Проект предприятия по производству жестяной тары

Содержание

Введение

1. Технико-экономическое обоснование

1.1 Обоснование места строительства

1.2 Климатические условия местности

1.3 Энергетическая база предприятия

1.4 Потребность в рабочих, ИТР, служащих

1.5 Предполагаемая стоимость продукции и транспортные связи

2. Генеральный план предприятия

2.1 Конструкции зданий и сооружений

2.2 Водоснабжение, вентиляция, отопление

3. Технологическая часть

3.1 Технологическая характеристика сырья

3.1.1 Общий химический состав

3.1.2 Физические свойства

3.1.3 Основные требования к сырью

3.2 Технологическая схема производства

3.2.1 Общая технологическая схема производства

3.2.2 Обоснование и выбор технологической схемы

3.2.3 Структурная технологическая схема

3.2.4 Описание технологической схемы

3.3 Научные основы технологии

3.3.1 Принципы консервации

3.3.2 Изменение компонентов при консервации

3.4 Технико-химический контроль

4. Расчетная часть

4.1 Расчет площади и объема производственного цеха

4.2 Кинематический расчет отбортовочной машины

4.3 Расчет мощности электропривода отбортовочной машины

4.4 Расчет мощности нагрева паяльного устройства

4.4.1 Расчет мощности электронагревателя в режиме разогрева паяльной ванны

4.4.2 Расчет мощности электронагревателя паяльной ванны в установившемся режиме

4.5 Состав машин и аппаратов

5. Автоматизация технологического процесса

5.1 Параметры контроля и регулирования

5.2 Выбор технических средств автоматизации

6. Безопасность жизнедеятельности

6.1 Опасные и вредные факторы

6.2 Звуко- и шумоизоляция

6.3 Проектирование освещения

6.4 Электробезопасность

7. Оценка экологичности проекта

7.1 Защита атмосферного воздуха от производственных выбросов

7.2 Очистка сточных вод

7.3 Сбор и утилизация отходов

8. Экономическая часть

8.1 Расчет производственной мощности предприятия по производству жестяных банок.

8.2 Расчет капитальных затрат

8.3 Расчет производственных затрат.

8.4 Расчет показателей объема производства.

8.5 Расчет показателей экономической эффективности

Список использованной литературы

Основным вопросом проектирования в данном дипломном проекте является разработка проекта малого предприятия по производству жестяной тары. В процессе дипломного проектирования дана технология производства сборной жестяной консервной банки со сварным швом, произведены расчеты основного оборудования и экономические расчеты целесообразности проекта.

The summary

The basic question of designing in the given degree project is development of the project of a small enterprise on manufacture of tin container. During degree designing the "know-how" of a modular tin can with a welded seam is given, calculations of the capital equipment and economic calculations of expediency of the project are made.

Введение

Экономический интерес, энергия и изобретательность предприимчивых людей активно содействовали прогрессу во всех областях человеческой жизнедеятельности. Поэтому абсолютное большинство развитых государств всемерно поощряет их деятельность и особенно, в создании новых, разнообразных по специализации и направлениям малых предприятий.

Начало широкому развитию малых предприятий в России было положено Постановлением Совета Министров РСФСР от 18 июля 1991 года № 406 "О мерах по поддержке и развитию малых предприятий в РСФСР", после выхода которого началась массовая организация малых предприятий при больших государственных организациях.

Второй этап в развитии малого бизнеса в России связан с начавшейся в 1992 году приватизацией мелких государственных предприятий, на базе которых были организованы акционерные общества и товарищества с ограниченной ответственностью. Несмотря на трудности в борьбе за выживание и остроту конкуренции между фирмами, а также между малыми и крупными предприятиями подобная форма предпринимательства обладает определенными достоинствами: это гибкость и моментальная приспособляемость к конъюнктуре рынка, способность быстро изменять структуру производства, быстро создавать и оперативно применять новые технологии и научные разработки: это дух инициативы, предприимчивость и динамизм.

Для отдельных граждан преимущества при создании малых предприятий состоят в получении всех тех прав в сфере хозяйственной деятельности, которыми обладает любое предприятие - юридическое лицо. Создав предприятие - юридическое лицо, гражданин или (группа граждан) отделяет от своего личного имущества то имущество, которым предприятие будет отвечать по своим обязательствам; имущества учредителя и имущество предприятия разделены. При этом созданное предприятие будет пользоваться той поддержкой государства, которая предусмотрена для малых предприятий.

К преимуществу малых предприятий следует отнести и разрешение производить ускоренную амортизацию активной части производственных фондов.

Также к преимуществам следует отнести и обеспечение их материально-техническим ресурсами предприятиями и организациями, на базе структурных единиц которых они образованы, а также создание специальных организаций, специализирующихся на сдаче в аренду машин и оборудования малым предприятиям.

Организационные сложности деятельности субъектов малого предпринимательства в России на современном этапе многократно усиливаются общей нестабильностью государственной налоговой и экономической политики. Руководители и главные бухгалтеры малых предприятий, индивидуальные предприниматели стоят перед необходимостью отслеживать огромное количество непрерывно изменяющихся нормативных документов. Упустить что-либо их них - это значит подвергнуть себя риску огромных штрафных санкций, которые установлены не только действующим законодательством, но и многочисленными указами Президента РФ.

1. Технико-экономическое обоснование
1.1 Обоснование места строительства

Объем рынка потребительской металлической упаковки в России составил в 2005 году 390 млн долларов. Продукция из белой жести в нем занимает 46%, то есть порядка 179 млн долларов. Спрос на потребительскую металлическую упаковку растет в среднем на 15-16% в год. Это привлекает в отрасль большое количество инвесторов.

Производители жестяных банок связаны со своими потребителями очень тесно. Банка - продукт особый. Эффективное расстояние, на которое ее можно доставлять, - тысяча километров, возить воздух на большие расстояния нерентабельно. В некоторых отраслях и вовсе избегают пользоваться привозной тарой. Например, почти все производители сгущенного и концентрированного молока производят банки для себя сами. Это объясняется тем, что технология производства банки для молочной продукции наиболее простая. Молоко не агрессивно по отношению к жести, поэтому банки не нужно дополнительно лакировать. Примеров производства тары мясными комбинатами меньше, а рыбные и овощные предприятия не делают себе тару вообще. Соответственно, им и нужны тарные производства "по соседству", чтобы поставки жестяных банок были бесперебойными.

В Калининграде имеются мощности для выпуска до 50% всех рыбных консервов в России. Огромный комплекс из 12 рыбоперерабатывающих предприятий обслуживает единственный в регионе Калининградский тарный

комбинат, чьих мощностей на данный момент было явно недостаточно, чтобы отвечать стремительному росту производства консервов.

Местом строительства жестебаночного завода выбран город Светлогорск.

Одно из важнейших преимуществ проекта - полный цикл производства. Выглядит это примерно так: в Светлогорске будет выстроен комплекс, где не только производятся изделия, но и проводится подготовка жести. Она включает нарезку рулонов на листы и изготовление жестяных банок. Одна линия может нарезать на листы 50 тысяч тонн жести в год. В основном будет идти на нужды производства, а часть поставляться другим производителям тары.

1.2 Климатические условия местности

Климат Калининградской области является переходными от морского климата Западной Европы к умеренно-континентальному климату Восточной Европы. Он характеризуется очень мягкой зимой, часто без устойчивого снегового покрова, теплой и дождливой осенью, умеренно теплым летом, высокой влажностью воздуха в течение всего года.

Основные черты климата формируются под воздействием морского и континентального воздуха умеренных широт. Пространственные климатические различия в большой мере зависят от близости к побережью Балтийского моря и рельефа.

Температуру воздуха, кроме радиационных факторов, определяет поступление воздушных масс с Атлантики, близость незамерзающего Балтийского моря. Годовые амплитуды температуры воздуха составляют 20-21°С. Средняя температура самого холодного месяца - января составляет - 2-4°С. Это на 6°С выше, чем в расположенной в той же широте Москве. При вторжении воздушных арктических масс устанавливается холодная морозная погода, и тогда наблюдались зимой 1980 и 1986-1987 годов.

Температурный режим теплового времени года определяется поступлением солнечного тепла, распределение средних месячных температур подчинено закону широтной зональности. Среднесуточные температуры воздуха в январе около - 2°С, летом - +6°... +7°С.

В отдельные жаркие дни температура поверхности почвы может быть на 20°-30°С выше температуры воздуха Абсолютные максимумы температуры поверхности почвы достигают 52-54°С. Среднемесячная температура июля 17-18°С Относительная влажность воздуха составляет 81-82%, увеличиваясь зимой и осенью до 85-89%, к началу лета снижаясь до 72-71%.

В течение всего года велика повторяемость сплошного облачного покрова. Степень покрытия неба облаками превышает 5,5 баллов. Высокая влажность воздуха и большая облачность заметно сказываются на изменении светового режима. Число пасмурных дней увеличено на некотором расстоянии от побережья, в полосе Советск - Черняховск - Железнодорожный, в связи с особенностями развития конвективной деятельности в теплое время года. Ясные дни отмечаются редко - всего 30-33 дня в году.

На востоке области, а также на Вислинской и Куршской косах выпадает менее 475 мм осадков. Осадки за холодный период (ноябрь-март) распределены более равномерно и составляют 225-275 мм. В целом за год в области отмечается 178-183 дня с осадками.

В летние месяцы благодаря усилению конвективно-грозовой деятельности увеличивается количество осадков и одновременно уменьшается продолжительность их выпадения. В мае-июле средняя продолжительность осадков составляет 60-70 часов за месяц, в январе-декабре - более 150 часов. На летние месяцы приходится и наибольшее количество осадков, выпавшее в течение одних суток (в Калининграде - 110 мм, в Советске - 85 мм). Большая часть осадков (75%) выпадает в виде дождя. Твердые осадки выпадают в основном в январе-феврале.

В соответствии с общими циркуляционными условиями в течение года преобладают ветры западной четверти горизонта (северо-западные, юго-западные), общая повторяемость их составляет 30-37%, реже всего наблюдаются ветры северные, северо-восточные. Среднегодовая скорость ветра резко возрастает в прибрежных районах, составляя 5-6 м/с, на востоке области она уменьшается до 3,5-4,0 м/с.

Сильные ветра со скоростью пятнадцать и более метров в секунду называются штормовыми, они бывают в Калининградской области осенью и зимой, в среднем до пятидесяти раз в год. Штормовые ветра иногда достигают до 25-40 м/сек, нанося большой урон народному хозяйству. Своеобразен ветровой режим на территории области. Ветры различны по направлению и величинам скоростей, часто меняются, бывают разными на побережье и в остальных частях области. Преобладает в области ветреная погода, на безветренную штилевую погоду приходиться 9% от всех измеренных случаев.

1.3 Энергетическая база предприятия

На жестебаночное производство электроэнергия, как правило, подается от высоковольтной сети напряжением 6 кВ и больше. Для получения используемого промышленностью тока напряжением 220/380 В будет оборудована трансформаторная подстанция.

Ориентировочная потребность в электроэнергии на технологические нужды может быть определена исходя из удельных норм расхода электроэнергии и программы завода.

Кроме расхода на технологические нужды значительное количество электроэнергии потребляется котельной и системой водоснабжения. Расход электроэнергии на водоснабжение при напоре воды до 100 м ориентировочно составляет1 кВт на 1 м3 воды.

Расход электроэнергии на эксплуатацию:

Отбортовочный автомат-1,1 кВт

Закаточная машина-4,5 кВт

Фигурные ножницы-0,8 кВт

Пастонакладочная машина-0,52 кВт

Сушильный автомат-1,87кВт

Дисковые ножницы-2,2 кВт

Корпусообразующий автомат-4,8 кВт

Паяльный автомат-4,5 кВт

Таким образом в час будет расходоваться 20.29 кВт электрэнергии.

1.4 Потребность в рабочих, ИТР, служащих

Количество рабочих, занятых в производственном цехе для изготовления жестяных банок приведено в табл.1.1

Таблица 1.1 - Необходимое колличество рабочих для изготовления сборных жестяных банок

№ п/п	Наименование должности	Количество работников
1	Мастер-технолог	1
2	Оператор линии	2
Наладчик оборудования	2
3	Печатник по жести	2
4	Приготовитель уплотняющих растворов	2
5	Приемщик на машинах и агрегатах	2
6	Станочник корпусообразующего автомата	2
7	Штамповшик	1
8	Подсобный рабочий	2
Итого	16

В административно - управленческий персонал включаются: директор - 1 человек, бухгалтер - 1 человек. Таким образом, общее количество необходимого персонала составляет 18 человек.

1.5 Предполагаемая стоимость продукции и транспортные связи

Полные затраты на изготовление 1 ед. банки (сырье и материалы, заработная плата и другие расходы) Сn = 6,25 руб. ориентировочная величина прибыли составит 30%. Таким образом цена продажи составит 8,13 руб.

Порядка 90% белой жести будет закупаться за рубежом: в Словакии, Сербии и Черногории, Франции.

В России белую жесть в промышленных масштабах делает только Магнитогорский меткомбинат. Минимальная толщина магнитогорской жести - 0,20 мм, то есть толще импортной (0,14-0,16 мм). Тем не менее она мягче, чем жесть иностранных производителей. Банка получается за один прогон, в отличие от более жесткой импортной жести, которую нужно "бить" два раза.

Использование импортного сырья позволит дополнительно экономить. Цена жести в России устанавливается за тонну металла, но для производсва банок важна не масса, а площадь покупаемого листа. Поэтому в одной тонне продукции его получается больше - за счет меньшей толщины листа.

Лак и краска тоже импортные. По качеству они лучше российских аналогов, ложатся ровнее, не царапаются. Стоят они дороже отечественных, но, находясь в Калининградской области, в которой действуют правила особой экономической зоны, импортные пошлины на лакокрасочную продукцию не платятся.

Доставка продукции будет осуществляется автомобильным транспортом от места производства до места реализации, а также морскими путями.

2. Генеральный план предприятия
2.1 Конструкции зданий и сооружений

Главный фасад здания предприятия ориентирован на юг, хозяйственный двор расположен с северной стороны, стороны здания имеют удобный автомобильный проезд. Производственные помещения предприятия ориентированы на северо-запад.

Участок застройки благоустроен и озеленен. Дороги, тротуары и хозяйственный двор заасфальтированы. Общая площадь участка составляет 2 га. Общая площадь застройки составляет 1400 м. ² Общая площадь здания 864 м². Здание предприятия пристроенное, одноэтажное, имеет квадратную форму, его размеры в плане составляют 24,0 х 36,0 м, сетки колонн составляют 6,0 х 6,0 м высота этажа 6 м.

Фундамент ленточный под стены из сборных железобетонных блоков и железобетонные стаканы под колонны. Несущие конструкции - железобетонные колонны 400 х 400 мм. Для защиты фундамента и строительной основы здания от атмосферных осадков и талых вод по периметру здания вдоль стен устраивается отмостка из асфальта шириной 75 см. Наружные стены выполнены из кирпича на цементно-песчаном растворе, толщина стены составляет 530 мм, стены с двух сторон отштукатурены цементно-песчаной штукатуркой толщиной 20 мм.

Перегородки представляют собой внутренние ненесущие стационарные стены, которые разгораживают помещения друг от друга. Перегородки выполнены из кирпича с толщиной кладки 120 мм и отштукатурены.

Конструкция покрытий сборная, состоит из сборных железобетонных ригелей и опирающихся на них сборных панелей покрытия. Ригели опираются на кирпичные стены и колонны.

Для предохранения кровли от попадания влаги из внутренних помещений по поверхности панелей укладывается пароизоляционный слой из рубероида по битумной мастике. Для теплоизоляции применяются газосиликатные плиты, поверх которых устраивается стяжка из цементно-песчаного раствора. На поверхность стяжки укладываются четыре слоя рубероида по битуму. Верхний защитный слой, предохраняющий гидроизоляционный ковер от механических и атмосферных воздействий, выполнен из мелкого гравия, втопленного в мастику. Водоотвод крыши нерегулируемый, т.е. вода сбрасывается непосредственно на землю с карниза с выносом 60 см, уклон кровли составляет 5% в сторону двора.

Размеры окон принимаются по ГОСТ 112.74-78. Окна по главному фасаду двустворчатые с шириной 1510 мм и высотой 2410 мм.

Размеры дверей регламентируются ГОСТом 112.74-78 и имеют размеры:

в административно-бытовых помещениях ширина составляет 1010 мм, высота 2070 мм;

в производственных цехах и складских помещениях устанавливаются одно - и двустворчатые двери шириной 1010 мм и 1210 мм, высотой 2070 и 2370 мм;

двери в туалетах имеют ширину 710 мм, высоту 2070 мм.

Наружные стены здания окрашены светлой водоустойчивой краской. На кровле со стороны главного фасада установлена реклама в виде названия предприятия из газоразрядных трубок.

Входные двери обшиты деревянной рейкой, которую для улучшения внешнего вида и большей долговечности покрывают олифой.

Внутренняя отделка и полы помещений принимаются в зависимости от назначения помещений и отвечают санитарно - гигиеническим требованиям.

Производственные помещения размещаются у наружных стен здания для обеспечения естественной освещенности и аэрации, а между производственными и бытовыми помещениями устраивать коридоры и тамбуры.

2.2 Водоснабжение, вентиляция, отопление

Система отопления в проектируемом предприятии служит для поддержания в отапливаемых помещениях постоянной температуры. В предприятии принята центральная система отопления с получением тепла от котельной, связь с которой осуществляется тепловой сетью. Тепловая сеть представляет собой два теплопровода - прямой и обратный. Система питается от тепловой сети города. Паровое отопление от ПТС. Температура воздуха в отдельных помещениях зона ТО и ТР +16 °С; склад запасных частей +14 °С. Согласно по СНиП, вентиляция помещений запроектирована приточно-вытяжная с механическим и естественным побуждением.

Подача приточного воздуха в цех происходит непосредственно в рабочую зону.

