Проектирование производственной пластмассовой тары для колбасных изделий
Содержание
Введение
1. Исходные данные к проекту
1.1 Описание товара
1.2 Анализ аналогов
.3 Определение вариантов возможных конструктивных и
эргономических решений
.4 Обоснование выбранных конструктивных решений
.5 Характеристика выбранного материала
2. Методы
производства полимерной тара-контейнер
2.1 Устройство
термопласт-автомата
. Расчеты
транспортной тары-контейнера для колбасных изделий
.1 Расчеты
объёма ящика
.2 Расчеты
объёма крышки
.3 Расчет
общего объёма ящика вместе с крышкой
.4 Расчет
массы ящика вместе с крышкой
4. Транспортная тара для тары контейнера
Заключение
Список
использованных источников
Приложение А
Введение
Целью данного курсового проекта согласно техническому заданию является
разработка полимерной транспортной тары-контейнера для удобного хранения и
транспортирования колбасных изделий.
Основной задачей является разработка новой конструкции контейнера. Также
необходимо предусмотреть возможность штабелирования на крышку. Спроектировать
конструкцию ручек для переноса контейнера с учетом стандартных размеров
транспортных ящиков и поддонов, принимая во внимание технологии его
производства, расчетов объема и массы. Также в проведении исследования
аналогичных конструкций тары для пищевых продуктов, и в выделении их основных
недостатков и преимуществ.
1.
Исходные данные к проекту
В качестве исходных данных выступают следующие:
· Конструкция транспортной тары-контейнера для колбасных
изделий.
· Материал, используемый при производстве изделия- полимер
ПЭНП.
1.1 Описание
товара
В соответствии с нормативно-технической документацией тара (упаковка)
определяется как средство или комплекс средств, обеспечивающих защиту продукции
и окружающей среды от повреждений и потерь и облегчающих процесс обращения
товаров.
Под процессом обращения понимают транспортировку, складирование, хранение
и реализацию товарной продукции. Тара (упаковка) может быть классифицирована по
различным критериям: назначению, материалу, составу, конструкции, технологии
производства.
С точки зрения складской технологии "транспортная тара" -
самостоятельная транспортная единица, предназначенная для перевозки,
комплектации, складирования и хранения продукции. Транспортная тара может
рассматриваться как одна из разновидностей складского оборудования; она
обеспечивает необходимую защиту главным образом от механических повреждений при
транспортировке и хранении упакованного груза.
.2
1.2 Анализ аналогов
Выбор тары и полимерных материалов для ее изготовления определяется
характером затариваемого продукта и требованиями эксплуатации.
Исходная конструкция представлена прямоугольной формой с относительными
габаритными размерами 600х400х200 мм.
В качестве аналогов данной продукции можно рассматривать:
Рис. 1
Рис. 2
Рис. 3
На организацию логистического процесса большое влияние оказывает и
материал, из которого изготовлена тара. В складском хозяйстве больше
распространена жесткая тара. Она может классифицироваться разными способами, но
наиболее широко применяют ящики (коробки), контейнеры и поддоны.
По определению Международной организации по стандартизации (ISO),
контейнер - это элемент транспортного оборудования, многократно используемый на
одном или нескольких видах транспорта, предназначенный для перевозки и
временного хранения грузов, оборудованный приспособлениями для механизированной
установки и снятия его с транспортных средств, имеющий постоянную техническую
характеристику и вместимость. Контейнеры, пригодные для затаривания продукции
разных типов, называются универсальными, а контейнеры, предназначенные для
затаривания продукции одного типа или одного наименования, - специальными.
Главное в контейнере независимо от его конструкции, материала и назначения -
это унификация габаритных размеров, позволяющая стандартизировать их перевозку
и складирование.
Применение пластмассы имеет ряд преимуществ перед деревом: такая тара
существенно легче, обладает высокой прочностью и хорошим сопротивлением
динамическим нагрузкам, не требует систематического ремонта, легко очищается,
надежно предохраняет продукцию от внешних воздействий, у нее красивый внешний
вид и более продолжительный срок службы. Пластмассовая тара рассчитана на
работу в широком интервале температур - от -20 до + 80 °С, устойчива к
большинству химикатов, кислотам и топливно-смазочным материалам. Пластмассовая
тара легко штабелируется в несколько ярусов, занимая при складировании
минимальную площадь.
1.3 Определение
вариантов возможных конструктивных и эргономических решений
В ходе выполнения курсового проекта были рассмотрены различные варианты
конструктивного решения транспортной тары-контейнера (рис. 4, 5, 6). При
разработке конструкции стояла задача сделать транспортную тару-контейнера
достаточно удобной при использовании, предусмотреть возможность штабелирования
на крышку.
Рис. 4
Рис. 5
Рис. 6
1.4 Обоснование
конструктивных решений
В процессе поиска, рассмотрения разных форм и типов открывания было
принято решение остановиться на 3-ем варианте, т.е. рис.6 (см. Приложение А).
