр переміщення пакетів. Тяговим органом конвеєра є особливий шарнірний пластмасовий ланцюг, який дозволяє окрім повздовжнього здійснювати поперечний згин по радіусу поворотної секції. ланцюгом конвеєра пакети передаються до місця, де їх групують і потім переміщують на склад.

Загальні вказівки Лінія для розливу молока та молочних продуктів повинна встановлюватись в приміщенні вибухонебезпечної категорії «Д» .

Для якісного запечатування картонних пакетів необхідно, щоб коробки з заготовками зберігались в достатньо провітрюваній камері з відносною вологістю не більше 30%. Для надійної циркуляції повітря необхідно, щоб стелажі, на яких розташовані короба з заготовками, знаходились не менше ніж на 100 мм від підлоги та на 300 мм від стін. Заготовки пакетів, запаковані в коробки повинні вкладатись в штабеля не більше 5 коробок в штабелі. Бажано, щоб заготовки зберігались в камері не менше 15 днів до моменту їх використання. Для запобігання загоряння каналів в оправках каруселі та запечатуючих тисків, охолоджуюча вода повинна мати жорсткість не більше 7мгекв./л. згідно ГОСТ 4151–72.Температура охолоджувальної води повинна бути 10 °C.

Для оптимального забезпечення автомата ЕLОРАК QММ4500 стисненим повітрям, газом, водою та паром необхідно, щоб підвідні трубопроводи відповідали певним вимогам.

Трубопровід, що використовується для подачі стисненого повітря повинен бути чистим, без корозії та мати розмір достатній для того, щоб перепад тисків між компресором або заводським живленням та трубопроводом автомата на перевищував 5%.

Газопровід для подачі штучного газу від джерела до автомата повинен бути виготовленим з труб діаметром 1″ якщо довжина газопроводу не перевищує 15 метрів. Якщо довжина газопроводу перевищує 15 метрів, то діаметр труб необхідно збільшити на один розмір більше на кожні 15 метрів довжини.. При роботі автомата на зжиженому газі газові регулятори та трубопроводи повинні бути такого розміру, щоб забезпечити прохід необхідного об'єму газу. Регулятор тиску на заводі повинен забезпечувати 28 см водяного стовпа та підтримувати цей тиск в «пікові» моменти роботи автомата. Трубопровід для підвода води повинен бути виконаним з труб діаметром ½.. Пар, що надходить до автомата, повинен мати тиск не менше 1,05 кГс/см2. Трубопровід повинен бути виконаним з труб діаметром ½ та закритим теплоізоляційною оболонкою. Неподалік від розливно-упаковочного автомата на трубопроводі підвода пари повинен бути встановлений вентиль, що забезпечує можливість зупинки подачі пари на автомат.