Температура подаваемого воздуха в холодное время года не ниже 16 С и не выше 25° С. Скорость воздуха: Vвозд=0,3 м/с. В воздух цеха попадают вредные вещества (пыль, окись углерода и др.). Такой воздух вредно действует на здоровье работающих, ухудшает их самочувствие и снижает производительность труда, а в некоторых случаях может привести к серьезным заболеваниям и отравлениям организма человека. Поэтому важно поддерживать воздух в чистом состоянии. Для этого в цехе предусмотрена общая приточно-вытяжная вентиляция.

Таблица 2.1 - Предельно допустимые концентрации вредных веществ в воздухе рабочей зоны

Наименование вещества	ПДК, мг/куб. м	Класс опасности
Оксид углерода Углеводород Свинец Диоксид азота Диоксид серы	20 30 0,01 5 10	IV IV I III III

В проектируемом предприятии вода служит для хозяйственно-питьевых, санитарно-гигиенических, технологических и противопожарных нужд. Водоснабжение осуществляется централизованно через комплекс инженерных сооружений.

Создание требуемых санитарно-гигиенических условий и предотвращение поступления вредных выделений в помещения осуществляется за счет устройства системы приточной и вытяжной вентиляции, а также местных вентиляционных отсосов над тепловым оборудованием.

Для удаления образующихся в процессе работы производственных и хозяйственно-фекальных вод проектируемое предприятие подключается к канализационной сети.

Для электрификации предприятия запроектированы электрощитки, в которые вводятся электрические кабели для освещения, силовой и тепловой нагрузки и в которой устанавливаются счетчики и магистральные выключатели.

3. Технологическая часть
3.1 Технологическая характеристика сырья
3.1.1 Общий химический состав

Для производства сборных банок необходимы белая жесть, уплотняющий материал, припой, паяльная жидкость (флокс) и флюс. При производстве штампованных банок требуются жесть, уплотняющий материал и материал для смазки жести перед штамповкой. Для штампованных банок и других видов консервной тары используют алюминий, его сплавы и другие материалы.

Белая жесть - это тонкая малоуглеродистая сталь, покрытая с обеих сторон оловом. По способу производства проката стали жесть бывает горячекатаная и холоднокатаная, а по способу покрытия оловом - жесть горячего и электролитического лужения. Жесть выпускается листовая (карточная) или рулонная.

Холоднокатанная жесть, отличаясь от горячекатаной стали меньшим количеством примесей и гладкостью поверхности, является лучшей основой для нанесения олова и дает более коррозионностойкий материал.

Холоднокатаную белую жесть изготовляют из низкоуглеродистой стали марки 08кп по ГОСТ 1050-60, имеющей следующий химический состав (в%):

углерод-0,09;

марганец - 0,43;

кремний - следы; фосфор и сера - 0,03.

Белая жесть (горячего и электролитического лужения) в зависимости от

назначения и состояния поверхности делится на две марки: ЖК - консервная, предназначенная для изготовления консервной и других видов пищевой тары, ЖР-жесть разная, применяемая для изготовления некоторых видов пищевой тары и тары для химической и других отраслей промышленности.

В зависимости от номинальной толщины покрытия оловом жесть электролитического лужения делится на три класса: I класс - толщина покрытия 1,15 мкм, что соответствует массе покрытия с двух сторон 16,8 г/м2; II класс - соответственно 0,77 мкм и 11,2 г/м2; III класс - 0,40 мкм и 5,9 г/м2.

Химический состав алюминия (ГОСТ 11069-64), который используется для пищевой тары, приведен в табл.3.1

Таблица 3.1 - Химический свойства алюминия.

Марка алюминия	содержание алюминия, не менее,%	Примеси,%, не более
								железо	кремний	медь	цинк	титан	всего
		А85	99,85	0,08	0,06	0,01	0,02	0,01	0,15
А8	99,8	0,12	0,1	0,01	0,04	0,02	0,2
А7	99,7	0,16	0,16	0,01	0,05	0,02	0,3
А6	99,6	0,25	0,2	0,01	0,06	0,03	0,4
А5	99,5	0,3	0,3	0,02	0,06	0,03	0,5
А6	99	0,5	0,5	0,02	0,08	0,03	1

При производстве пищевой тары могут также найти применение деформируемые алюминиевые сплавы (ГОСТ 4784-65) типа АДО, АДОО, АМц и АМг2.

Для герметизации жестяной и укупорки стеклянной тары применяются преимущественно уплотнительные пленки (прокладки) различных типов, получаемые из полимерных дисперсий.

В жестянобаночном производстве используют для этой цели водно-аммиачную пасту, представляющую собой коллоидно-дисперсную систему, основным компонентом которой является натуральный или синтетический латекс (например, СКС-30 П; СКС-50 П). Уплотнительные пасты изготовляют также на основе других полимеров (поливинилхлорида, эпоксидных смол и др.).

Перед наложением на крышки паста представляет собой густую вязкую жидкость. Плотный остаток пасты должен составлять 40-49%, вязкость по вискозиметру Светлова не менее 60 с, содержание аммиака 1%. Консистенция и состав пасты, однородные, она должна быть ярко окрашена безвредной пищевой краской.

Пасту разливают по полю крышки равномерным слоем. После высушивания при 80-90° С, продолжающегося в туннельной или вертикальной роторной сушилке 12-18 мин, пленка должна' быть однородной, без пузырьков и пробелов. Перед закатывани-ем банок содержание влаги в уплотняющей пленке должно быть не более 2%.

Паста должна хорошо растекаться по жести и прилипать к ней. При хранении в жидком виде при температуре не ниже 10° С она сохраняет первоначальные свойства в течение года. Высушенная пленка пасты должна быть прочно связана с жестью, не изменяясь выдерживать в течение 2 ч температуру стерилизации 120° С. Она должна быть стойкой в течение длительного срока хранения консервов.

При определении сухого остатка 3-5 г пасты взвешивают с точностью до 1 мг и высушивают при температуре 105° С до постоянной массы

Таблица 3.2 - Химический состав паст

Компоненты	Состав пасты,%
	Одесский завод укупорочных изделий	Находкинская жестянобаночная фабрика
			Латекс СКС-ЗОП синтетический или латекс СКС-50Н... ... .	65	64,5
Каолин белый	21,8	6,7
Казеинат аммония 10% -ный	8	15,3
Казеин технический	3
Двуокись титана	6,2
Канифоль	3,4
Масло вазелиновое	0,4
полиакриламид	1
Карбоксиметилцеллюлоза	3,4
Аммиак технический	0,7
Краситель	0,1	0,5

Для пропайки продольного шва сборных банок применяют оловянно-свинцовый сплав (припой). Ввиду дефицитности и высокой стоимости олова разрабатываются способы применения новых видов припоев с низким содержанием олова и обладающих достаточно высокими физико-механическими свойствами. Такими припоями являются, например, припои ПОССу 5-1 и ПОССу 4-6. При этом возникают трудности, связанные с повышенной тугоплавкостью малооловянистых припоев. Перечисленные оловянно-свинцовые припои по химическому составу должны отвечать требованиям, указанным в табл.3.2

Качество паяемого шва во многом зависит от химического состава припоя. Так, например, наличие в припое ПОС 40, сурьмы до 2% увеличивает прочность паяного шва, однако значительно ухудшает смачивающую способность припоя, увеличивает твердость и хрупкость и может привести к нарушению герметичности шва. По-видимому, поэтому за рубежом, например в США и Англии, в аналогичных припоях, содержащих 39-40% олова, находится сурьмы до 0,5%. ГОСТом 1499-54 также предусматривается возможность поставки припоя ПОС 40, содержащего сурьмы до 0,25%.

Таблица 3.2-Химический состав припоев

Марка припоя	Химический состав 1 в%
	Sn	Sb	Си	Fe	В1	Аs	Zn	Ni	S	А1
Б ессурьмянистые
ПОС-40	39-41	0,05	0,05	0,02	0,1	0,03	0,002	0,02,	0,02	0,002
Малосурьмянистые
											ПОССу 50-0,5	49-51	0,2-0,5	0,08	0,02	0,1	0,03	0,002	0,02	0,02	0,002
ПОССу 40-0,5	39-41	0,2-0,5	-	0,02	0,1	0,03	0,002	0,02	0,02	0,002
ПОССу 18-0,5	17-18	0,2-0,5	-	0,02	0,1	0,03	0,002	0,02	0,02	0,002
Сурьмянистые
ПОССу 40-2	39-41	1,5-2	0,1	0,02	0,2	0,05	0,002	0,008	0,02	0,002
ПОССу 18-2	17-18	1,5-2	0,1	0,02	0,2	0,05'	0,002	0,008	0,02	0,002
ПОССу 5-1	4-5	1,5-2	0,1	0,02	0,2	0,05	0,002	0,008	0,02	0,002

Наличие в припое примесей меди, цинка, железа загрязняет его, увеличивает температуру пайки и ухудшает свойства припоя. Припой, находясь длительное время в паяльной ванне корпусообразующего агрегата, загрязняется также частицами шлака, сгоревшего жидкого флюса, остатков лака, которые могут попасть на паяльный вал.

Для очистки припоя в паяльной ванне от различного рода загрязнений и для предохранения поверхности расплавленного припоя от окисления, а также обеспечения чистоты паяльного вала и нормального его залуживания применяют хлористый цинк преимущественно в виде концентрированного раствора или же хлористый цинк-аммоний (смесь порошков хлористого цинка - 75% и хлористого аммония).

При добавлении к хлористому цинку нашатыря создается легкоплавкая смесь (температура плавления смеси 175° С, а температура плавления припоя ПОС 40 183°С). Такая смесь в виде порошка загружается в паяльную ванну, плавится и покрывает зеркало припоя, и загрязненный припой удаляется с поверхности. Применение смеси порошков способствует уменьшению коррозии металлических частей корпусообразующего агрегата.

Флюс (паяльная жидкость, флокс) предназначен для очистки поверхности жести от окислов жировых загрязнений, для предохранения расплавленного припоя от окисления, так как наличие окисных пленок снижает поверхностное натяжение металла на границе жесть - жидкий припой и ухудшает растекание припоя и его проникновение во внутрь шва.

Флюс не должен вызывать коррозию шва и химически взаимодействовать с припоем; он должен вытесняться жидким припоем с поверхности шва. Фактор коррозии жести особенно важен для консервной тары, предназначенной для длительного хранения, поэтому флюсы должны легко и полностью удаляться на воздухе (промывкой водой или растворами) с поверхности жести.

Широко применяются в качестве флюсов смолы (содержание канифоли 11 - 16%), растворимые в спирте или в бензине марки Б-70. Такие флюсы при температуре цеха не активны, а при температурах пайки хорошо взаимодействуют с поверхностью жести. В качестве активных растворителей для флюса применяются хлористый аммоний и полиэтиленгликоль (с молекулярным весом 200), который хорошо растворяет смолы. Остатки флюса на полиэтиленгликоле хорошо растворяются в воде.

При изготовлении банок из жести электролитического лужения удовлетворительные результаты получены при применении припоя ПОССу 40-2 и флюсов следующего состава:

а) канифоль (16%), олеиновая кислота (10%), остальное спирт этиловый;

б) янтарная кислота (2-3%) и спирт этиловый (97-98%).

Таблица 3.3 - Химические свойства смазок

Компоненты	Состав в%	Расход на 1 т жести в кг	Рекомендуемое применение
				Подсолнечное масло	10	2	Штамповка крышек СКО из белой жести
Бензин	90
Медицинское вазелиновое и соевое масло	15	2,5	Штамповка крышек, банок из алюминия
Бензин Б-70	85
Соевое масло	75	-	Штамповка крышек из белой жести
Парафин	25
Касторовое масло	10	Штамповка алюминиевых банок
Спирт	90
Глицерин	60	1,5	Штамповка крышек, донышек, банок из белой жести
Спирт	40

Смазки подбираются в зависимости от вида штампуемого металла (белая жесть, алюминий, хромированная жесть) и его толщины. Чем тоньше штампуемый материал, тем большее значение имеют состояние поверхности и качество смазки как факторы, снижающие силы трения.

3.1.2 Физические свойства

Механические свойства жести определяются химическим составом стали, технологией проката и отжига ленты. Известно, что для производства штампованных банок глубокой вытяжки требуется жесть мягкая, с высоким относительным удлинением при разрыве, невысоким пределом прочти при растяжении и отношением, характеризующим пластичность металла, равным 0,6-0,7. При вальцовке, гибке, отбортовке, закатке, характерных для производства сборных банок, жесть должна иметь определенную твердость, упругость, поэтому в данном случае мягкая жесть мало пригодна: на корпусах образуется огранка, имеет место повышенный брак при склепе в процессе формования корпуса.

Для изготовления банок, подвергаемых большим внутренним давлениям (например, аэрозольная тара, банки для пива, напитков), требуется твердая жесть с относительно высоким пределом прочности и относительным удлинением при разрыве 8-15%.

ГОСТами 15580-70 и 13345-67 предусмотрено определение технологических свойств жести испытанием на глубину вытяжки сферической лунки (см. ГОСТ 10510-63), изгиб и перегиб на приборе типа НГ-1-2 вокруг губок радиусом 1,5 см. Однако эти показатели недостаточно характеризуют механические свойства.

В зарубежной практике широко применяется определение поверхностной твердости жести, которая разделяется на несколько классов (условно обозначаемых номером твердости Т-1, Т-2, Т-3 и т.д.). Поверхностная твердость жести определяется с помощью прибора типа Супер-Роквелл. Однако и поверхностная твердость жести не во всех случаях достаточно характеризует механические свойства жести. Поэтому наряду с твердостью определяют пределы текучести, прочности на разрыв, относительное удлинение при разрыве, свойства жести к упругому перегибу (пружинению).

Механические свойства жести зависят от структуры и химического состава стали, а также от ее термообработки.

По твердости жесть, выпускаемая за рубежом, делится на шесть групп (табл.3.4).

Особенностями отечественной холоднокатаной жести по ряду имеющихся данных являются невысокие временное сопротивление и предел текучести, соответствующие группам твердости Т2-ТЗ, и пониженное относительное удлинение, соответствующее в среднем группам Т4-Т5, причем для разных образцов жести относительное удлинение колеблется в широких пределах.

Таблица 3.4 - Физические свойства жести

Номер твердости	Показатель твердости твердости по шкале Роквелла 30-Т	Временное сопротивление ов, МПа	Предел текучести ат, МПа	Относительное удлинение при разрыве 6,	Использование жести
						Т1	45-52	324	280	29	Очень пластичная, для глубокой вытяжки
Т2	50-56	344	309	28	Для умеренной вытяжки
Т3	54-60	382	341	26	Общего назначения
Т4	58-64	412	373	20	Повышенной жесткости используется для производства больших банок
Т5	62-68	441	410	17	Жесткая жесть для производства банок большого диаметра и для закатки под вакуумомо
Т6	68-73	520	500	11	Очень жесткая жесть для пивных банок

Сопоставляя данные механических свойств белой жести, выпускаемой заводом "Запорожсталь" и Магнитогорским металлургическим комбинатом, а также литературные данные, можно рекомендовать для конструкторских и технологических расчетов жестянобаночного оборудования классифицировать жесть толщиной 0,22-0,28 мм
на три группы, характеризующиеся примерными показателями, приведенными в табл.3.5

Для определения предела прочности при срезе рекомендуют принимать σср
=
0,8σв
.

По данным предварительных опытов, жесть, отнесенная к II группе, вполне пригодна для изготовления цельноштампованных банок, а жесть I группы - для сборных банок. Жесть III группы повышенной жесткости может быть рекомендована для изготовления крупной тары (емкостью от 3 л
и более) и аэрозольных банок.

Таблица 3.5 - Классификация жести по механическим свойствам

Группа	Номер твердости	Предел текучести σт в Мн/м2 (кГ/мм2 )	Предел прочности при растяжении в Мн/мг (кГ/мм2 )	Относительное удлинение (не менее) в%
I	Т-1, Т-2	196-284 (20-29)	294-355 (30-36)	20
II	Т-3, Т-4	294-392 (30-40)	363-414 (37-42)	8
III	Т-5, Т-6	392-510 (40-52)	424-520 (43-53)	8

Кроме механических свойств, важными для работы жестяно-баночных автоматических линий являются способность жести к паяемости и прочному сцеплению с лаком, коррозионная стойкость жести. Эти показатели определяются состоянием поверхности жести, степенью ее зажиренности, наличием пассивной пленки, равномерностью и толщиной оловянного покрытия.

Для изготовления тары в пищевой промышленности, должен соответствовать ГОСТу 11068-64, а сплавов АМц и АМг, не уступающих алюминию по защитным свойствам, но значительно превосходящим его по прочности на растяжение и хорошей штампуемоести - ГОСТу 4784-65 (табл.3.5).

Механические свойства алюминия и его сплавов определяются режимами прокатки и последующей термообработки ленты. Хотя отжиг алюминия и его сплавов производят при 300-420° С, однако и при температуре порядка 200° С происходит частичное уменьшение ое и сгг и увеличение б. Поэтому при лакировании листового алюминия, которое осуществляется при 180-200° С в течение 15-20 мин, увеличивается пластичность металла (примерно на 20-45%) и снижается прочность (на 6-10%).

Таблица 3.5-Физические свойства алюминия и сплавов АМц и АМг

Марка сплава	Состояние поставки	Предел текучести в Мн/мг (кГ/ммг)	Предел прочности при растяжении а в Мн/мг (кГ/ммг)	Относительное удлинение б при разрыве в%
АМ	Отожженный	29 (3)	69-87 (7-9)	20-22
А1/2Н	Полунагар-товарный	-	98 (10)	5-6
АЗ/4Н АН	Нагарто-ванный	-	127 (13)	5-6
		49 (5)	147-196 (15-20)	4
					АМц	Отожженный	49 (5)	127 (13)	20
Полунагар-тованный	127 (13)	147-167 (15-17)	10
Нагарто-ванный	176 (18)	185-216 (19-22)	5
				АМг-2		Отожженный	98 (10)	196 (20)	23
Полунагар - товарный	206 (21)	245 (25)	4-7
Нагарто-ванный	235-245 (24-25)	265-294 (27-30)	3-3,5

Алюминий, а также сплавы АМг и АМц поставляются в виде лент (ГОСТ 13726-68) или листов. При толщине ленты 0,3 - 0,5 мм допускается отклонение по толщине - 0,05 мм.

