Проектирование производственной пластмассовой тары для колбасных изделий

1. Исходные данные к проекту

• 1.1 Описание товара
• 1.2 Анализ аналогов
• 1.3 Определение вариантов возможных конструктивных и эргономических решений
• 1.4 Обоснование выбранных конструктивных решений
• 1.5 Характеристика выбранного материала

2. Методы производства полимерной тара-контейнер

2.1 Устройство термопласт-автомата

3. Расчеты транспортной тары-контейнера для колбасных изделий

3.1 Расчеты объёма ящика

3.2 Расчеты объёма крышки

3.3 Расчет общего объёма ящика вместе с крышкой

3.4 Расчет массы ящика вместе с крышкой

4. Транспортная тара для тары контейнера

Заключение

Список использованных источников

Приложение А

Целью данного курсового проекта согласно техническому заданию является разработка полимерной транспортной тары-контейнера для удобного хранения и транспортирования колбасных изделий.

Основной задачей является разработка новой конструкции контейнера. Также необходимо предусмотреть возможность штабелирования на крышку. Спроектировать конструкцию ручек для переноса контейнера с учетом стандартных размеров транспортных ящиков и поддонов, принимая во внимание технологии его производства, расчетов объема и массы. Также в проведении исследования аналогичных конструкций тары для пищевых продуктов, и в выделении их основных недостатков и преимуществ.

1. Исходные данные к проекту

В качестве исходных данных выступают следующие:

· Конструкция транспортной тары-контейнера для колбасных изделий.

· Материал, используемый при производстве изделияполимер ПЭНП.

1.1 Описание товара

В соответствии с нормативно-технической документацией тара (упаковка) определяется как средство или комплекс средств, обеспечивающих защиту продукции и окружающей среды от повреждений и потерь и облегчающих процесс обращения товаров.

Под процессом обращения понимают транспортировку, складирование, хранение и реализацию товарной продукции. Тара (упаковка) может быть классифицирована по различным критериям: назначению, материалу, составу, конструкции, технологии производства.

С точки зрения складской технологии «транспортная тара» — самостоятельная транспортная единица, предназначенная для перевозки, комплектации, складирования и хранения продукции. Транспортная тара может рассматриваться как одна из разновидностей складского оборудования; она обеспечивает необходимую защиту главным образом от механических повреждений при транспортировке и хранении упакованного груза.

1.2

1.2 Анализ аналогов

Выбор тары и полимерных материалов для ее изготовления определяется характером затариваемого продукта и требованиями эксплуатации.

Исходная конструкция представлена прямоугольной формой с относительными габаритными размерами 600×400×200 мм.

В качестве аналогов данной продукции можно рассматривать:

Рис. 1

Рис. 2

Рис. 3

На организацию логистического процесса большое влияние оказывает и материал, из которого изготовлена тара. В складском хозяйстве больше распространена жесткая тара. Она может классифицироваться разными способами, но наиболее широко применяют ящики (коробки), контейнеры и поддоны.

По определению Международной организации по стандартизации (ISO), контейнер — это элемент транспортного оборудования, многократно используемый на одном или нескольких видах транспорта, предназначенный для перевозки и временного хранения грузов, оборудованный приспособлениями для механизированной установки и снятия его с транспортных средств, имеющий постоянную техническую характеристику и вместимость. Контейнеры, пригодные для затаривания продукции разных типов, называются универсальными, а контейнеры, предназначенные для затаривания продукции одного типа или одного наименования, — специальными. Главное в контейнере независимо от его конструкции, материала и назначения — это унификация габаритных размеров, позволяющая стандартизировать их перевозку и складирование.

Применение пластмассы имеет ряд преимуществ перед деревом: такая тара существенно легче, обладает высокой прочностью и хорошим сопротивлением динамическим нагрузкам, не требует систематического ремонта, легко очищается, надежно предохраняет продукцию от внешних воздействий, у нее красивый внешний вид и более продолжительный срок службы. Пластмассовая тара рассчитана на работу в широком интервале температур — от -20 до + 80 °C, устойчива к большинству химикатов, кислотам и топливно-смазочным материалам. Пластмассовая тара легко штабелируется в несколько ярусов, занимая при складировании минимальную площадь.

1.3 Определение вариантов возможных конструктивных и эргономических решений

В ходе выполнения курсового проекта были рассмотрены различные варианты конструктивного решения транспортной тары-контейнера (рис. 4, 5, 6). При разработке конструкции стояла задача сделать транспортную тару-контейнера достаточно удобной при использовании, предусмотреть возможность штабелирования на крышку.