Тара предназначена для хранения, транспортирования и продажи колбасной
продукции. Тара отформована из пластика в виде единого целого и содержит дно и
стеночную конструкцию, отходящую вверх от дна.
Для того чтобы наш контейнер был достаточно прочным и устойчивым к
механическим воздействиям, мы предусмотрели рёбра жёсткости.
В целях удобной транспортировки был принят ряд мер:
конструкция имеет ручки, которые прорезаны в самой таре и не выступают за
её габаритные размеры;
для повышения эргономики наша тара предусматривает возможность
штабелирования;
чтобы конструкция, наряду с прочностью, была ещё и лёгкой, мы сделали
множество вертикальных прорезей, которые не влияют на её жёсткость.
1.5
.5 Характеристика выбранного материала
полимерный тара контейнер
В качестве материала был выбран полимер ПЭНП по следующим причинам:
Полиэтилен низкой плотности- ПЭНП или ПЭВД (ГОСТ 16337-81) является во
всех странах наиболее многотоннажным продуктом. ПЭНП легко формуется, химически
стоек, нетоксичен, имеет довольно высокую проницаемость по отношению к маслам и
топливам. Изделия из ПЭНП обладают высокой эластичностью, морозостойкостью (до
-70 °С), стойкостью к кислотам, щелочам и многим органическим растворителям (до
60 °С), хорошей водостойкостью, газо- и паропроницаемостью, легко
термосвариваются.
Достоинством их также является умеренная стоимость. Плотность ПЭНП- до
940 кг/м3.
Недостатки ПЭНП - невысокие механическая прочность (до 20 МПа) - и модуль
упругости, низкие теплостойкость и стойкость к растрескиванию. Повышения-модуля
упругости можно достигнуть при изготовлении двухслойных материалов, комбинируя
полиэтилен с картоном, фольгой и др.
При эксплуатации тары в условиях статической нагрузки (особенно в режиме
хранения) лимитирующим фактором, ограничивающим ее работоспособность, является
недлительная прочность, а ползучесть; деформация к моменту разрыва значительно
превышает допустимый предел для ПЭНП. По этой причине ПЭНП не рекомендуется
использовать для производства транспортной тары, работающей в условиях
статической нагрузки. Для изделий, работающих в условиях релаксации напряжений
(потребительская тара), сочетание значительной длительной прочности с малой
жесткостью является благоприятным.
2.
. Методы производства полимерной тары-контейнера
Основные способы изготовления транспортной тары-контейнера из ПЭНП:
· литье под давлением,
· экструзия,
· экструзия с раздувом (раздувное формование),
· ротационное формование,
· термоформование.
Из вышеперечисленных способов выбираем литье под давлением.
Литье пластмасс под давлением - самый распространенный метод изготовления
пластмассовых деталей. Он весьма технологичен, обеспечивает высокую
производительность, хорошо автоматизируется и не требует проведения последующей
механической обработки.
Термопластичные материалы, используемые при литье под давлением, имеют
широкий диапазон физических и химических свойств и легко поддаются повторной
переработке.
Сырьем для литья пластмасс служат гранулы термопластичного полимера.
Перед производством гранулы просушиваются для удаления излишков влаги, а затем
засыпаются в приемный бункер термопластавтомата. Оттуда пластик ссыпается
непосредственно в шнек машины, где расплавляется и под действием поршня
подается с высоким давлением в пресс-форму. Расплав проходит через литниковые
каналы, и с большой скоростью заполняет полость пресс-формы, после чего форма
охлаждается и материал застывает, образуя пластиковую деталь. Пресс-форма
раскрывается, деталь выпадает, и цикл повторяется вновь.
2.1
.1 Устройство термопластавтомата
Весь цикл литья осуществляется на термопластавтомате, в который
монтируется пресс-форма. Собственно термопластавтомат состоит из двух основных
частей: узла пластикации и узла смыкания. Все движения этих узлов
осуществляются гидроприводами, а давление в гидросистеме обеспечивает
электродвигатель. Процессами управляет блок ЧПУ - центральный контроллер,
который не только задает все параметры цикла литья, но и может управлять
внешними устройствами - электро- и гидро- приводами, нагревателями и т. п.
. Узел смыкания; 2. Пресс-форма; 3. Блок ЧПУ; 4. Узел пластикации;
. Загрузочный бункер; 6. Двигатель; 7. Гидравлическая система.
3.
. Расчеты транспортной тары-контейнера
Расчеты геометрических параметров разрабатываемой транспортной
тары-контейнера производились исходя из размеров евро-поддона, а именно
800х1200 для колбасных изделий, т.е. чтобы на нём размещалось определённое
количество ящиков.