В ГДР алюминиевая лента толщиной 0,30 мм для консервной промышленности выпускается с полем допуска по толщине 0,03 мм.

Резиновые кольца для жестяных консервных банок. Для уплотнения закаточного шва фигурных банок обычно применяют прокладочные кольца прямоугольного сечения, изготовленные из каучука без вулканизации. В материалах, используемых для их производства, не должно содержаться вредных примесей.

Длина полуокружности колец 83 мм, 109, 125, 130, 135, 147, 172, 200, 228 и 340 мм, поперечное сечение колец 1X1 мм, допускаются отклонения по длине полуокружности от +2 до - 4% и по поперечному сечению от +0,3 до - 0,2%.

Таблица 3.6. - Физико-механические показатели паст для герметизации жестяных банок

Паста	Содержание сухих веществ в%	Плотность р в ке/м3	рН	Вязкость по ВЗ-7 (при 20° С)	Режим нанесения и сушки
						Находкинской жестянобаночной фабрики	47-48	1100	-	Не менее 35 сек *	Давление воздуха 0,04 Мн/м2, сопло 0,75 мм сушка при 90° С 12-15 мин **
НИИР	Не менее 38	-	10-10,5	35-40 сек	Сушка при 100 - 115° С 10 - 15 мин
Марки 3-505 (фирма Фукуока, Япония)	39-41	ИЗО	9-10	35 сек	Сушка при 90 - 110° С 10 мин
Марки 313 (фирма Грейс, (Англия)	-	-	-	-	Сушка при ПО - 120° С 15-20 мин
Фирмы Грейс (Англия), для наложения на фигурные крышки методом макания	33-35	1200	-	-	Сушка при 80 - 100° С 15-20 мин

Кольца должны быть эластичны, относительное удлинение их при растяжении составляет не менее 40% первоначальной длины. Кроме того, они должны быть пластичными и не разрываться при сплющивании при температуре 70-100° С. При нагревании до 120° С в течение 30 мин с последующим охлаждением на воздухе форма их сечения и другие свойства не должны изменяться.

Кольца не должны растворяться в жире и масле, при кипячении колец в течение 30 мин в растворах кислот, сахара или поваренной соли они не должны придавать им запах, вкус или окрашивать их.

Физические свойства припоя, должны отвечать требованиям, указанным в табл.3.7.

Таблица 3.7 - Физические свойства припоев

Марка припоя	Температура плавления в °С		Плотность в г/см3	Временное сопротивление при разрыве а в в Мн/л2 (кГ/мм'}	Относительное удлинение при разрыве в%
						Солидус	Ликвидус
	5 ессурьмянистые
ПОС-40	183	238	9,3	37 (3,8)	52
Малосурьмянистые
ПОССу 50-0,5	183	216	8,9	37 (3,8)	62
ПОССу 40-0,5	183	235	9,3	39 (4,0)	50
ПОССу 18-0,5	183	277	10,2	35 (3,6)	50
Сурьмянистые
ПОССу 40-2	185	229	9,2	42 (4,3)	48
ПОССу 18-2	186	270	10,1	35 (3,6)	35
ПОССу 5-1	275	308	11,2	32 (3,3)	40

Температура припоя во время пайки корпусов должна быть значительно выше температуры полного расплавления.

Для припоя ПОССу 40-2 температура, при которой он полностью расплавляется, составляет 229° С, а температура пайки корпусов из горячелуженой жести 300° С. Для жести электролитического лужения температура пайки составляет 315° С. Такая разница между температурами объясняется особенностями используемого способа автоматической пайки с помощью вращающегося паяльного вала.

После пайки корпус подвергается отбортовке, при которой в месте нахлестки продольного шва края жести стремятся сдвинуться один относительно другого.

Припой обладает временным сопротивлением разрыву, которое в 7-8 раз меньше сопротивления, оказываемого белой жестью. Разрыва в нахлестке не происходит потому, что относительное удлинение припоя в 2 - 2,5 раза больше удлинения основного металла.

3.1.3 Основные требования к сырью

Настоящая технологический процесс регламентирует режим изготовления сборных круглых банок и крышек для консервов из белой листовой жести марок ЭЖК, ЭЖК-Д, ГЖК, ГОСТ 13345-85, лакированной по ОСТ 10-138-88 и литографированной по ТУ 15-03-10-06-30-93.

Размеры и качество банок № 8 и крышек к ним должны соответствовать требованиям ГОСТ 5981-88 "Банки металлические для консервов. Технические условия" и настоящей технологической инструкции

В зависимости от необходимой технологической операции к жести предъявляются определенные требования по механическим свойствам.

В зарубежной практике по механическим свойствам жесть подразделяется на три основные группы и каждая из них характеризуется определенным условным номером твердости. Так, жесть I группы, предназначенная для изготовления сборных банок, крышек (обычной вытяжки), обозначается номерами твердости Т-3 и Т-4. Жесть для производства штампованных банок, имеющих высокий коэффициент вытяжки (глубокой вытяжки), II группы обозначается номерами твердости Т-1 и Т-2.

Жесть III группы (твердая), предназначенная для изготовления крупных банок, тары, испытывающей большие давления (банки для пива, аэрозолей и др.), имеет номера твердости Т-5 и Т-6.

Допускаемые для каждой марки и сорта жести недостатки поверхности и отклонения размеров и формы листов приведены в ГОСТах 15580-70 и 13345-67.

При производстве консервной тары используют листы из алюминия (ГОСТ 13722-68) и алюминиевые ленты (ГОСТ 13726-68).

Припой оловянно-свинцовый по ГОСТ 21930-76 с содержанием олова не менее 40%.

Для получения прочного и плотного шва припои должны обладать следующими свойствами:

а) температура плавления припоя должна быть ниже температуры плавления паяемых металлов (жести);

б) в расплавленном состоянии припой должен хорошо смачивать паяемый металл и легко растекаться по его поверхности, а также хорошо заполнять зазоры паяемого шва.

Припои должны обладать высокой прочностью и пластичностью.

Припои условно разделяют на две группы; мягкие (легкоплавкие) и твердые (тугоплавкие),

Оловянно-свинцовые припои, широко применяемые при производстве жестяных банок, относятся к мягким припоям.

Допускаемое количество железа в припое (ГОСТ 1499-54) не должно превышать 0,02%.

Паяльная жидкость должна удовлетворять следующим требованиям: улучшать смачивание поверхности жести жидким припоем; удалять с поверхности жировые вещества, другие загрязнения и окислы металлов; не оказывать корродирующего действия на жесть и припой; не загрязнять поверхность консервных банок; не оказывать вредного влияния на содержимое банок.

Лаки для покрытия внутренней поверхности консервной тары должны обладать в высушенной пленке высокой химической стойкостью к консервным средам, адгезией, прочностью, эластичностью, позволяющей производить глубокую вытяжку, твердостью, устраняющей царапанье лаковой пленки и отвечать санитарно-гигиеническим требованиям.

Для получения высококачественного лакового покрытия, помимо состава лака, важную роль играет состояние поверхности жести, а также технология нанесения и сушки лака.

Недопустимо направлять на лакирование жесть, имеющую следы коррозии, жировые или масляные пятна, влагу, пыль и другие загрязнения. Поэтому перед лакированием такую жесть подвергают так называемому прокаливанию в сушильной печи при температуре 170-180° С в течение 15 мин.

Для герметизации закаточного шва обычно применяются уплотняющие прокладки. Такая прокладка должна состоять из веществ, обеспечивающих образование сплошной, однородной, плотной пленки и обладать высокой пластичностью.

Кроме того, уплотняющие прокладки должны быть инертны по отношению к содержимому консервных банок; недопустимы в их составе примеси, вредные для здоровья человека. Прокладки должны сохранять первоначальные качества (пластичность, химическую стойкость и др.), находясь под воздействием кислот, солей, жиров и других веществ, а также в процессе стерилизации консервов (при температуре 121°С в течение 2 ч
) и при их длительном хранении.

Независимо от состава готовая паста должна обладать стабильной вязкостью, определенным содержанием сухих веществ. Режим высушивания нанесенной пленки должен соответствовать рабочим условиям пастонакладочного автомата. Температура сушки пасты должна быть не более 100° С, а продолжительность сушки - от 10 до 15 мин.

У готовой пасты должны проверяться следующие показатели: вязкость, плотный остаток, содержание аммиака, режим высушивания.

Для нормальной работы пастонакладочного автомата содержание сухих веществ в пасте должно быть не ниже 41%. Остаточная влажность пленки должна быть не более 3%, относительное удлинение - 10%.

Смазка служит для предотвращения возможного нарушения полуды или лаковой пленки, при штамповке жести, для уменьшения трения между жестью и штампом и снижения напряжения в жести, а также для предохранения штампов от задиров, царапин, налипания.

Смазка должна:

1) создавать прочную пленку на поверхности жести, способную выдержать высокие давления, возникающие при вытяжке;

снижать трение, а, следовательно, уменьшать усилие, необходимое для вытяжки банки;

защитить поверхность штампуемой заготовки от контакта с рабочими деталями штампа для устранения задиров, царапин и т.д.;

предупреждать коррозию жести и штампа; легко наноситься простейшими приспособлениями и легко удаляться с поверхности банок;

не вызывать неприятного запаха и быть безвредной, так как остатки смазки могут попасть в консервы.

Паяльная жидкость наносится на продольный шов корпуса при помощи вращающихся валиков. Флокс должен соответствовать следующим требованиям:

растворять следы жира, окислов и обеспечивать чистоту подлежащих пайке поверхностей;

не вызывать коррозии паяного шва;

не должен химически воздействовать с припоем, должен вытесняться с поверхности шва жидким припоем;

хорошо смываться с банок горячей водой.

3.2 Технологическая схема производства
3.2.1 Общая технологическая схема производства

Общая технологическая схема производства жестяных сборных банок включает следующие этапы:

Подготовка жести.

Готовую лакированную и литографированную жесть выдерживают в помещении цеха не менее 24 часов, проверяют на соответствие ОСТ 10-388-88, ТУ 15-03-10-06-30-93. Прошедшая испытания в химлаборатории лакированная и литографированная жесть направляется на дальнейшую переработку.

Подготовка вспомогательных материалов.

Перед использованием пасты необходимо:

перемешать пасту в пастосмесителе или в бочке до однообразной консистенции во избежание расслоения компонентов;

развести пасту питьевой водой в пастосмесителе до условной вязкости 18-25 секунд по вискозиметру ВЗ-7;

допускается разводить уплотнительную пасту до условной вязкости менее 18 сек., если это не влияет на качество пастированных крышек и массу сухого остатка;

выдержать разведенную и перемешанную пасту в емкостях для удаления пузырьков воздуха.

приготовленную пасту перед заливкой в бачок пастонакладочной машины следует профильтровать через двойной слой марли.

Подготовка оборудования.

Рабочее оборудование подготавливают по технической документации, предусматривающей правила эксплуатации машин, установленных на определенный размер изделия с учетом механических свойств и толщины перерабатываемого материала.

Подготовка оборудования заканчивается пробной его проверкой работы без нагрузки, затем при изготовлении изделий с осмотром и пооперационным измерением изделий согласно ГОСТ 26384-84. После опробования оборудование пускают в работу.

Раскрой жести на заготовки для штамповки крышки.

Лакированная или литографированная жесть в пачках (от 500 до 800 листов подвозятся электропогрузчиком грузоподъемностью не менее 0,8т., от 1000 до 1500 листов подвозится электропогрузчиком грузоподъемностью не менее 1,5т) подвозится к дисковым ножницам, где производится обрезка кромок и резка листов жести на бланки согласно картам раскроя.

Нарезанные бланки укладываются на поддон для транспортировки бланков к прессу. Высота стопы бланков должна соответствовать высоте уголков поддонов для транспортировки.

Обрезка жести направляется на прессовку в пакеты.

Штамповка и подвивка крышки.

Поддон с нарезанными бланками жести подается электропогрузчиком к прессу. Перед укладкой в магазин пресса, стопки бланков просматриваются, подравниваются по торцам на стальной плите с угольником, при помощи деревянного молотка.

Бланки жести подают в магазин пресса вручную внутренним покрытием к вакуум присосам.

Вакуум присосы подают бланки жести по одному на стол подачи, откуда они постепенно перемещаются толкателями к комбинированному однорядному или двухрядному штампу, который за один ход выполняет следующие операции:

вырубает одну или две круглые заготовки, диаметр заготовки контролируется по деталям штампа;

отгибает кромки заготовки (образует фланец крышки);

формирует рельеф крышки.

Отштампованные крышки поступают по наклонным течкам в подвивочную машину, где происходит изгиб (подвивка) фланцев конца, образуется завиток.

Пастирование и сушка уплотнительной пасты.

Концы из подвивочной машины по транспортеру или вручную поступают в магазин пастонакладочной машины, отделяются толкателями под разливочную головку.

Пастирование концов осуществляется на автоматических пастонакладочных машинах методом налива пасты в жидком виде в завиток подвивочного поля каждого конца под давлением сжатого воздуха через разливочное сопло на вращающуюся крышку.

При пастировании необходимо контролировать визуально качество наложения пленки пасты на крышках. Слой жидкой пасты должен быть без пробелов, больших пузырей.

Далее пастированные концы подаются автоматически или вручную к сушильной печи, где происходит сушка уплотнительной пасты потоком горячего воздуха при температуре 70-120°С. При сушке жидкой пасты происходит удаление влаги, образование эластичной пленки пасты. Время сушки пасты зависит от конструкции печи.

Сортировка и укладка крышки, хранение.

После сушки уплотнительной пасты пастированные концы охлаждаются, собираются в приемник и подвергаются визуальному контролю.

Рассортированные концы укладывают в стопки, обертывают бумагой и упаковывают в картонные ящики, допускаются другие виды упаковки по согласованию с потребителем.

Картонные ящики с крышками штабелюются на поддоны и направляются на суточную выдержку и далее в отгрузку потребителям.

Раскрой жести на заготовки для изготовления корпусов.

Лакированная или литографированная жесть в кипах подается электропогрузчиком на стол подавателя жести (от 500 до 800 листов подвозятся электропогрузчиком грузоподъемностью не менее 0,8т., от 1000 до 1500 листов подвозится электропогрузчиком грузоподъемностью не менее 1,5т) Затем листы автоматически подаются на стол ножниц под ножи, где происходит раскрой листа согласно карте раскроя с одновременной обрезкой кромок.

Нарезанные бланки укладываются автоматически на штабелер или поддон.

При комбинированном раскрое листа жести бланки для корпусов сборных банок № 6,8 укладываются на отдельные поддоны, наружным покрытием в одну сторону.

Обрезки жести направляются на участок прессования для формирования пакетов.

Изготовление сборных банок.

Бланки закладываются в магазин корпусообразующей машины вручную, заусенец должен быть направлен в одну сторону.

Машина автоматически выполняет следующие операции: присосы захватывают бланки по одному, подают в механизм вальцовки, где происходит прогибание бланка без образования мест сгиба, далее машина обсекает два угла с одной стороны, надсекает прорезы с другой стороны, смазывает отогнутые кромки бланков, формует цилиндрический корпус и

продольный шов в замок, смазывает шов флоксом. Замок продольного шва должен быть углублен внутрь корпуса.

После пайки с наружной поверхности корпуса тканевыми щетками удаляется лишний припой и остатки флюса. Излишки припоя собираются в металлический поддон (сборник).

Пропаянные и охлажденные корпуса подаются по транспортеру в сортировочную машину, где происходит двухсторонняя отбортовка корпуса при помощи фланцеотгибочных патронов.

Радиус и углы борта определяются технологическим инструментом и контролируются на нем.

Отбортованные корпуса транспортируются к закаточной машине. Закаточный шов банки формируется в две операции путем двойного загиба фланца дна вокруг корпуса. Закатывание производится при помощи закаточного патрона и закаточных роликов первой и второй операции. Закаточный шов должен прочно и герметично соединять корпус с дном. Внутри закаточного шва находится слой сухой уплотнительной пасты. Возможна дальнейшая очистка внутренней поверхности отбортованных корпусов от пылевидных забросов припоя.

Сортировка и укладка банок. Хранение

Готовые банки подвергаются визуальному осмотру. Качество банок должно соответствовать требованиям ГОСТ 5981-88

Сборные банки упаковываются в картонные ящики по ГОСТ 13516-86. Между рядами банок укладываются горизонтальные картонные прокладки.

На каждый ящик с банками наносится штамп с указанием: названия и товарного знака комбината, наименования продукции, количество изделий в ящике, видом внутреннего и наружного покрытия (лакированные, литографированные).

В ящик вкладывается контрольный ярлык, содержащий название и товарный знак комбината, наименование продукции, количество изделий в ящике, вид внутреннего и наружного покрытия (лакированные, литографированные). Дату и смену изготовления, фамилию упаковщика.

Картонные ящики штабелюются на поддоны.

3.2.2 Обоснование и выбор технологической схемы

Проектируемая технология прежде всего должна обеспечивать высокое качество продукции. Важным производственным показателем является выход продукции. Чем меньше потери и отходы в производстве при высоком качестве продукции, тем лучше выбранная технологическая схема.

Применяемая схема должна обеспечивать максимальную выработку продукции. Выбранная нами линия обеспечивает выход до 400 банок в час.

Также преимуществом выбранной схемы является непрерывность процесса изготовления жестяных банок. При непрерывном цикле повышается производительность в результате ликвидации остановок аппаратов и машин, устраняется задержка продукта и улучшается санитарное состояние процесса, снижаются потери, неизбежные при периодической разгрузке аппаратов.

Выбранная технологическая схема обеспечивается оборудованием, позволяющим проводить процесс в условиях максимальной механизации и автоматизации производства. Вместе с тем желательно, она является простой, не требующей сложной аппаратуры и дефицитных материалов.

Технологическая схема обеспечивает минимальные удельные затраты электроэнергии, пара, воды, холода, а также рабочей силы.

