Материал: Проектирование производственной пластмассовой тары для колбасных изделий

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