3.1 Расчеты ящика
Расчет объема транспортной тары-контейнера производится с учетом толщины
стенки в 2 мм. Разбиваем тару на геометрические фигуры (рис.8):
Рис. 8 Схема разбивки ящика на отдельные объёмы
. Рассчитываем внешний объем дна:
V3 = a*b*h = 600*400*2 = 480
см3
. Рассчитаем объем 2- х боковых стенок:
V1 =
600*246*2 = 295 см3
V2 =
400*246*2 = 197 см3
. Рассчитаем объем 2- х рёбер для штабелирования на дне ящика:
V4 =
530*10*2 = 10,6 см3
V5 =
330*10*2 = 7 см3
. Рассчитываем общий объём прорезей:
Vобщ.об.прорез.
= Vпрорез. *n + Vручки*2
=
20*100*2*72 + 40*100*2*2 = 290 + + 16 = 306 см3
. Рассчитываем общий объём рёбер:
Vрёб.общ.
= Vреб. *n = 15*246*2*16 = 120 см3
. Рассчитываем общий объём ящика:
Vящика
= V3 + (V1*2) + ( V2*2)
+ (V4*2) + (V5*2) + Vрёб.общ.
- - Vобщ.об.прорез. =
+ (295*2) + (197*2) + (10,6*2) + (7*2) + 120 - - 306 = 1313,2 см3
3.2 Расчеты крышки
Расчет объема крышки тары-контейнера производится с учетом толщины стенки
в 2 мм. Разбиваем крышку на геометрические фигуры (рис.9):
Рис. 9 Схема разбивки крышки на отдельные объёмы
. Рассчитаем объем верхней части крышки:
V1 = a*b*h - с*d*h = 604*404*2 - 532* 332*2 = 134,8 см3
. Рассчитаем объем 2-х внутренних боковых стенок:
V2 =
532*11*2 = 12 см3
V3 =
332*11*2 = 7 см3
. Рассчитываем объем внутреннего дна крышки:
V4 =
532*332*2 = 353 см3
. Рассчитаем объем 2-х внешних боковых стенок:
V5 =
604*20*2 = 24 см3
V6 =
332*11*2 = 16 см3
. Рассчитаем общий объём крышки:
Vкрышки
= V1 + (V2*2) + (V3*2)
+ V4 + (V5*2) + (V6*2)
=
= 134,8 + (12*2) + (7*2) + 353 + (24*2) + (16*2) = 605,8 см3
3.3 Расчет общего объёма ящика вместе с крышкой
Vобщ.объём
= Vящика + Vкрышки = 1313,2 + 605,8 = 1919 см3
3.4 Расчет массы ящика вместе с крышкой
Т.к. в качестве материала был выбран полимер ПЭНП (ГОСТ 16337-81), то мы
принимаем плотность ρ = 0,94 г/см3, исходя из чего, зная общий
объём, мы можем вычислить массу ящика вместе с крышкой.
Mобщ.
= Vобщ.объём* ρ
= 1919*0,94 = 1803,8 г.
4. Транспортная тара для тары - контейнера
Рис. 10 поддон
Поддоны (паллеты) - горизонтальная площадка (настил), приспособленная для
погрузочно-разгрузочных работ с помощью вилочного погрузчика (вилочной
тележки). Как и грузовые универсальные контейнеры, поддоны являются
многооборотной тарой. Поддоны бывают: плоские, стоечные, ящичные;
однонастильные, двухнастильные; разборные, неразборные; деревянные,
пластмассовые, металлические, комбинированные.
Для плоских поддонов унификация тары по типоразмерам базируется на
модульной системе, в которой за основу берется площадь плоских поддонов,
составляющая для стран - членов ИСО 1200х800, 1000х800 и 1200х1000 мм., а также
1000х1000 мм. Принцип создания унифицированных размеров состоит в том, что
площадь поддона делится на сетку кратных поддону размеров, определяющих
наружные и внутренние размеры транспортной тары. В соответствии с ГОСТ 9078-84
(СТ СЭВ 317-76). Существенным требованием, предъявляемым к пластмассовой таре,
является ее оптимальная конструкция. Выполнение этого требования позволяет:
штабелировать ящики таким образом, чтобы транспортируемая тара занимала
минимальные производственные площади при установке на поддоны или при хранении.
Заключение
В рамках данного курсового проекта согласно техническому заданию была
разработана новая конструкция транспортной тары-контейнера для колбасных
изделий. Также при разработке данного изделия были учтены специфические
требования к таре и технология ее производства.
Список
использованных источников
1. ГОСТ 22752-84 «Тара производственная пластмассовая»
2. ГОСТ Р 51760-2001 Тара потребительская полимерная»
. ГОСТ 9078-84 (СТ СЭВ 317-76) «Поддоны плоские»
. ГОСТ 1342-78 «Бумага для печати. Размеры»
Приложение А
д - моделирование поискового варианта транспортной тары - контейнера