Внутрицеховой транспорт полностью исключает ручное перемещение сырья и полуфабрикатов с процесса на процесс.

3.2.3 Структурная технологическая схема

Подготовка жести Выдержка при цеховой температуре

Раскрой жести на заготовки для штамповки крышки

Штамповка и подвивка крышки

Пастирование и сушка уплотнительной пасты

Сортировка и укладка крышки

Раскрой жести на заготовки для изготовления корпусов

Корпусообразование и пайка продольного шва

Отбортовка

Закатка

Упаковка, укладка, хранение

3.2.4 Описание технологической схемы

Производство жестяных банок осуществляется в следующей последовательности. Сортированную листовую жесть, предназначенную для донышек и крышек, электрокарами доставляют со склада к фигурным ножницам, которые разрезают ее на фигурные полосы, последние собираются в стопки и передают на прессы.

Из полос на прессах штампуют донышки и крышки и затем на подвивочных механизмах подвивают их кромки. Стопки подвитых донышек или крышек загружают в приемные магазины пастонакладочной машины. В этой машине в поля донышек заливается определенное количество жидкой пасты. Стопки пастированных донышек загружают в печи для сушки пасты. Готовые донышки направляют на склад и после выдержки подают к закаточной машине.

Сортированную жесть, предназначенную для производства корпуса, доставляют к свдвоенным дисковым ножницам, которые разпрезают ее на корпусные банки. Нарезанные банки стопками загружают в магазин корпусообразующей машины. При этой выполняется ряд операций по подготовке продольного шва, формированию и пайке корпуса.

Готовые цилиндрические корпуса при помощи фрикционного подъемника и наклонных желобов направляются в отбортовочную машину, гле производится отгиб фланцев корпусов, отбортовочные корпуса таким же способом направляются к закаточной машине, которая при помощи двойного закаточного шва присоединяет к корпусам донышки.

Готовые банки (без крышек) от закаточных машин принимаются фрикционными подъемниками и направляются к воздушным тестерам для испытания их на герметичность. Проверенные анки транспортируются на склад.

Наклонные желоба устанавливают для транспортировки корпусов и банок качением под действием их собственной тяжести. Кроме того, в них накапливается небольшое количество корпусов или банок, что позволяет автоматизировать работу линии без полной синхронизации входящих в нее машин.

3.3 Научные основы технологии
3.3.1 Принципы консервации

Консервирование - это обработка продуктов особыми способами в целях предохранения их от порчи. Цель консервирования - сохранить на длительный срок продукты питания и предохранить их от порчи в результате воздействия на них микроорганизмов. Порча вызывается главным образом жизнедеятельностью микроорганизмов, а также нежелательной активностью некоторых ферментов, входящих в состав самих продуктов. Поэтому все способы консервирования сводятся к уничтожению микробов и разрушению ферментов либо к созданию неблагоприятных условий для их активности.

Существует много методов консервирования. Выбор того или иного из них зависит от вида и свойств сырья, а также от назначения готового продукта. Однако во всех случаях нужно не только сохранить сырье от порчи, но и получить продукт, обладающий высокой пищевой ценностью, обусловленной содержанием в нем биологически важных веществ (белков, жиров,; углеводов, минеральных солей, витаминов). От химического состава продукта зависят его вкус, цвет, аромат, а также калорийность и усвояемость.

Различные методы сохранения пищевых продуктов по классификации, предложенной Я.Я. Никитинским, основаны на следующих принципах:

1) поддержание жизненных процессов, происходящих в сырье и препятствующих развитию микроорганизмов (принцип биоза); на этом принципе основано, например, хранение свежих плодов и овощей;

2) подавление жизнедеятельности микроорганизмов воздействием различных физических или химических факторов (принцип анабиоза); при этом подавляются также протекающие в сырье жизненные процессы. На принципе анабиоза основано хранение пищевых продуктов при низких температурах или в атмосфере углекислого газа, консервирование путем повышения концентрации растворенных в продукте веществ, а также путем добавления химических консервантов, задерживающих развитие микроорганизмов (например, уксусной кислоты при мариновании);

3) прекращение жизнедеятельности микроорганизмов, сопровождающееся прекращением жизненных процессов в сырье (принцип абиоза), - консервирование нагреванием, действием электрического тока, ионизирующих излучений, ультразвука, добавлением химических веществ, ядовитых для микроорганизмов, а также механическим удалением микроорганизмов из продукта (стерилизующее фильтрование).

При этом ни один из этих принципов, положенных в основу классификации, не может быть осуществлён на практике в чистом виде. Чаще всего те или иные методы консервирования основываются на смешанных принципах.

3.3.2 Изменение компонентов при консервации

Издавна известно о консервирующем воздействии поваренной соли, уксусной, молочной, винной, лимонной, сорбиновой, бензойной и других кислот, диоксида углерода, этилового спирта, а также дезинфицирующей способности хлорных препаратов и т.д.

В основе механизма бактерицидного действия консервирующих средств на микроорганизмы лежат следующие явления: накопление действующих агентов на поверхности или внутри микроорганизмов /адсорбция, диффузия, активное поглощение/, химическая реакция консерванта со структурными компонентами клетки или метаболитами внутреннее, прекращение нормальных функций микроба в результате изменения химической реакции среды, постепенное или мгновенное угнетение биохимических процессов развития микробной клетки.

Известны различные способы обработки поверхности мяса в указанных целях.

Обработка полутуш водой с содержанием 0,01% активного хлора способствует снижению содержания микробов на один-два порядка к третьему дню хранения охлажденного мяса. Растворы диоксида хлора /5-25 мг/л раствора/ обеспечивает такой же эффект и позволяют избежать отбеливания пигментов и появления нежелательного задала хлора.

Применение раствора, состоящего из 4% молочной, % лимонной, 1% аскорбиновой кислот, 4% декстрозы и 1% хлорида натрия, позволяет удлинить срони хранения охлажденного мяса.

Возможно применение солей бензойной кислоты в концентрации 0,86-1% для обработки пищевых продуктов. При этом погибают бактерии плесневые грибы и дрожжи.

Обработка поверхности мяса птицы путем погружения на 0,1-2 мин в водный раствор, содержащий 0,1-5% сорбиновой кислоты или ее водорастворимых солей с добавлением 0,2% антиокислителя, задерживает микробную и окислительную порчу продукции.

Применение 2% водного раствора муравьиной кислоты, хотя и уменьшает содержание бактерий на 1,5 порядка, но приводит к потемнению поверхности мяса. Такие же последствия отмечаются при использовании янтарной кислотой.

Хороший эффект увеличения сроков хранения мяса при 10-12 °С дает его обработка /в течение 25-35 мин/ насыщенным раствором поваренной соли с содержанием 1% аммиака.

Известен простой и эффективный способ применения горячей /68-71 воды для обработки поверхности мяса перед охлаждением. Он позволяет за 6 мин снизить содержание микроорганизмов на 3-4 порядка: повышение температуры воды до 80°С приводит к гибели 99,9% кишечной палочки и сальмонелл и 96% других аэробных бактерий. Однако такая обработка сопровождается ухудшением цвета мяса. Использование острого пара, хотя и способствует гибели значительного числа микроорганизмов, но сопровождается резким изменением цвета мяса, что отрицательно сказывается на товарной оценке продукта.

Несмотря на то, что борная кислота и ее соли в некоторых странах допущены для обработки пищевых продуктов для увеличения сроков их хранения, однако экспертный комитет ФАО/ВСЗ считает неприемлемым их использование из-за отрицательного воздействия на здоровье человека.

3.4 Технико-химический контроль

Жесть должна выдерживать испытание на вытяжку сферической лунки. Глубина лунки находится в зависимости от толщины жести и для жести марки ГЖК составляет для № 20 - 6,2 мм, № 22-6,5 мм; № 25-6,7 мм; № 28-7,0 мм; № 32-7,5 мм; № 36-8,0 мм. Кроме того, жесть должна выдерживать без появления признаков надлома или отслоения олова восьмикратный перегиб на 90° вокруг губок с радиусом 1,5 мм на приборе НП-1-2 с натяжением 6 кгс.

Испытание на глубину вытяжки сферической лунки проводят по ГОСТ 10510-63.

Для испытаний на вытяжку лунки, перегиб, определения количества олова и пористости отбирают от каждой партии три контрольных листа жести из разных мест пачки или два куска полосы длиной 1 м из середины рулонов, предназначенных для наружного осмотра.

Общая толщина лаковой пленки при внутреннем двукратном покрытии банки должна составлять 12-15 мкм, для наружного покрытия допускается толщина пленки лака 9-10 мкм. Лаковая пленка должна быть равномерной, с блеском, обладать химической стойкостью (что определяется кипячением в соответствующих растворах), твердостью, эластичностью и хорошо прилипать к поверхности металла.

После испытания на прессе Эриксена эластичность и сцепляемость лаковой пленки с металлом должны быть не ниже, чем для контрольных образцов, а прочность на удар - не ниже 40 кгс-см/см2. Пленка лака должна хорошо выдерживать штамповку.

Для определения количества полуды йодометрическим методом из каждой половины контрольного листа или куска полосы калиброванным штампом выштамповывают по 10 образцов 2 диаметром 20 мм. Растворение олова на образцах с помощью соляной кислоты, титрование йодноватокислым калием и расчет количества олова на жести производят в соответствии с ГОСТ 15580-70. Йодометрический метод определения количества олова является арбитражным.

Толщину оловянного покрытия можно также определять изотопным прибором, отградуированным по эталону. По обоим методам за окончательный результат принимают среднеарифметическое трех определений.

Испытание на пористость проводят на пластинках 5 размером 100ХЮО мм. Протертые спиртом пластинки дважды смазывают раствором, приготовленным по ГОСТ 3264-46 и подогретым до 30° С. Через 10 мин следы пор должны выступить на поверхности пластинки синими точками. За окончательный результат принимают среднее число пор, приходящееся на 1 см2 поверхности пластинки.

Банки должны быть герметичными при испытании сжатым воздухом под избыточным давлением 0,05-0,1 МПа (0,5 - 1,0 кгс/см2) в зависимости от размеров банок.

Банки должны быть достаточно прочными, чтобы выдерживать без нарушения герметичности внутреннее давление при стерилизации и охлаждении консервов, наружное давление при создании вакуума внутри банок и другие внешние воздействия.

Поперечные швы должны быть гладкими, без наката, подрезов и морщин. Внутренние поверхности банок могут быть лакированными и нелакированными. Для некоторых консервов банки изготовляют только с лакированной внутренней поверхностью. Наружные поверхности банок могут быть лакированными или литографированными.

Внутренняя поверхность лакированных банок должна быть гладкой, глянцевой, без царапин, нарушений лакового покрытия и пузырчастости. Допускается неравномерность толщины лаковой пленки в пределах 2 мкм. Внутренняя и наружная поверхности нелакированных банок должны быть гладкими, без трещин, царапин и ржавчины.

На поверхности банок допускаются легкая матовость, поверхностные точки диаметром до 1 мм и легкие царапины, не нарушающие цельности полуды, мелкие крупинки олова, хорошо облуженная рябоватость и пузырьки диаметром до 2 мм в количестве не более 3 пузырьков на банку. В местах нахлестки в угловых швах допускаются с внутренней стороны банки наплывы припоя общей площадью не более 50 мм².

Уплотняющий материал не должен выступать снаружи или внутри банки из-под закаточного шва. У фигурных банок резиновая прокладка может незначительно выступать из-под закаточного шва. Отбортованные края банки должны быть одинаковой ширины и не иметь трещин или помятостей.

При приемке банок каждая партия подвергается выборочному осмотру и обмеру. Кроме того, проверяют качество лакировки и герметичность швов. Обмеру должно быть подвергнуто 0,1% количества банок от партии, но не менее 5 банок. Осмотру и проверке качества лакировки и герметичности швов должны быть подвергнуты банки в количестве 1% от партии, но не менее 50 банок.

Для измерения объема банки заполняют дистиллированной водой при температуре 20° С. При расчете объема к разности между массами наполненной и пустой банки добавляют 0,28% от массы воды в банке (для учета воздуха, содержащегося в воде). Полученный результат считают объемом банки в миллилитрах.

После стерилизации лакированных банок с растворами лаковое покрытие должно оставаться без видимых изменений.

Банки и крышки при транспотировании должны быть упакованы в картонные ящики. Допускается применение другой тары, обеспечивающей сохранность изделий.

Банки и крышки должны храниться в сухом помещении с относительной влажностью воздуха, не превышающей 75%, при температуре не ниже 0° С.

Таблица 3.8. - Схема технохимконтроля процесса производства жестяных банок

№	Точка контроля	Контролируемый показатель	Нормируемое значение параметра	Методы контроля	Средства контроля	Периодичность контроля
1	Примека сырья	глубина вытяжки сферической лунки	№ 20 - 6,2 мм, № 22-6,5 мм; № 25-6,7 мм; № 28-7,0 мм; № 32-7,5 мм; № 36-8,0 мм	Физический	НП-1-2 с натяжением 6 кгс	Каждая партия
2	количества полуды	ГОСТ 15580-70	йодометрическим методом	Растворение олова на образцах с помощью соляной кислоты, титрование йодноватокислым калием	Каждая партия
3	пористость	ГОСТ 3264-4	Физический	Протертые спиртом пластинки дважды смазывают раствором	Каждая партия
4	Приемка банок	герметичность	сжатым воздухом под избыточным давлением 0,05-0,1 МПа	Каждая партия
5	Объем	Выборочный осмотр и обмер	Заполняют дисцилированной водой	0,1% количества банок от партии, но не менее 5 банок

4. Расчетная часть
4.1 Расчет площади и объема производственного цеха

Производственную площадь цеха можно определить по удельной площади, приходящейся на единицу основного технологического оборудования. Произведем подбор технического оборудования. Все данные сведем в табл.4.1

Таблица 4.1 -Ведомость технологического оборудования

№	Наименование	Габаритные размеры	Площадь
1	Закаточная машина	1,7*1,14*1,22	1,94
2	Фигурные ножницы	2680*1925*2180	5,16
3	Паснонакладочная машина	1370*1180*1400,5	1,62
4	Автоматическая машина для прокатки донышка	3,3*1,16*1,9	3,83
5	Сдвоенные дисковые ножницы	1700*1350*1600	2,30
6	Корпусообразующий автомат	3,54*1,64*1,41	5,81
7	Паяльный автомат	0,1*1,5	0,15
8	Отбортовочная машина	1,5*0,7*1,42	1,05
9	Пресс автомат двухрядный	1800*2000*2800	3,60
10	Сушильная установка	3300*1160*1900	3,83
29,27

Таким образом, для цеха жестяно-баночного производства необходимо наименований технологического оборудования. Площадь участка определяется по формуле:

Fуч=Fсум*КП (м²)

где: Fcyм - суммарная площадь производственной проекции оборудования, устанавливаемого на участке. Кп - коэффициент плотности расстановки оборудования.

Fуч=29,3*4=117 (м2)

Принимаю фактически площадь агрегатного участка 104 м2, что не превышает допустимых отклонений от расчета величины.

4.2 Кинематический расчет отбортовочной машины

Определяем потребную мощность электродвигателя

P’эд =,

где Р - мощность на выходном валу; - общий КПД привода.

= цп3подш2зпм,

Принемаем цп = 0,95, зп = 0,98

= 0,950,9930,9820,99 = 0,88

P’эд = = 11,4 кВт

Определяем ориентировочную частоту вращения вала электродвигателя

nэд = nвыхuобщ,

где nвых - частота вращения на выходном валу; uобщ - общее передаточное число привода.

uобщ = uцп uред,

где uцп = (1,5...4,0) - передаточное число цепной передачи; uред = (8...

40) - передаточное число редуктора.

uобщ = (1,5...4,0) (8...40) = (12 - 160)

nэд = 6 (12...160) = 72...960

nа = nс (1 - S),

где nс = 750 - синхронная частота вращения; S = 25% - скольжение.

nа = 750 (1 - 0,025) = 731 мин-1

По расчетной мощности электродвигателя и диапазона значений частоты вращения вала выбираем электродвигатель мощностью 11 кВт, и сводим технические данные в сравнительную таблицу

Таблица 4.1

Тип электродвигателя	P’эд, кВт	nа, мин-1	Тпуск/Тном	Тмакс/Тном	, %	Диаметр вала, мм
4А160М8УЗ	11	730	1,4	2,2	87	48

Определяем кинематические и силовые параметры на каждом из валов привода:

Вал А (вал электродвигателя)

мощность Ра = Р’эд = 11,4 кВт, число оборотов nа = nэд = 730 мин-1

крутящий момент Та = 9550 = 9550 = 149,1 Нм

Вал В (вал редуктора):

Рв = Рам = 11,40,99 = 11,3 кВт

nв = nа = 730 мин-1

Тв = Та = 149,1 Нм

Вал С (тихоходный вал редуктора):

Рс = Рв3подш2зп = 11,30,9930,982 = 10,5 кВт

nс= nв / uред = = 23,2 мин-1

uред = 31,5

Тс = 9550 (Рс / nс) = 9550 = 4322,2 Нм

Уточним uцп:

uобщ = nа эд / nвых = = 121,7, uцп = uобщ / uред = = 3,9

Вал D (выходной вал):

Рд = Рсцп = 10,50,95 = 10,0 кВт

nд = nc / uцп = = 6,0 мин-1

Тд = 9550 (Рд / nд) = 9550 = 15916,7 Нм

Данные кинематического расчета сводим в табл.2

Таблица 4.2

Параметры Вал	Р, кВт	n, мин-1	Т, Нм
А	11,4	730	149,1
В	11,3	730	149,1
С	10,5	23,2	4322,2
D	10,0	6,0	15916,7

Редуктор выбирается последующим параметрам: Передаточное отношение точно соответствует кинематическому расчету; Расчетный крутящий момент на тихоходном валу редуктора Тс, с учетом режима работы, не должен превышать допустимый крутящий момент на валу стандартного редуктора

Тр = (ТномКреж) [Т]

Для тяжелого режима работы Креж = 2,0...3,0

Тр = 40322,2 (2,0...3,0) = 8644,4...12966,6 Нм

Величина консольной нагрузки на тихоходном и быстроходном валах редуктора не должна превышать допустимых значений. По номинальному передаточному числу частоты вращения быстроходного вала, а также используя Тном, подбираем редуктор: Ц2У - 355Н

[Т] = 1300 Нм

Радиальные консольные нагрузки на концах валов:

FB = 5000 Н; FT = 28000 Н.