Рис. 4

Рис. 5

Рис. 6

1.4 Обоснование конструктивных решений

В процессе поиска, рассмотрения разных форм и типов открывания было принято решение остановиться на 3-ем варианте, т. е. рис. 6 (см. Приложение А).

Тара предназначена для хранения, транспортирования и продажи колбасной продукции. Тара отформована из пластика в виде единого целого и содержит дно и стеночную конструкцию, отходящую вверх от дна.

Для того чтобы наш контейнер был достаточно прочным и устойчивым к механическим воздействиям, мы предусмотрели рёбра жёсткости.

В целях удобной транспортировки был принят ряд мер:

— конструкция имеет ручки, которые прорезаны в самой таре и не выступают за её габаритные размеры;

— для повышения эргономики наша тара предусматривает возможность штабелирования;

— чтобы конструкция, наряду с прочностью, была ещё и лёгкой, мы сделали множество вертикальных прорезей, которые не влияют на её жёсткость.

1.5

1.5 Характеристика выбранного материала

полимерный тара контейнер В качестве материала был выбран полимер ПЭНП по следующим причинам:

Полиэтилен низкой плотности— ПЭНП или ПЭВД (ГОСТ 16 337—81) является во всех странах наиболее многотоннажным продуктом. ПЭНП легко формуется, химически стоек, нетоксичен, имеет довольно высокую проницаемость по отношению к маслам и топливам. Изделия из ПЭНП обладают высокой эластичностью, морозостойкостью (до —70 °С), стойкостью к кислотам, щелочам и многим органическим растворителям (до 60 °С), хорошей водостойкостью, газои паропроницаемостью, легко термосвариваются.

Достоинством их также является умеренная стоимость. Плотность ПЭНП— до 940 кг/м3.

Недостатки ПЭНП — невысокие механическая прочность (до 20 МПа) — и модуль упругости, низкие теплостойкость и стойкость к растрескиванию. Повышения-модуля упругости можно достигнуть при изготовлении двухслойных материалов, комбинируя полиэтилен с картоном, фольгой и др.

При эксплуатации тары в условиях статической нагрузки (особенно в режиме хранения) лимитирующим фактором, ограничивающим ее работоспособность, является недлительная прочность, а ползучесть; деформация к моменту разрыва значительно превышает допустимый предел для ПЭНП. По этой причине ПЭНП не рекомендуется использовать для производства транспортной тары, работающей в условиях статической нагрузки. Для изделий, работающих в условиях релаксации напряжений (потребительская тара), сочетание значительной длительной прочности с малой жесткостью является благоприятным.

2.

2. Методы производства полимерной тары-контейнера

Основные способы изготовления транспортной тары-контейнера из ПЭНП:

· литье под давлением,

· экструзия,

· экструзия с раздувом (раздувное формование),

· ротационное формование,

· термоформование.

Из вышеперечисленных способов выбираем литье под давлением.

Литье пластмасс под давлением — самый распространенный метод изготовления пластмассовых деталей. Он весьма технологичен, обеспечивает высокую производительность, хорошо автоматизируется и не требует проведения последующей механической обработки.

Термопластичные материалы, используемые при литье под давлением, имеют широкий диапазон физических и химических свойств и легко поддаются повторной переработке.

Сырьем для литья пластмасс служат гранулы термопластичного полимера. Перед производством гранулы просушиваются для удаления излишков влаги, а затем засыпаются в приемный бункер термопластавтомата. Оттуда пластик ссыпается непосредственно в шнек машины, где расплавляется и под действием поршня подается с высоким давлением в пресс-форму. Расплав проходит через литниковые каналы, и с большой скоростью заполняет полость пресс-формы, после чего форма охлаждается и материал застывает, образуя пластиковую деталь. Пресс-форма раскрывается, деталь выпадает, и цикл повторяется вновь.

2.1

2.1 Устройство термопластавтомата

Весь цикл литья осуществляется на термопластавтомате, в который монтируется пресс-форма. Собственно термопластавтомат состоит из двух основных частей: узла пластикации и узла смыкания. Все движения этих узлов осуществляются гидроприводами, а давление в гидросистеме обеспечивает электродвигатель. Процессами управляет блок ЧПУ — центральный контроллер, который не только задает все параметры цикла литья, но и может управлять внешними устройствами — электрои гидроприводами, нагревателями и т. п.

Рис. 7 Схема термопластавтомата:

1. Узел смыкания; 2. Пресс-форма; 3. Блок ЧПУ; 4. Узел пластикации;

5. Загрузочный бункер; 6. Двигатель; 7. Гидравлическая система.

3.