4.3 Расчет мощности электропривода отбортовочной машины

Определить мощность приводного электродвигателя отбортовочного автомата при следующих исходных данных: обрабатываются корпуса банок 8, d=99 мм. толщина жести s=0.32 мм, производительность машины Q=300 корпусов в минуту, число пар отбортовочных патронов i=6, угол поворота ротора во время отбортовки , одновременно, отбортовываются r=2 корпуса, к. п. д. машины =0,2, пре. дел текучести жести о =35 кгс/мм2.

1. Максимальное усилие сжатия корпуса:

, где

Rs-экспериментальный коэффициент, а -коэффициент, для жести равен 1,5, s-толщина жести корпуса b=0,03

=0,153 мм

Где -предел текучести жести

Рм=0,153*99*35*9,81=5200 Н

2. Работа для отбортовки одного корпуса по формуле

=0.53*Рм*l

Где

Ро - начальное усилие на отбортовочных патронах, Н, Рм - максимальное усилие на отбортовочных патронах, l- общий ход патрона при отбортовке

Аl=0.53*5200*0.008=22 Дж

3. Продолжительность отбортовки корпуса

Где -угол поворота при отбортовке, град

i-число отбортовочных патронов на роторе

Q-минутная производительность машины

(80*6) / (6*300) =0.27 c

4 Мощность приводного электродвигателя по формуле

Где r-количество корпусов, обрабатываемых одновременно

-к. п. д. передачи от электродвигателя к отбортовочным патронам

N=22*2/ (1000*0,27*0,2) =0,82 кВт

Таким образом требуемая мощность эленктродвигателя отбортовочного автомата равна 0,82 кВт.

4.4 Расчет мощности нагрева паяльного устройства

Расчет мощности нагревательных элементов. Качество пайки продольного шва корпуса зависит от ряда факторов, в том числе от температуры расплавленного припоя. Электрическая мощность нагревательных элементов должна быть достаточной для обеспечения постоянной температуры расплавленного припоя.

4.4.1 Расчет мощности электронагревателя в режиме разогрева паяльной ванны

V-объем припоя в паяльной ванне=0,01м³

-продолжительность разогрева-0,5 ч

Температура припоя в t=330С

- плотность олова-7300 кг/м³

-плотность свинца-11340 кг/м³

Содержание припоя: 40% олова, 60% - свинца

Темлоемкость олова С1=0,06 ккал/кг*град

Темлоемкость свинца С2=0,03 ккад/кг*град

Температура окружающей среды t0=20С

Теплота плавления олова =14,5 ккал/кг

Теплота плавления свинца 5,5 ккал/кг

Скорость движения транспортера 0,2 м/с

Потери тепла в окружающую среду 0,5*Q

Масса припоя в паяльной ванне, кг:

M=V/ (0.4/+0.6/)

М=0.01/ (0.4/7300+0.6/11340) =92.9 кг

Масса олова в паяльной ванне, кг:

М1=0,4*М

М1=0,4*92,9=37,2 кг

Масса свинца в паяльной ванне:

М2=0,6*М

М2=0,6*92,9=55,7 кг

Количество тепла на нагрев олова до 330С, ккал:

Q1=C1*M1* (t-t0)

Q1=0,06*37,2* (330-20) =691,2 ккал

Количество тепла на нагрев свинца до 330С, ккал:

Q2=C2*M2* (t-t0)

Q2=0,03*55,7* (330-20) =518,4 ккал

Количество тепла, необходимого для плавления олова, ккал:

Q1п=r1*M1

Q1п=14,5*37,8=538,8 ккал

Количество тепла, необходимого для плавления свинца, ккал:

Q2п=r2*M2

Q2п=5,5*55,7=306,6 ккал

Суммарное количество тепла, ккал:

Q=Q1+Q2+Q1п+Q2п, Q=691,2+518,4+538,8+306,6=2055 ккал

Мощность необходимая для разогрева ванны, Вт:

N= (q*Q) /, N= (4190*2055) / (0.5*3600) =4784 Вт

Таким образом мощность электронагревателя в установившемся режиме составит 4784 Вт=5кВт

4.4.2 Расчет мощности электронагревателя паяльной ванны в установившемся режиме

Вид банки: № 8, Высота=0,532 м

М-масса припоя на 1000 банок=0,34 кг

Содержание припоя: 40% олова, 60% - свинца

Темлоемкость олова С1=0,06 ккал/кг*град

Темлоемкость свинца С2=0,03 ккад/кг*град

Температура окружающей среды t0=20С

Температура припоя в изначальной ванне t=330С

Теплота плавления олова =14,5 ккал/кг

Теплота плавления свинца 5,5 ккал/кг

Скорость движения транспортера 0,2 м/с

Потери тепла в окружающую среду 0,5*Q=4190

Масса припоя, расходуемого на 1 банку:

M=M/1000=0.34/1000=0.34*

Количество банок проходящих по транспортеру за 1 секунду шт/сек

n=v/h=0.2/0.532=3.8

расход припоя, кг/сек:

G=m*n=3,8*0,34*10^-3=1,29*

Расход тепла на нагрев олова до 330 С, ккал/с:

Q1=0,4*С1*G* (t-t0) =0,4*0,06*1,29** (330-20) =

Расход тепла на нагрев свинца до 330 С, ккал/с:

Q2=0,6*С2*G* (t-t0) =0,6*0,03*1,29** (330-20) =

Расход тепла на плавление олова, ккал/с:

Q1п=0,4*r1*G=0.4*14.5*1,29*=

Расход тепла на плавление свинца, ккал/с:

Q2п=0,6*r2*G=0.6*5,5*1,29*=

Суммарный расход тепла с учетом потери тепла в окружающую среду, ккал/с:

(Q-0.5*Q) =Q1+Q2+Q1п+Q2п= (9,6+7,2+7,5+4,3) * =42,9*

Мощность электронагревателя в установившемся режиме работы, Вт:

N=q*Q=4190*42.9=180 Вт

Таким образом мощность электронагревателя в установившемся режиме составит 180 Вт

4.5 Состав машин и аппаратов

Основным критерием при выборе того или иного типа машин являются: производительность, отвечающая требованиям производства, надежность в эксплуатации, удобство обслуживания, возможность автоматизации работы машин и увязывания их в одну поточную автоматическую линию.

Линия "Nagema" делится на два отделения: концевое, где изготовляют донышки и крышки банок, и корпусное, где изготовляют корпуса и банки.

В состав линии входит следующее основное оборудование: двухрядные фигурные ножницы, два двухрядных пресса с подвивочными устройствами, две линийных односопловых пастонакладочных машины, туннельная печь для сушки пасты на донышках банок, сдвоенные дисковые ножницы, корпусообразующая машина, отбортовочная машина, две двухбашенных закаточные машины, два двухколлесных автоматических испытательных воздушных тесторов, четыре фрикционных подъемников.

Отбортовочная машина.

Отбортовочная машина предназначена для двухстороннего отгиба фланца у корпусов жестяных банок при помощи бокового воздействия прижимных роликов на кромки корпуса, опирающегося с двух сторон на отбортовочные патроны.

Машина предназначена для двусторонней отбортовки фланцев у корпусов цилиндрических консервных банок при помощи специальных инструментов - отбортовочных патронов.

Станина машины чугунная. На валу укреплены два барабана с шестью цилиндрическими гнездами каждый, в которые вставлены ползуны. На одном конце каждого ползуна укреплены патроны, а на другом - ролики, движущиеся в пазах неподвижных кулачков. Поступающие по желобу корпуса попадают в вырезы звездочек. При вращении вала корпус банки, находящийся в вырезе звездочки, с двух сторон сжимается патронами, которые входят в корпус и отгибают фланцы в соответствии с профилем патронов. После поворота барабанов на некоторый угол патроны расходятся под действием кулачков, обработанный корпус попадает в наклонный желоб и скатывается вниз.

Рабочий вал и барабаны с патронами приводятся в движение от электродвигателя через клиноременную передачу и цилиндрические зубчатые колеса. Электродвигатель укреплен на шарнирной плите, которая позволяет регулировать натяжение клиноременной передачи. Маховик служит для прокручивания машины вручную.

Настройка машины на изготовление корпусов другого диаметра производится в такой последовательности: заменяют звездочки, ставят патроны соответствующего размера. При настройке машины на другую высоту корпуса без изменения его диаметра регулируют сечение желобов на соответствующие размеры корпуса и регулируют положение правого барабана на валу по отношению к левому барабану. Регулировка осуществляется вращением установочной муфты посредством гайки.

Техническая характеристика

Производительность в шт/мин	300
Скорость вращения барабана в об/мин	50
Мощность электродвигателя в кВт	1,1
Предел регулировки по высоте корпусов в мм	40-130
Допускаемые диаметры корпусов в мм	50-113
Размер	1500*700*1425

Закаточная машина.

Закаточная машина предназначена для укупорки наполненных консервных банок фигурной или круглой формы посредством обкатки фланцев банки и крышки закаточными роликами 1-й и 2-й операций. Закатывание производится вращающейся закаточной головкой, банка неподвижна.

Машина имеет привод, закаточную головку, механизм для подачи банок под закаточную головку и нижний патрон с механизмом подъема. Станина машины литая, чугунная и состоит из коробчатого основания и Г-образной стойки.

Индивидуальный электродвигатель установлен на стойке и прикреплен к поворотной плите, что позволяет регулировать натяжение клиноременной передачи. Электродвигатель через клиноременную передачу приводит во вращение фрикционную муфту, а через нее приводной вал, на котором установлены на шпонках три конические шестерни. Коническая шестерня через такую же шестерню вращает вертикальный вал, который через червячный редуктор передает вращение кулачковому валу с закрепленными на нем дисковыми кулачками. Один из них с помощью рычага поднимает и опускает нижний патрон, а другой приводит в движение выталкиватель банки. На кулачковом валу имеется также коническая шестерня, приводящая в движение коническую и цилиндрическую шестерни, объединенные в блок. Закаточная головка приводится во вращение от конических шестерен приводного вала, вращающих конические шестерни; шестерня несет на себе кулачки; вместе с шестерней вращается планшайба с закаточными роликами. Вращение осуществляется вокруг неподвижного патрона и жестко соединенного с ним копира. Последний через рычажные механизмы заставляет закаточные ролики следовать по фигурному периметру банки. Копир и верхний патрон могут быть заменены в зависимости от размеров и формы банки.

В процессе работы закаточной машины кулачки и закаточные ролики вращаются вокруг оси закаточной головки, причем ролики делают 251 об/мин, кулачки--240 об/мин. В результате, относительного движения кулачки управляют радиальным перемещением закаточных роликов, т.е. подводят их к фланцу крышки и отводят от него. При этом копир обеспечивает движение закаточных роликов по контуру банки, так как закаточные ролики с помощью рычажного механизма связаны не только с кулачками, но и с копиром.

Работа машины осуществляется следующим образом. Банку вручную устанавливают вместе с крышкой в очередной вырез периодически вращающейся звезды, которая подводит ее к нижнему патрону. После установки банки на нижнем патроне выталкиватель с помощью кулачка опускается и прижимает крышку к банке. Затем кулачок поднимает нижний патрон вместе с банкой и прижимает ее к верхнему патрону. Вместе с банкой поднимается выталкиватель, продолжая прижимать к ней крышку, чему способствует пружина выталкивателя.

После прижатия банки с крышкой к верхнему патрону начинают сближаться ролики первой операции. По окончании первой операции закатывания ролики первой операции расходятся и ролики второй операции заканчивают формование закаточного шва. Когда ролики второй операции разойдутся и освободят банку, выбрасыватель снимает ее с верхнего патрона, банка опустится вместе с нижним патроном на стол и возвратится в вырез звезды. Поворотом звезды банка выносится за пределы направляющих для передачи на последующую обработку.

Техническая характеристика

Производительность в шт/мин	до 300
Диаметр банки в мм	72 - 100
Высота банки в мм	35 - 120
Число закаточных позиций	6
Мощность двигателя в кВт	4,5
Масса в кг	2000
Габаритные размеры в мм:	1700*1140*1220

Фигурные ножницы.

Фигурные ножницы представляют собой кривошипный пресс, предназначенный для раскраивания листовой жести на фигурные полосы.

Машина используется для раскроя листов жести на двухрядные фигурные полосы, из которых на автоматических прессах штампуют донышки и крышки. Машина выполняет две основные технологические операции: обрезает кромки листа при помощи двух пар дисковых ножей; разрезает обрезанный лист на фигурные полосы с помощью одностороннего режущего инструмента (штампа), работающего подобно ножницам.

К основным элементам машины относятся: станина, механизм подъема жести, механизм подачи жести, цепной транспортер, привод, режущий элемент - фигурный гильотинный нож.

Рабочий процесс осуществляется в такой последовательности. Включенный электродвигатель вращает маховик вхолостую. При перемещении рукоятки включают коленчатый вал, от которого приводятся в движение все остальные валы и механизмы машины. Очередной лист жести вручную кладут на приемный стол, фиксируя боковую сторону по направляющей. Подающая планка при движении вперед захватывает лист жести и подает его к дисковым ножам, которые обрезают узкие полоски с двух сторон листа и выносят обрезанный лист на основной стол машины.

Реечный транспортер подающими пальцами упирается в задний край листа и толкает его вперед, после этого транспортер возвращается в исходное положение, причем передние пальцы проходят под листом. После остановки листа верхние ролики опускаются и прижимают лист к принудительно вращающимся нижним роликам, которыми лист подается назад до упора в фиксаторы. В этот момент ползун опускается и режущий инструмент обрезает переднюю кромку листа. Затем реечный транспортер второй парой пальцев снова подает лист жести вперед, при этом ролики вторично фиксируют линию реза, и режущий инструмент отрезает от листа двухрядную фигурную полосу, которая падает в магазин.

Расстояние от упоров-фиксаторов до режущей кромки инструмента подобрано так, что все полосы получаются равной ширины. Верхний режущий инструмент (пуансон) имеет крышеобразную форму с впадиной по центру, благодаря этому лист разрезается постепенно и одновременно с двух сторон. Это уменьшает усилие резания и предотвращает возможность сдвига листа в сторону. Обычно угол наклона а менее 1°.

При регулировке хода ползуна следует исходить из того, чтобы центр верхнего ножа в крайнем нижнем положении перекрывал нижнее лезвие рабочего инструмента на 2-3 мм. Фигурные ножницы должны выдавать полосы одинаковой длины, по ширине допускаются колебания в пределах не более 0,2 мм, при этом полосы должны быть гладко срезаны без загибов и заусенцев. Зазор между режущими кромками верхнего и нижнего ножей должен составлять примерно 10% толщины обрабатываемой жести.

Техническая характеристика фигурных ножниц

Производительность в шт/мин	100 - 200
Наибольшая ширина ленты в мм	380
Наибольшая величина подачи в мм: одинарной двойной	380 760
Мощность двигателя в кВт	0,8
Габаритные размеры (длина х ширина х высота) в мм	2680X1925X2180

Автоматический пресс.

Машина предназначена для изготовления крышек жестянобаночном производстве. Представляет собой однокривошипный пресс простого действия с открытой двухсторонней наклонной станиной.

В отличие от других прессов в прессе Nagema используются пластинчатые муфта включения и тормоз, которые приводятся в действие сжатым воздухом и управляются кнопками с помощью электромагнита. Сжатым воздухом приводятся в движение также механизмы, перемещающие внутри пресса полосы жести, кроме механизма для продольной подачи полос, имеющего механический привод. Все движущиеся детали пресса, в том числе шкив-маховик, ползун со штампами, механизмы для подачи жести и другие, закрыты кожухами.

Пресс имеет наклонную станину, скрепленную двумя штангами. Электродвигатель с помощью клиноременной передачи вращает маховик. В маховик встроена пластинчатая муфта, соединяющая шкив с коленчатым валом. Передвижной щиток со смотровым окном прикрывает ползун со штампами. За кожухом помещены шестерни и кулацки системы воздухо-распределения. На выносном кронштейне со столом смонтированы механизмы для подачи жести и магазин. Механизм вальцов для выброса отходов жести после штампования приводится во вращение индивидуальным электродвигателем. Сближение выбрасывающих валков осуществляется пневматически.

Сзади станины расположен поршневой вакуум-насос для создания вакуума в присосах. Централизованная смазка производится насосом. Пусковое электрооборудование и сигнализационная лампа помещены в кожухе, а кнопки включения - на пульте.

Для пуска пресса в работу включают электромагнит, открывающий клапан, через этот клапан и ниппель сжатый воздух поступает в цилиндр муфты. Тогда поршень перемещается влево, пластины тормоза освобождаются, а пластины муфты сжимаются, соединяя маховик с коленчатым валом.

Пресс начинает работать. При выключении электромагнита в цилиндре устанавливается атмосферное давление, под действием пружин поршень совершает движение вправо, выключая муфту и включая тормоз. Пресс останавливается.

Техническая характеристика:

Производительность в шт/мин.	300
Усилие штамповки в Кн	400
Кол-во ходов в минуту	150
Габаритные размеры (длина х ширина х высота) в мм	1800 х 2000 х 2100

Пастонакладочная машина.

Пастонакладочная машина линейного типа "Нагема" предназначена для заливки жидкой пасты на предварительно подвитой фланец дна или крышки диаметром 43-113 мм.

Машина состоит из станины, привода, компрессора, воздушного баллона, бака для пасты, магазина для подачи крышек, пастонакладочного механизма, стопкособирателя. промежуточной станции и муфты включения

Фрикционная муфта предназначена для включения и выключения машины. От вала приводного шкива через пару цилиндрических шестерен и вращение передается валу, от которого через шестерни приводится в движение поршневой компрессор, нагнетающий воздух по шлангу в ресивер. Через шестерни приводится в движение вал шкив. На валу приводного шкива установлен штурвал, с помощью которого прокручивают машину вручную в процессе ее регулирования и настройки.

Пазовый кулачок обеспечивает подъем и опускание патрона, который дополнительно вращается от цилиндрических шестерен через пару конических шестерен.

Каретка, подающая крышки из магазина к патрону, промежуточной станции и в стопкособиратель, совершает возвратно-поступательное движение с помощью двуплечего рычага. Одно плечо этого рычага через тягу связано с кареткой, а второе плечо соединено с кривошипным пальцем пазового кулачка. Кулачок предназначен для перекрытия сопла в камере с помощью запорной иглы, при котором прекращается подача пасты из камеры. Поднимается игла пружиной.

Дно или крышка банки на патроне фиксируется щупом, который одновременно является блокирующим устройством, допускающим подачу пасты из камеры только при наличии крышки на патроне.

При подготовке машины к работе бак наполняют пастой, а в ресивере с помощью компрессора создают необходимое давление воздуха. Магазин наполняют крышками и включают машину. Каретка своим первым упором отделяет по одной крышке из магазина и, двигаясь возвратно-поступательно, подает каждую крышку на патрон в момент его опускания.

После пастирования крышка вторым упором каретки снимается с патрона и подается на промежуточную станцию и далее, третьим упором, - в стопкособиратель. Стопки пастированных крышек периодически вынимают вручную из стопкособирателя и направляют в сушильную печь.

Для нормальной работы пастонакладочной машины избыточное давление воздуха в ресивере необходимо поддерживать в пределах 0,3-0,35 МПа (3-3,5 кгс/см2). Оптимальное избыточное давление пасты в баке 36 должно быть 0,03-0,04 МПа (0,3-0,4 кгс/см2).

Техническая характеристика

Производительность в шт/мин	150 - 160
Диаметры концов в мм	50 - 100
Мощность электродвигателя в кВт	0,52
Габаритные размеры в мм:	1370*1180*1400
Масса в кг	480

Сушильные установки.

Машина предназначена для высушивания уплотнительной пасты, нанесенной на крышки.

Основными элементами машины являются: станина, привод, рабочие элементы - шнековые валы, нагревательный элемент.

На каркасе смонтирована сушильная камера прямоугольного сечения с двойными стенками. На камере установлен калорифер с электрическими нагревательными элементами и вентилятор, присоединенный к калориферу. Рядом с сушильной камерой расположена охлаждающая камера, в верхней части которой расположен осевой вентилятор.

Через обе камеры пропущен пластинчатый транспортер, приводимый в движение от электродвигателя через редуктор. Полотно транспортера натягивается механизмом, расположенным с загрузочной стороны сушилки. Камеры торцов перекрываются двухстворчатыми дверцами, открывающимися в сторону движения полотна.

В сушильную камеру воздух нагнетается по каналам, образованным двойными стенками, и через отверстия во внутренних стенках. Температура воздуха регулируется терморегулятором, замеряется температура термометром, установленным на боковой стенке. Сушилку предварительно прогревают, затем на движущееся полотно устанавливают концы, уложенные в стопки, высотой немного меньше высоты канала камеры. Перемещаясь, стопки нажимают на дверцы, открывают их и поступают в камеру. Под действием горячего воздуха крышки постепенно нагреваются, жидкая фаза пасты испаряется и уносится циркулирующим воздухом.

В процессе работы часть воздуха, насыщенного парами, прорывается через дверцы наружу, определенное количество свежего воздуха систематически засасывается в систему и включается в рециркулирующий воздушный поток. К сушильной камере подводится вытяжная вентиляция.

Техническая характеристика
Nagema

Производительность в шт/час	До 10000
Продолжительность сушки в мин	20
Температура сушки в °С	65 - 70
Мощность электродвигателя в кВт:
привода	0,6
вентилятора	1,0
осевого вентилятора	0,27
нагревательных элементов	5,0
Габаритные размеры в мм:	3300*1160*1900
Масса в кг	560

Сдвоенные дисковые ножницы.

Предназначены для раскроя листовой жести на бланки для корпусов.

Основные элементы машины: механизм подъема жести, механизм подачи жести, станина, привод, цепной транспортер, рабочим инструментом являются дисковые ножи.

Особенностями сдвоенных дисковых ножниц "Нагема" является наличие периодически движущегося толкателя на обрезном столе и отсутствие его на нарезном столе, где подача полос жести производится цепями с пальцами, а также отсутствие центрирующих механизмов и кинематической связи с автоматическим подавателем жести, вследствие чего листы жести на ножницы "Нагема" подают только вручную.

Эти ножницы имеют два приводных электродвигателя. Один из них через зубчатую передачу приводит в движение валы дисковых ножей обрезных ножниц и выбрасывающие валики, а второй приводит в движение валы нарезных дисковых ножниц, выбрасывающие валики а также транспортирующие устройства обрезных и нарезных ножниц.

Машина работает следующим образом. Лист жести вручную или автоматическим подавателем укладывается на плоскость обрезного стола. Здесь он захватывается пальцами цепи и подается к дисковым ножам, при этом центрирующий механизм ориентирует лист жести по боковым сторонам перед разрезанием. Дисковые ножи обрезают боковые кромки листа и разрезают лист на две полосы, ширина которых равна длине корпусного бланка 1К. Полосы поступают на нарезной стол. Затем пальцы подающего транспортера нарезного стола захватывают каждую полосу отдельно и подают ее к нарезным дисковым ножам. Перед нарезными ножами пальцы каретки догоняют лист и проталкивают его вперед, к ножам, последние обрезают боковые кромки полос и разрезают их по ширине корпусных бланков. Нарезанные бланки поступают в секции приемного магазина.

Техническая характеристика

Производительность в шт/мин	30
Наибольшие размеры листа в мм	810*750
Наименьшая ширина заготовок в мм	45
Мощность электродвигателя в кВт	2,2
Габаритные размеры машины в мм:	1700*1350*1600
Масса машины в кг	1600

Корпусообразующие автоматы.

Корпусообразующий автомат "Нагема" предназначен для изготовления корпусов цилиндрических банок диаметром 50-115 мм и высотой 50-125 мм. Этот автомат состоит из магазина для бланков, механизма присосов, реечного транспортера, механизма для просечки и отсечки углов бланка, механизма для загиба кромок, узла для предварительной смазки краев бланка флоксом, формующего патрона, обжимного механизма (механизма крыльев), молота, устройства для дополнительной смазки флоксом шва корпуса банки, паяльного рога, паяльного вала, цепного транспортера, щетки для снятия излишков припоя, воздуходувки и выносного транспортера.

Машина автоматически выполняет следующие технологические операции: выдает по одному бланку из магазина, отсекает два угла с правой стороны бланка и просекает прорези с левой стороны, отгибает края бланка в противоположные стороны, смазывает флоксом отогнутые кромки бланка, формует цилиндрический корпус и продольный шов, вторично смазывает шов флоксом, наносит расплавленный припой на шов корпуса, снимает излишек припоя с продольного шва и охлаждает шов воздухом, подаваемым вентилятором.

Чтобы обеспечить безопасность эксплуатации автомата и уменьшить количество брака, на четырех рабочих станциях устанавливают электрические выключатели, которые автоматически выключают машину, если:

а) присосы забрали из магазина больше одного бланка. При этом рычаг замыкает электроконтакты и машина выключается;

б) при подаче бланков к механизмам отсечки углов, отгиба краев и формующему патрону они сомнутся. При подъеме смятым бланком прижимных направляющих рычаг замкнет электрическую цепь и машина будет выключена;

в) бланк выходит из патрона несформованным в цилиндр; края бланка при этом упрутся в контактный рычаг и машина выключится;

г) при неполадках в цепном конвейере втулка валика выбрасывателя корпусов с рога на выносной транспортер поднимается и машина выключается.

После включения автомата в работу присосы, поднимаясь, захватывают нижний бланк и, опускаясь, выбрасывают его из магазина. При этом бланк дугообразно прогибается. В нижнем положении вакуум в присосах нарушается. В этот момент задние пальцы реечного транспортера подхватывают бланк и подают его к механизму отсечки углов и просечки прорезей, бланк при этом точно фиксируется.

Пуансоны, опускаясь, отсекают два угла на одной стороне бланка и просекают прорези на второй стороне. Затем они поднимаются, а реечный транспортер переносит бланк к механизму отгиба кромок. Бланк с загнутыми краями смазывается флоксом и подается. реечным транспортером на формующий патрон, который после точной установки бланка немного поднимается и прижимает его к опорной планке. Затем формующие крылья опускаются, огибают бланк вокруг патрона и застегивают его отогнутые края (крючки). При помощи расширителя боковые щеки патрона раздвигаются и молот ударяет по шву, в результате чего формуется продольный шов.

Средним реечным транспортером склепанный корпус переносится на конец рога. Ролики смазывают продольный шов флоксом, корпус подхватывается цепным транспортером и протаскивается над паяльным валом. Вал, вращаясь наносит на продольный шов корпуса тонкий слой расплавленного припоя; излишек припоя снимается вращающимся матерчатым диском и сбрасывается в специальный ящик. После этого корпус перемещается цепным транспортером над воздухопроводом, где шов охлаждается.

Корпус снимается с рога выбрасывателем, установленным на валике звездочки цепного транспортера, и подается на выносной транспортер, направляющий его в приемную часть фрикционного подъемника.

Техническая характеристика

Производительность в шт/мин	200- 250
Диаметр корпуса в мм	52 - 100
Высота корпуса в мм	56 - 126
Толщина жести в мм	0,21 - 0,28
Мощность электродвигателя, Квт	4,8
Габаритные размеры в мм:	8250*2000*1500
Масса в кг	4800

Паяльный автомат.

Паяльный автомат последовательно выполняет следующие технологические операции: смазку продольного шва паяльной жидкостью, прогрев и пайку шва, очистку шва от налипшего припоя и охлаждение шва.

Паяльный вал установлен в подшипниках, укрепленных на чугунной ванне, и приводится во вращение звездочкой, которая цепной передачей через коробку скоростей связана с распределительным валом. Паяльная ванна снабжена камерой, в которой расплавляют твердый припой. Ванна обогревается электронагревательными элементами, установленными в ее днище. Припой загружают в ванну до уровня оси паяльного вала, температура припоя регулируется автоматическим терморегулятором.

Продолжительность нагрева припоя в ванне 120-140 мин. Температура расплавленного припоя не должна превышать 320° С для банок из белой жести нелакированных и 300° С для лакированных. Регулируют паяльный вал совместно с ванной по отношению к рогу ручными маховичками.

Для нормальной пайки корпусов большое значение имеет частота вращения паяльного вала. Оптимальная частота вращения на один корпус за время его прохода по валу составляет 4-8 об.

Вследствие капиллярных свойств продольного шва при пайке в него втягивается жидкий припой, облуживающий крючки шва со всех сторон. Для очистки пропаянного шва снаружи и снятия с него излишков припоя имеется матерчатый диск, который приводится во вращение от распределительного вала.

После снятия излишков припоя корпус транспортируется вдоль щели, через которую от вентилятора поступает охлаждающий воздух. Длина щелевого воздухопровода около 3 м, что обеспечивает достаточное охлаждение корпусов.

Техническая характеристика

Размеры паяльного шва (диаметр х длина) в мм	100 х 1500
Потребляемая мощность нагревательных элементов паяльной ванны в кВт	17,0
Мощность электродвигателя в кВт:
паяльного автомата	2,8
вентилятора охлаждения	1,7

Автомат для контроля герметичности банки.

Автомат для испытания герметичности жестяных цилиндрических банок (называемый также тестер) является контрольной многопатронной машиной, которая отбраковывает негерметичные банки и одновременно сигнализирует о дефектах в работе жестяно-баночной линии.

Банки испытываются на герметичность, как правило, при помощи сжатого воздуха, подаваемого непосредственно в банку или испытательный патрон, в котором находится банка.

Из ресивера сжатый воздух через конусный золотник одновременно поступает в испытываемую банку и контрольный сосуд. Так как наполнение воздухом происходит одновременно, а банка и сосуд сообщаются между собой, то независимо от колебаний давления воздуха в сети в испытываемой банке и контрольном сосуде устанавливается одинаковое давление.

По окончании периода испытания, составляющего время оборота ротора автомата на ~300°, банка и контрольный сосуд через золотник сообщаются с мембранным датчиком. При негерметичности банки давление воздуха со стороны контрольного сосуда будет больше и через рычаг 5 замкнется контакт датчика. При помощи электронного усилителя полученный импульс передается на сортировочное устройство Для получения высокой чувствительности тестера необходимо, чтобы все трубки от банки и контрольного сосуда были одинаковой емкости и сопротивление протеканию воздуха в них было бы также одинаковым.

Производительность автомата составляет в зависимости от размерив банок до 200 шт/мин. В автомате можно испытывать банки диаметром от 50 до 115 мм и высотой от 40 до 140 мм. Рабочее давление автомата 0,1 Мн/м* (1 кГ/см2). Колебание давления в пределах ±0,01 Мн/м2 (±0,1 кГ/см2) не влияет на чувствительность. Последняя равна потере 25 см3 воздуха из банки за 1 мин.

5. Автоматизация технологического процесса
5.1 Параметры контроля и регулирования

Сведения о контролируемых параметрах сведены в таблицу 5.1.

Таблица 5.1. - Контролируемые параметры

Наименование параметра	Обозначение	Номинальное значение	Пределы измерения	Требования к точности измерения
Температура воз-духа в камере нагрева	Тв	400 ºС	350-500 ºС	5 ºС
Скорость воз-духа в камере нагрева	Sв	25м/с	20 - 30м/с	1м/с

Регулируемые параметры сушильной камеры:

температура воздуха в камере нагрева - Тв;

Управляющие параметры:

включение и выключение основного и вспомогательного ТЭНов.

Возмущающие параметры:

загрузка печи;

температура и влажность воздуха на входе в камеру;

Принципиальная электрическая схема состоит из трех блоков; измерительный блок И-С-62, регулятора типа РП-2-СЗ и системы импульсного фазного устройства (СИФУ).

Измерительное устройство представляет собой мост переменного тока, одним из плеч которого является термопара ТП. Заданное значение температуры может устанавливаться за датчиком R2 или корректором R7. Питание моста осуществляется от вторичной обмотки трансформатора TV2. Изменение температуры вызывает изменение ЭДС термопары. На диагонали моста появляется переменное напряжение. Напряжение питания изменяется резистором R8. С помощью этого резистора устанавливается чувствительность измерительного блока. Появившееся напряжение сигнала ошибки поступает через входной трансформатор ТV1 на транзисторный усилитель, затем сигнал поступает на выходные и соответственно на входные клемы электрического регулятора, демпфируется с помощью цепочки R14-С3. Постоянная времени этой цепочки может изменятся с помощью сопротивления R14. Сумма сигналов через защитное сопротивление R16 поступает на модулятор образованный диодами VD5, VD6 и резисторами R17, R 18, R19. С помощью резистора R18 мост балансируется при отсутствии сигнала на входе. Мост питается от генератора переменного напряжения частотой 500 кГц, собранного в модуле питания. С этого же модуля через конденсатор С5 подается напряжение прямоугольной формы частоты 50Гц, формируемое с помощью опорного диода VD10. Ёмкость р-n-перехода диодов VD5 и VD6 зависит от величины и направления приложенного к диодам напряжения. Поэтому напряжение 50 Гц разбалансирует мост и напряжение 500 кГц, подаваемое на другую диагональ, проходит через разбалансированный мост. При этом амплитуды сигнала 500 кГц одинаковы в оба полупериода сигнала УТЗ изменяется направление тока в управляющих обмотках. Таким образом, модуль усилителя в целом имеет на входе и выходе сигналы постоянного напряжения. Наличие модулятора и демодулятора приводит к существенному уменьшению дрейфа усилителя.

Управляющая обмотка магнитного усилителя расположена в модуле триггера. Модуль триггера состоит из магнитного усилителя, охваченного положительной обратной связью с тиристором на входе. Два магнитных усилителя собраны на четырех пермаллоевых сердечниках каждый. Обмотки 1-1 и 2-2 служат для питания магнитного усилителя. Они же являются выходными (рабочими) обмотками усилителя. При появлении импульсов определенной полярности на обмотке 3-4 индуктивное сопротивление одной из включенных навстречу обмоток 1-1 и 2-2 изменяется между средними точками 2’-1’ обмоток появляется разность напряжений. Под действием этой разности открывается один из тиристоров VS1 или VS2. При этом выпрямленное напряжение от обмотки 1-2-3 трансформатора ТV7 подается на один из зажимов Б или М. при появлении напряжения на выходных зажимах блока загорается одна из лампочек НЛ1 или НЛ2. Разность напряжений подается на сигнальную обмотку магнитного усилителя МУ3. Магнитные усилители МУ1 и МУ2 охвачены положительной обратной связью, которая выполнена на обмотках 5-6. При появлении напряжения между точками 1’-2’ через обмотку 5-6 протекает ток, что приводит к еще большему отпиранию тиристора. Обмотки 7-8 служат для введения в блок зоны нечувствительности, изменяемой с помощью резистора R25. Па эти обмотки подается выпрямленное напряжение от обмотки 3-4 трансформатора VT6. Появление напряжения между зажимами МО и БО приводит к срабатыванию СИФУ.

СИФУ благодаря положительной обратной связи формирует прямоугольный импульс, для этого в цепь коллектора включается первичная обмотка ТУ9, ТУЮ, вторичная обмотка подключена на вход между базой и эмитером УТ4 и УТ5. При открытии транзисторов и нарастании тока в цепи коллектора ЭДС вторичной обмотки смещает транзисторы в сторону еще большего открытия, когда транзисторы входят в состояние насыщения, нарастание тока коллектора прекращается и ЭДС исчезнет, транзисторы также резко закроются, как и открылись.

Вторичные обмотки ТV5 и ТV6 подсоединены на управляющие электроды VS3 и VS4 тринисторов соответственно, снятый импульс с этих обмоток поочередно будет открывать тринисторы VD7 и VD8. Питание на СИФУ подается с трансформатора ТV8.

Сигнал с выходных клемм СИФУ поступает па входные клеммы исполнительного механизма и приводит его в действие.50 Гц. Сигнал с частотой 50 Гц не пропускается конденсатором С4. Если на входе блока появляется напряжение входного сигнала определенной полярности, то происходит дополнительная разбалансировка моста и амплитуда сигнала 500 кГц становится различной в различные полупериоды частоты 50 Гц. Фаза этого сигнала определяется полярностью входного сигнала. С модулятора через конденсатор С4 напряжение поступает на вход полупроводникового усилителя, собранного на транзисторе VТ2 по схеме с общим эмиттером. Нагрузкой усилителя служит трансформатор ТV4. Усиленный сигнал выпрямляется однополупериодным выпрямителем, собранным на диоде VD8. Переменная составляющая с частотой 50 Гц через конденсатор С8 подается на фазочувствительный транзисторный усилитель, собранный на транзисторе VT3. Напряжение высокой частотой (500 кГц) на вход этого каскада не поступает: оно отфильтровывается цепочкой С7-R25. Питание цепи эмиттер - коллектор каскада осуществляется от выпрямительного моста VD12-VD15. Нагрузкой каскада являются управляющие обмотки 3-4 магнитных усилителей МУ1, МУ2.

5.2 Выбор технических средств автоматизации

Регулятор РП2 - С3 электрический.

Электронный регулирующий и корректирующий прибор широко используется в пищевой промышленности при разработке локальных автоматических систем регулирования различных технологических параметров, измеряемых первичными измерительными преобразователями с естественными выходными электрическими сигналами.

Регулирующий прибор РП2-СЗ предназначен для алгебраического суммирования входных сигналов с сигналом задатчика и формирования требуемого закона регулирования, то есть ПИ закона, работает в комплекте с электрическим нагревательным элементом, управление которого производится посредством тиристорных усилителей типа У101.

Корректирующие приборы под действием внутренней отрицательной обратной связи формируют изменяющийся по ПИ закону регулирования унифицированный выходной сигнал постоянного тока изменяющийся в пределах 0 - 5 мА.

Выходная мощность регулирующего прибора 7 В*А, выходное напряжение 24В, номинальное сопротивление нагрузки 80 Ом, скорость связи изменяется в диапазоне 0,2-2,5%. Диапазон настройки времени итерирования 2 - 500с. напряжение питания прибора 220В, частота 50 Гц, потребляемая мощность 25-55 В*А в зависимости от модификации прибора. Масса прибора не превышает 12 кг.

Регулирующий и корректирующий прибор типа РП-2 выполнен в виде двух блоков (измерительного и электронного), смонтированных в одном корпусе. Электрические соединения между блоками и внешними устройствами осуществляется через клемные колодки, расположенные на задней стенке кожуха. На лицевой панели блоков размещены органы настройки и сигнальные лампы, указывающие направление работы регулятора.

Прибор предназначен для щитового утопленного монтажа на вертикальной плоскости и крепится с помощью специального установочного кронштейна. Для защиты внутренних элементов прибора, при работе в условиях сильно загрязненного воздуха в помещении на задней стенке корпуса предусмотрен специальный штуцер, через который подводится сжатый воздух давлением 0,1-0,2 кПа.

Измерительный блок И-С-62

Блок И-С-62 используется для преобразования приращения ЭДС термопары в пропорциональное изменение напряжения постоянного тока. Блок И-С-62 можно считать безинерционным звеном, коэффициент усиления плавно изменяется в пределах от 0 до 0.7 В / Ом

Максимальный выходной сигнал 50 мВ постоянного тока.

Система импульсного фазного устройства

СИФУ представляет собой два блокинг генератора (БГ) и мост с тиристорными усилителями типа У101. Выходной сигнал моста U=220 В.

Термопара.

Малоинерционная термопара типа ТП предназначена для измерения температуры пара, воды, воздуха до +5500 при давлении до 100 кгс/см. В качестве термоэлектродов в термопаре используются хромель и алюмель.

Динамические характеристики термопар существенно зависят от диаметра применяемых электродов, вида чехла, характеристик среды, температура которой меняется.

Исполнительный механизм.

Механизмы типа ДР-М предназначены для перемещения регулирующего органа в системах двухпозиционного регулирования и ручного дистанционного управления. Особенностью этих исполнительных механизмов является наличие специального ползуна, который в исходном положении подключает обмотки конденсаторного электродвигателя к цепям управления "макс" и "мин". При включении исполнительного механизма ползун осуществляет самоблокировку цепи питания электродвигателя и последний отключится только через пол-оборота. Электродвигатель всегда вращается в одном направлении, а изменение положения регулирующего органа достигается соответствующим сочленением его рычагов с диском исполнительного механизма.

Состав ФСА:

первичные преобразователи (поз.1-1, 2-1);

вторичные преобразователи (поз.1-2, 2-2);

нормирующие преобразователи (поз.1-3, 2-3);

управляющее устройство (поз.3-2);

магнитные пускатели, кнопки, переключатели режимов (поз.1-4, 1-5, 1-6, 1-7,3-4, 3-5, 3-6, 3-7, 4-1, 4-2, 4-3, 4-4).

6. Безопасность жизнедеятельности
6.1 Опасные и вредные факторы

Условия труда - это совокупность факторов производственной среды, оказывающих влияние на здоровье и работоспособность человека в процессе труда. Эти факторы различны по своей природе, формам проявления, характеру действия на человека. Среди них особую группу представляют опасные и вредные производственные факторы. Их знание позволяет предупредить производственный травматизм и заболевания, создать более благоприятные условия труда, обеспечив тем самым его безопасность. В соответствии с ГОСТ 12. О.003-74 опасные и вредные производственные факторы подразделяются по своему действию на организм человека на следующие группы: физические, химические, биологические и психофизиологические.

Физические опасные и вредные производственные факторы подразделяются на: движущиеся машины и механизмы; подвижные части производственного оборудования и технической оснастки; передвигающиеся изделия, детали, узлы, материалы; повышенную запыленность и загазованность воздуха рабочей зоны; повышенную или пониженную температуру поверхностей оборудования, материалов; повышенную или пониженную температуру воздуха рабочей зоны; повышенный уровень шума на рабочем месте; повышенный уровень вибрации; повышенный уровень ультразвука и инфразвуковых колебаний; повышенное или пониженное барометрическое давление в рабочей зоне и его резкое изменение; повышенную или пониженную влажность воздуха, ионизацию воздуха в рабочей зоне; отсутствие или

недостаток естественного света; недостаточную освещенность рабочей зоны; пониженную контрастность; повышенную яркость света; острые кромки, заусенцы и шероховатость на поверхностях заготовок, инструментов и всего оборудования.

Химические опасные и вредные производственные факторы подразделяются по характеру воздействия на организм человека на токсические, раздражающие, сенсибилизирующие, канцерогенные, мутагенные, влияющие на репродуктивную функцию, а по пути проникновения в организм человека - на проникающие через органы дыхания, желудочно-кишечный тракт, кожные покровы и слизистые оболочки.

Биологические опасные и вредные производственные факторы включают следующие биологические объекты: патогенные микроорганизмы бактерии, вирусы, грибы, спирохеты, риккетси) и продукты их жизнедеятельности; микроорганизмы (растения и животные).

Психофизиологические опасные и вредные производственные факторы по характеру действия подразделяются на физические и нервно-психические перегрузки на человека. Физические перегрузки подразделяются на статические и динамические, а нервно-психические - на умственное перенапряжение, перенапряжение анализаторов, монотонность труда, эмоциональные перегрузки.

6.2 Звуко- и шумоизоляция

В жестянобаночных цехах наиболее важными являются мероприятия по устранению шума и обеспечению вентиляции паяльных участков корпусообразующих автоматов и пастонакладочных машин.

При работе прессов, являющихся машинами ударного воздействия возникает шум с частотой выше среднечастотного предела и, кроме того, вибрации. Колебания, распространяясь на материалы строительных конструкций и грунту, при отсутствии виброизоляции вызывают шум. Звуковое давление в помещении цеха достигает 105 дб (допустимая норма 87 дб).

Для создания нормальных условий труда на рабочем месте прессового отделения необходимо:

Установка прессов на специальных фундаментах с виброизоляцией, это исключает возможность возникновения собственных колебаний в ограждающих конструкциях благодаря изоляции фундамента пресса от грунта устройством акустического шва и установки вибрационных прокладок в основании и между платами.

Установка вертикальных звукопоглощающих стеновых панелей (частичное шумопоглощающее экранирование), располагаемых равномерно по помещению в продольном и поперечном направлениях по линиям колонн, т.е. через 6 метров, между источниками шума.

Звукоизоляция потолка путем установки звукопоглощающей облицовки потолка специальной конструкции общей высотой 164 мм.

Звукоизоляция потолка обеспечивает снижение уровня громкости в среднем на 6 дб.

При работе автоматических корпусных линий основной шум создается при перемещении корпусов и банок по течкам. Несколько меньший шум образуется при работе дисковых ножниц.

Звуковое давление в жестянобаночном цехе у корпусных линий достигает 90-95 дб, и, следовательно, для улучшения условий труда и повышения производительности необходимо снизить шум.

При расположении линии на междуэтажном железобетонном перекрытии снижение шума может быть достигнуто при использовании вибропрокладок в опорных узлах машины.

Для изменения частоты звуковых колебаний целесообразно также применение демпфирующих устройств.

Для частичного поглощения шума некоторые панели перекрытия в местах расположения машин следует звукоизолировать:

В месте крепления течки к трубе устанавливается резиновая амортизационная прокладка толщиной 3-4 мм,

Планка (в месте соединения их с прутками течки) имеют снаружи вибродемпфирующие облицовки,

Перекрытие снабжается звукопоглощающими панелями.

Целесообразно также сократить длину течек или заменить их по возможности магнитными элеваторами, применить направляющие из пластмасс и т.д.

Необходимо при проектировании машин знать их шумовые и вибрационные характеристики.

Вентиляция паяльных корпусных автоматов предназначена для удаления паров, образующихся в ванне с расплавленным припоем, и удаления растворителя с паяльной жидкостью, наносимой на продольный шов корпуса. Если на корпусном автомате дополнительно лакируется продольный шов, следует также учесть необходимость удаления растворителей лака.

Для решения вопроса выбора типа и мощности вентиляции необходимо определить количество и типы выделяемых паров, выяснить их удельный вес. если растворители (пары) тяжелее воздуха, устройство отсоса их следует располагать не над машиной, а внизу, в месте выделения паров.

Наиболее правильным является герметизация участков, где выделяются пары, и соответственно проектирование местных отсосов. Поэтому при проектировании машины следует заранее определить тип и конструкцию вентиляционного устройства.

6.3 Проектирование освещения

Освещение в помещении оказывает существенное влияние на качество ремонта и обслуживание двигателей. Хорошее освещение повышает производительность труда, снижает производственный травматизм и усталость рабочего.

Для создания нормальных условий труда зрительной работы применяют искусственное освещение. Рациональное проектирование освещения позволяет обеспечить необходимое качество ремонта агрегатов, повысить производительность труда

Нормальные условия работы в производственных помещениях могут быть обеспечены лишь при достаточном освещении рабочих зон, проходов и проездов. Рабочие зоны освещаются в такой мере чтобы рабочий имел возможность хорошо видеть процесс работы, не напрягая зрения и не наклоняясь для этого к инструменту и обрабатываемому изделию, расположенным на расстоянии не далее 0,5 м от глаза Освещение не должно создавать резких теней или бликов, оказывающих слепящее действие. Необходимо также защитить глаза рабочего от прямых лучей источников света Важно учитывать при установке освещения правильное направление света, чтобы источники света не оказывали ослепляющего действия и не создавали теней.

Для поддержания уровня освещенности необходимо регулярно выполнять чистку и мойку окон и светильников.

Площадь участка составляет 104 м². Высота помещения - 5м. Участок по характеру зрителъной работы относится к 3-му разряду согласно СНиП - II - 4 - 82. Коэффициент отражения составляет 50%, так как на участке потолки побелены.

Проектируемая освещенность 200 лк.

Световой поток, создаваемый одной лампой определяется по известным данным о типе и мощности используемой лампы и от напряжения осветителъной сети.

Установим люминисцентные лампы белого цвета ЛБ4О ГОСТ 6825-88,Световой поток Р=3000 nm, световая отдача 75nm/Вт при напряжении в сети 220В.

Определяется потребное количество светильников по формуле:

n=E*S*k*z/ (F*n)

где Е - освещенность,

S-площадь участка;

К-коэффициент запаса;

z-коэффициент неравномерности освещения;

F - световой поток одной лампы

n-коэффициент использования осветительной установки в%.

Определяем показатели помещения

i=a*b/ [Нр* (а+b)]

где Нр - высота светильников над расчетной поверхностью Нр=5м;

а,b-два характерных размера помещения.

i=13*8/ [5* (13+8)] =1.02

По найденному показателю и коэффициентам отражения определяем коэффициент использования светового потока, n=0,55.

Следовательно, необходимое число светильников для освещения помещения:

nсв =200*50*1,5*1,2/ (2*3000*0.55) =5 (светилъников).

6 светильников, в каждом по две лампы.

Светильники с люминисцентными лампами располагаются непрерывными рядами горизонтально

Рис.6.1-Схема искусственного освещения

6.4 Электробезопасность

Причины несчастных случаев от электротока разнообразны и многочисленны, но основными из них при работе с электроустановками напряжением до 1000 В можно считать, согласно ГОСТ 12.1 038 82:

случайное прикосновение к токоведущим частям, находящимся под напряжением;

прикосновение к нетоковедущим частям электроустановок, случайно оказавшимся под напряжением вследствие повреждения изоляции или другой неисправности;

попадание под напряжение во время проведения ремонтных работ на отключенном электрооборудовании из-за ошибочного его включения;

замыкание провода на землю и возникновение шагового напряжения на поверхности земли или основания, на котором находится человек.

Мероприятия по защите обеспечивают:

недоступность токоведущих частей для случайного прикосновения;

пониженное напряжение;

заземление и зануление электроустановок:

автоматическое отключение;

индивидуальную защиту и др.

Недоступность токоведущих частей электроустановок обеспечивается размещением их на необходимой высоте, ограждением от случайного прикосновения, изоляцией токоведущих частей.

7. Оценка экологичности проекта
7.1 Защита атмосферного воздуха от производственных выбросов

Наиболее правильным решением защиты атмосферы от загрязнения является создание технологий на основе комплексного использования исходного сырья и материалов. Различают три вида разработки технологий.

1. Замкнутый безотходный технологический процесс, предусматривающий полное использование отходов для получения готовой продукции на данном или соседнем производстве, а сам технологический процесс герметизирован.

2. Технологический процесс, предусматривающий возврат окружающей среде отходов в природном состоянии. Например, запыленный и загазованный воздух возвращается в атмосферу после очистки до безвредного состояния (до состава атмосферного воздуха). Отходы и компоненты, извлеченные из отходов, которые не присутствуют в атмосфере, гидросфере и литосфере, направляют на утилизацию.

3. Технологический процесс, предусматривающий возвращение отходов для переработки. При этом учитывают допустимые пределы выбросов в атмосферу.

Деревообработка отличается многообразием технологических операций, при которых образуется пыль различной крупности. Дисперсный состав пыли различен. Он зависит от технологического процесса. Пыль способна в определенных условиях воспламеняться и взрываться. Взрыв может произойти при значительных отложениях древесной пыли на технологическом оборудовании, в системе вентиляции (воздуховодах), циклонах, фильтрах, бункерах, на строительных конструкциях. Пыль, взвешенная в воздухе, может взрываться только при определенных концентрациях.

Для предотвращения загрязнения атмосферного воздуха в проектах следует использовать безотходную технологию либо технологию с минимальными выделениями в атмосферу вредных и неприятно пахнущих веществ. Надо заменить использование токсичных материалов менее токсичными или нетоксичными, обеспечить максимальную герметизацию, уплотнение стыков и соединений технологического оборудования и трубопроводов. Рекомендуется более широко использовать гидро и пневмотранспорт для перемещения пылящих материалов, применять блокировку и автоблокировку технологического оборудования с санитарно-техническими устройствами, а также внедрять установки по очистке и обезвреживанию производственных выбросов.

Пылеулавливающее оборудование (ГОСТ 12.2 04380) классифицируют по способам улавливания пыли, по группам и видам оборудования. Улавливание пыли может быть сухое и мокрое. По группам оборудование делится на гравитационное, инерционное, фильтрационное, электрическое. По видам оборудование распределяется на четыре группы:

полое и полочное;

камерное, жалюзийное, циклонное, ротационное;

тканевое, волокнистое, зернистое, сетчатое, губчатое;

однозонное, двухзонное.

Для очистки газов от частиц широкое применение получили сухие пылеуловители циклоны различных типов. Циклоны одиночные, групповые и батарейные относятся к инерционным пылеуловителям центробежного типа. Пылеулавливание в циклонах основано на использовании центробежных сил, возникающих при вращении газового потока.

Циклоны бывают цилиндрическими (ЦН11, ЦН15, ЦН24, ЦП2) и коническими (СКЦН34, СКЦН034М и СДКЦН33) НИИОГАЗа. Цилиндрические циклоны НИИОГАЗа предназначены для улавливания сухой пыли аспирационных систем. Их рекомендуется использовать для предварительной очистки газов и устанавливать перед фильтрами или электрофильтрами.

Конические циклоны НИИОГАЗа серии СК, предназначенные для очистки газа от сажи, обладают повышенной эффективностью по сравнению с циклонами типа ЦН, что достигается за счет большего гидравлического сопротивления циклонов серии СК.

Одиночные циклоны предназначены для осаждения крупной пыли, опилок и стружек. Очищенный воздух с мелкой пылью выбрасывается вверх через выходную трубу. При неправильной эксплуатации пожаро и взрывоопасная пыль может взорваться в циклонах от разрядов статического электричества, поэтому устанавливать их в производственных помещениях запрещено.

При очистке больших объемов вентиляционных выбросов более рационально устанавливать групповые циклоны меньших размеров вместо одного циклона больших размеров. Циклоны меньшего диаметра имеют большой коэффициент очистки, поэтому их применяют для улавливания мелкой, сухой и легкой пыли из воздуха и газов. Производительность мультициклона (циклона малых размеров) ограничена, поэтому несколько циклонов объединяют в группы или батареи, которые получили название групповых и батарейных.

Для тонкой очистки газов от частиц и капельной жидкости применяют различные фильтры, которые относятся к сухому фильтрационному пылеулавливающему оборудованию. Процесс фильтрования состоит в задержании частиц примесей на пористых перегородках при движении через них дисперсных сред.

Наибольшее распространение в промышленности для сухой очистки газовых выбросов получили рукавные фильтры, которые отличаются высокой эффективностью очистки воздуха от пыли (98% и выше), но громоздки и создают большое сопротивление проходу воздуха до 1000 Па.

Обезвреживание воздуха перед выбросом в атмосферу производят в специальных устройствах с поглотителями вредностей и без них. Обезвреживание загрязненного воздуха осуществляют в абсорбирующих и адсорбирующих аппаратах и нейтрализующих установках. Например, от формальдегида газ очищают в специальной установке, представляющей собой шеститарельчатую колпачковую колонку, в которой происходит абсорбция паров формальдегида водой (раствором уротропина). Уловленный формальдегид в поглотителе переходит в уротропин при добавлении водного раствора аммиака. Избыточное количество поглотителя непрерывно выводится из рецикла и используется для получения уротропина.

7.2 Очистка сточных вод

Основными видами потенциальных воздействий от жестебаночного производства являются:

выбросы загрязняющих веществ;

изъятие водных ресурсов из подземных/поверхностных водных источников;

образование и размещение твердых отходов.

К компонентам окружающей среды, на которые распространяются воздействия намечаемой хозяйственной деятельности, относятся:

атмосферный воздух,

поверхностные и подземные воды,

почвы, растительный и животный мир в районе размещения проектируемого предприятия,

население муниципальных образований в зоне влияния.

Наиболее значимым является загрязнение атмосферного воздуха, поскольку оно распространяется на все компоненты окружающей среды почвы, поверхностные и подземные воды и может переноситься на большие расстояния, влиять на здоровье населения.

Предприятия по производству жестяных банок в основном располагаются около рек и озер. Используя воду на производственные нужды из водоема, предприятие, как правило, сбрасывает в этот же водоем сточные воды, которые могут оказать вредное воздействие на водоем. Поэтому, сточные воды перед спуском их в водоем должны быть очищены от загрязняющих веществ в соответствии с правилами охраны поверхностных вод от загрязнений сточными водами.

Для каждого предприятия устанавливаются допустимые концентрации отдельных веществ в стоках при спуске в водоем. Предельный уровень содержания определяется путем расчета. В производстве древесноволокнистых плит расчеты необходимой степени очистки стоков проводятся по взвешенным веществам, показателю биологической потребности в кислороде, растворенному кислороду, минеральным веществам, нефтепродуктам, токсичным продуктам, температуре и органолептическим показателям.

В зависимости от условий работы очистных сооружений нормируется содержание всех компонентов стоков.

Кроме нормирования состава сточных вод устанавливаются ограничения и по объему поступающих стоков. Производства древесноволокнистых плит имеют большие объемы стоков и высокое содержание загрязняющих веществ. Поэтому, чтобы выдержать нормативы, на предприятиях создаются внутризаводские очистные сооружения, включающие, как правило, оборудование по механической и физико-химической очистке. Наиболее приемлемым в настоящее время является метод фильтрации и напорной флотации с применением коагулянтов.

Условия сброса загрязненных стоков определяют конкретно для каждого предприятия и согласовывают с местными службами контроля за охраной окружающей среды.

Существуют следующие методы очистки сточных вод: механический, физикохимический, химический, биохимический и термический.

Механический метод относится к предварительной очистке сточных вод, и применяют его для отделения из производственных сточных вод твердых нерастворимых примесей. В сооружения для механической очистки входят последовательно установленные решетки и сита, песколовки, ловушки, отстойники, фильтры, а также сооружения по обработке осадка метантенки или отстойники с иловыми площадками.

Решетки служат для задержания фракций крупных предметов (камней, кусков дерева, частей оборудования и т.п.). Сита служат для задержания более мелких фракций. Песколовки предназначены для задержания минеральных примесей (в том числе песка), содержащихся в сточной воде. Отстойники представляют собой резервуары, предназначенные для осаждения нерастворенных и частично коллоидных загрязнений преимущественно органического происхождения.

Ловушки. Загрязнения сточной воды с плотностью, меньшей, чем вода, необходимо удалять из стоков, побуждая их всплывать на поверхность воды. К ним относятся нефтепродукты, масла, лаки, краски, смолы и другие вещества, применяемые в деревообрабатывающем производстве. Их удаляют из стоков в ловушках, нефтеуловителях, маслоуловителях, смолоотстойниках.

Гидроциклоны предназначены для очистки сточных вод от твердых взвешенных частиц. Так как центробежные силы во много раз превосходят силы тяжести, значительно увеличивается и скорость осаждения взвешенных частиц. Поэтому объем и площадь, занимаемые гидроциклоном, в десять раз меньше объема или площади отстойника той же производительности.

Фильтры применяют для очистки сточных вод от мелкодисперсных примесей, которые не улавливаются другими видами механической очистки. Фильтры можно применять либо как самостоятельные очистные устройства, либо как вторую ступень очистки после отстойников, ловушек, гидроциклонов. Процесс фильтрации заключается в том, что сточная вода проходит через пористую среду, находящуюся в специальных установках-фильтрах, при этом взвешенные осадки задерживаются на поверхности и в толще фильтрующего вещества. В качестве такого вещества чаще всего применяют кварцевый песок. Чем мельче песок, тем более высока степень очистки, но тем скорее засоряется фильтрующий материал и возникает необходимость в его регенерации

7.3 Сбор и утилизация отходов

Для защиты почв, лесных угодий, поверхностных и грунтовых вод от неорганизованного выброса твердых и жидких токсичных отходов в настоящее время широко используют сбор промышленных и бытовых отходов на свалках и полигонах. На полигонах производят также переработку промышленных отходов.

Полигоны создают в соответствии с требованиями СНиП 22.01ю2885 и используют для обезвреживания и захоронения токсичных отходов промышленных предприятий и учреждений.

Приему на полигоны подлежат: мышьякосодержащие неорганические твердые отходы и шламы, отходы, содержащие свинец, цинк, олово, кадмий, никель, сурьму, висмут, кобальт и их соединения, отходы гальванического производства, использованные органические растворители, органические горючие (обтирочные материалы, ветошь, твердые смолы, обрезки пластмасс, оргстекла, остатки лакокрасочных материалов, загрязненные опилки, деревянная тара, промасленная бумага и упаковка, жидкие нефтепродукты, не подлежащие регенерации, масла, загрязненные бензин, керосин, нефть, мазут, растворители, эмали, краски, лаки смолы), неисправные ртутные дуговые и люминесцентные лампы, формовочная смесь, песок, загрязненный нефтепродуктами, испорченные баллоны с остатками веществ и др.

Жидкие токсичные отходы перед вывозом на полигон должны быть обезвожены на предприятиях.

Приему на полигон не подлежат отходы, для которых разработаны эффективные методы извлечения металлов и других веществ, нефтепродукты, подлежащие регенерации, радиоактивные отходы.

Переработка отходов на полигонах предусматривает использование физико-химических методов, сжигание с утилизацией теплоты, демеркуризацию ламп с утилизацией ртути и других ценных металлов, прокаливание песка и формовочной смеси, подрыв баллонов в специальной камере, затаривание отходов в герметичные контейнеры и их захоронение.

В тех случаях, когда утилизация оказывается невозможной или экономически нерентабельной, отходы ликвидируют. Выбор метода ликвидации определяют с учетом состава отходов, размещения и планировки промышленного предприятия. Сжигание один из наиболее распространенных методов ликвидации.

Радикальное решение проблем защиты от промышленных отходов возможно при широком применении безотходных и малоотходных технологий и производств.

8. Экономическая часть
8.1 Расчет производственной мощности предприятия по производству жестяных банок.

Сменная производственная мощность предприятия определяется по лимитирующему оборудованию:

Мсм = Пп ·К·tсм · Кисп,

где Пп - паспортная производительность, б/час;

К - количество единиц ведущего оборудования;

tсм - продолжительность смены, в часах;

Кисп - коэффициент использования оборудования.

Мсм = 300*1*8*1 = 2 400 шт

Для расчета годовой производственной мощности определяем эффективный годовой фонд времени работы оборудования в часах:

Тэф = (Тк - Тр) ·nсм,

где Тк - календарный фонд времени за год в днях;

Тр - плановые остановки на ремонт в днях;

Nсм - число смен в сутки.

Тэф = (264 - 0) *1 = 264 смен

Рассчитаем годовую производственную мощность:

Мгод = Мсм · Тэф = 2400*264= 633600 шт.

8.2 Расчет капитальных затрат

Капитальные вложения включают затраты на строительство нового здания, приобретение машин, оборудования инвентаря, затраты на транспортировку и монтаж, проектно - изыскательные работы, а также затраты на проектирование инженерных сетей, контрольно - измерительную аппаратуру и др.

Исходя из того, что площадь стен здания с высотой 6 метров составляет 312 м², а один квадратный метр строительства здания обходится в 2500 рублей, то сметная калькуляция затрат на строительство здания равна: Qз = 780000 руб.

Затраты на транспортировку элементов модульного здания комплексной поставки принимаем 5% от стоимости здания:

Qт = Qз · 0, 05

Qт = 780000*0, 05 = 39000 руб.

Затраты на проектирование инженерных сетей принимаем 20% от стоимости здания:

Qис = Qз · 0,2

Qис = 780000 *0,2 = 156000 руб.

Затраты на проектно - изыскательные работы принимаем 2% от стоимости здания:

Qп = Qз · 0, 02, Qп = 780000*0,02 = 15600 руб.

Сумма затрат на строительство составляет:

Qс = Qз + Qт + Qис + Qп

Qс = 780000+39000+156000+15600 = 990600 руб.

Перечень и стоимость устанавливаемого оборудования.

Таблица 8.2. Стоимость основного оборудования.

Машина или оборудование	Марка	Количество, шт.	Стоимость оборудование, руб
Закаточная машина	Nagema	1	129156
Фигурные ножницы	Nagema	1	352400
Паснонакладочная машина	Nagema	1	187100
Автоматическая машина для прокатки донышка	Nagema	1	107424
Сдвоенные дисковые ножницы	Nagema	1	194020
Корпусообразующий автомат	Nagema	1	54200
Паяльный автомат	Nagema	1	126800
Отбортовочная машина	Nagema	1	280500
Пресс автомат двухрядный	Nagema	1	417600
Сушильная установка	Nagema	1	150800
Итого	2 000 000

Затраты на оборудование: Qо = 2000000 руб.

Затраты на транспортировку оборудования принимаем 5% от его стоимости:

Qто = Qо · 0,05

Qто = 2000000 · 0,05 = 100000 руб.

Расходы на монтаж оборудования принимаем 10% от его стоимости:

Qмо = Qо · 0,1

Qмо = 2000000*0,1 = 200000 руб.

Амортизация согласно нормам амортизационного отчисления составляет 3%:

Qа = Qо · 0,03

Qа = 2000000 · 0,03 = 60000 руб.

Сумма затрат на оснащение проектируемого цеха необходимым оборудованием составляет:

Qоб = Qо + Qто + Qмо + Qа

Qоб = 2000000+100000+200000+60000 = 2360000 руб.

Суммарные капиталовложения составляют:

Q = Qс + Qоб

Q = 2360000+990600 = 3350600 руб.

8.3 Расчет производственных затрат

Расчет производственных затрат включает в себя расчет стоимости сырья и вспомогательных материалов.

Затраты на сырье и материалы при производстве 1 ед. банки Сn = 3,25 руб.

Таблица 8.4. Заработная плата рабочих.

№ п/п	Наименование должности	Количество работников	Заработная плата, руб.	Общая заработная плата руб.
1	Мастер-технолог	1	10000	10000
2	Оператор линии	2	8000	16000
Наладчик оборудования	2	7500	15000
3	Печатник по жести	2	7500	15000
4	Приготовитель уплотняющих растворов	2	6000	12000
5	Приемщик на машинах и агрегатах	2	6000	12000
6	Станочник корпусообразующего автомата	2	7500	15000
7	Штамповшик	1	6000	6000
8	Подсобный рабочий	2	5000	10000
Итого	111000

Основная заработная плата за месяц Зосн = 111000 руб.

Оплата отпусков общественных и государственных обязанностей:

Зотп = Зо · qо

где qо - коэффициент оплаты за отпуска, общественные и государственные обязанности.

Зотп = 111000* 0,03 = 3330 руб.

Отчисления на социальные нужды:

Зстрах = Зо · 0,356

Зстрах =111000*0,356 = 39516 руб.

Транспортные расходы:

Cм = Зо · 0,03, Cм = 111000* 0,03 = 3330 руб.

Расходы по содержанию и эксплуатации оборудования:

Соб = Зо · 0,01, Соб = 111000* 0,01 = 1110 руб.

Рассчитаем производственную себестоимость готовой продукции выпускаемой за месяц:

Спр = Сn + Ск + Зо + Зстрах + Сподг + См + Соб

Спр = 3,25*52800 + 111000+3330+3330+39516+1110=329886 руб.

Внепроизводственные расходы (реклама и маркетинг):

Свне = Спр · 0,001

Свне = 329886* 0,001
= 330 руб.

Полная себестоимость выпускаемой продукции:

Сс = Свне + Спр

Сс = 329886+330 = 330216 руб.

Полная себестоимость единицы продукции:

Cед = Сс / 52800

Cед = 330216/52800 = 6,25 руб.

Цена проектируемой продукции:

Цпр = Сс + Сс · Δп

где Δп - плановый коэффициент прибыли, Δп = 0,3

Цпр = 330216+330216*0,3 = 429290 руб.

Цена единицы продукции:

Ц = Цпр / 1000

Ц = 429290/52800 = 8,13 руб.

8.4 Расчет показателей объема производства

Показатели объема производства в стоимостном выражении рассчитаем по нижеследующей формуле:

Тп = Вгод · Ц

Тп = 633600*8,13 = 5151168 руб.

8.5 Расчет показателей экономической эффективности

Рассчитаем затраты на 1 руб. товарной продукции Зтуб.

Рассчитаем прибыль П:

П = (Т - С)

П = (5151168-3962592) = 1188576 руб.

Рассчитаем рентабельность производства Р:

Р = П /С*100

Р = 1188576/3962592*100= 30%

Рассчитаем срок окупаемости проекта:

Ток = Эсл / Q

Ток =3350600/ 1188576 = 2,8 года.

Критический, т.е. минимальный годовой объем работ, превышение которого обеспечивает окупаемость затрат и получение прибыли рассчитывается по формуле:

Wкр=Зпост/ (Ц-Зпер)

Wкр=158286/ (8,13-3,25) =32436 шт или по отношению к общему объему работ составит: 32436*100/633600=61%

Экономический анализ основных технико-экономических показателей проектируемого предприятия по производству жестяных банок позволяет сделать вывод, что инвестирование данного проекта имеет смысл.

Список
использованной литературы

1. Молдавский Г.Х., А.Е. Розенбелов "Автоматические линии для производства жестяной тары" М., "Машиностроение"

2. ГОСТ 5981 - 88 "Банки металлические для консервов. Технические условия"

3. Оборудование консервных заводов. Ситников Е.Д., Качанов В.А. - М.: Легкая и пищевая пром-сть, 1981. - 248 с.

4. Технологическое оборудование консервных заводов. М.С. Аминов, М.Я. Дикис, А.Н. Мальский, А.К. Гладушняк. - М.: Агропромиздат, 1986. - 319с.

5. Дипломное проектирование заводов по переработке плодов и овощей. Ситников Е.Д. - М.: Агропромиздат, 1990. - 223 с.

6. Безотходная технология консервного производства. В.Н. Голубев, И.Н. Жиганов, Е.И. Лебедев, Т.Н. Назаренко. - М.: МГЗИПП, 1998. - 215 с.

7. Дикис М.Я. и др. Оборудование консервных заводов. М., 1969

8. Дикис М. Я Машины и автоматы для герметизации консервной тары. М., 1955

9. Организация, планирование и управление производством на предприятиях пищевой промышленности. Р.В. Кружкова, В.А. Даеничева, С.С. Елагина. - М.: Агропромиздат, 1985. - 495 с.

10. Основы промышленного строительства и санитарной техники. Ч.I. Основы промышленного строительства. Буренин В.А. - М.: Высш. шк., 1984. - 216с.

11. Основы промышленного строительства и санитарной техники. Ч. II. Основы санитарной техники. Ливчак И.Ф., Иванова Н.В. - М.: Высш. шк., 1984. - 184 с.

12. Охрана труда в пищевой промышленности. Сегеда Д.Г., Дашевский В.И. - М.: Легкая и пищевая пром-сть, 1983. - 344 с.

13. Проектирование консервных заводов. А.Ф. Фан-Юнг. - М.: Пищевая пром-сть, 1976. - 307 с.

14. Справочник технолога плодоовощного консервного производства.

15. В.И. Рогачев. - М.: Легкая и пищевая пром-сть, 1983. - 408 с.

16. Технохимический контроль консервного производства. А.Т. Марх, Т.Ф. Зыкина, В.Н. Голубев. - М.: Агропромиздат, 1989. - 304 с.

17. Химико-технологический контроль консервного производства. А.Т. Марх, Р.В. Кржевова. - М.: Пищепромиздат, 1962. - 435 с.

18. Эйдильштейн И.Л. Основы автоматики и автоматизации производственных процессов в рыбообрабатывающей промышленности. М., 1979