3. Расчеты транспортной тары-контейнера

Расчеты геометрических параметров разрабатываемой транспортной тары-контейнера производились исходя из размеров евро-поддона, а именно 800×1200 для колбасных изделий, т. е. чтобы на нём размещалось определённое количество ящиков.

3.1 Расчеты ящика

Расчет объема транспортной тары-контейнера производится с учетом толщины стенки в 2 мм. Разбиваем тару на геометрические фигуры (рис.8):

Рис. 8 Схема разбивки ящика на отдельные объёмы

1. Рассчитываем внешний объем дна:

V3 = a*b*h = 600*400*2 = 480 см³

2. Рассчитаем объем 2- х боковых стенок:

V1 = 600*246*2 = 295 см³

V2 = 400*246*2 = 197 см³

3. Рассчитаем объем 2- х рёбер для штабелирования на дне ящика:

V4 = 530*10*2 = 10,6 см³

V5 = 330*10*2 = 7 см³

4. Рассчитываем общий объём прорезей:

Vобщ.об.прорез. = Vпрорез. *n + Vручки*2 =

20*100*2*72 + 40*100*2*2 = 290 + + 16 = 306 см³

5. Рассчитываем общий объём рёбер:

Vрёб.общ. = Vреб. *n = 15*246*2*16 = 120 см³

6. Рассчитываем общий объём ящика:

Vящика = V3 + (V1*2) + (V2*2) + (V4*2) + (V5*2) + Vрёб.общ. — - Vобщ.об.прорез. =

480 + (295*2) + (197*2) + (10,6*2) + (7*2) + 120 — - 306 = 1313,2 см³

3.2 Расчеты крышки

Расчет объема крышки тары-контейнера производится с учетом толщины стенки в 2 мм. Разбиваем крышку на геометрические фигуры (рис.9):

Рис. 9 Схема разбивки крышки на отдельные объёмы

1. Рассчитаем объем верхней части крышки:

V1 = a*b*h — с*d*h = 604*404*2 — 532* 332*2 = 134,8 см³

2. Рассчитаем объем 2-х внутренних боковых стенок:

V2 = 532*11*2 = 12 см³

V3 = 332*11*2 = 7 см³

3. Рассчитываем объем внутреннего дна крышки:

V4 = 532*332*2 = 353 см³

4. Рассчитаем объем 2-х внешних боковых стенок:

V5 = 604*20*2 = 24 см³

V6 = 332*11*2 = 16 см³

5. Рассчитаем общий объём крышки:

Vкрышки = V1 + (V2*2) + (V3*2) + V4 + (V5*2) + (V6*2) =

= 134,8 + (12*2) + (7*2) + 353 + (24*2) + (16*2) = 605,8 см³

3.3 Расчет общего объёма ящика вместе с крышкой

Vобщ.объём = Vящика + Vкрышки = 1313,2 + 605,8 = 1919 см³

3.4 Расчет массы ящика вместе с крышкой

Т.к. в качестве материала был выбран полимер ПЭНП (ГОСТ 16 337—81), то мы принимаем плотность с = 0,94 г/см3, исходя из чего, зная общий объём, мы можем вычислить массу ящика вместе с крышкой.

Mобщ. = Vобщ. объём* с = 1919*0,94 = 1803,8 г.

4. Транспортная тара для тары — контейнера

Рис. 10 поддон

Поддоны (паллеты) — горизонтальная площадка (настил), приспособленная для погрузочно-разгрузочных работ с помощью вилочного погрузчика (вилочной тележки). Как и грузовые универсальные контейнеры, поддоны являются многооборотной тарой. Поддоны бывают: плоские, стоечные, ящичные; однонастильные, двухнастильные; разборные, неразборные; деревянные, пластмассовые, металлические, комбинированные.

Для плоских поддонов унификация тары по типоразмерам базируется на модульной системе, в которой за основу берется площадь плоских поддонов, составляющая для стран — членов ИСО 1200×800, 1000×800 и 1200×1000 мм., а также 1000×1000 мм. Принцип создания унифицированных размеров состоит в том, что площадь поддона делится на сетку кратных поддону размеров, определяющих наружные и внутренние размеры транспортной тары. В соответствии с ГОСТ 9078–84 (СТ СЭВ 317−76). Существенным требованием, предъявляемым к пластмассовой таре, является ее оптимальная конструкция. Выполнение этого требования позволяет: штабелировать ящики таким образом, чтобы транспортируемая тара занимала минимальные производственные площади при установке на поддоны или при хранении.

Заключение

В рамках данного курсового проекта согласно техническому заданию была разработана новая конструкция транспортной тары-контейнера для колбасных изделий. Также при разработке данного изделия были учтены специфические требования к таре и технология ее производства.

Список использованных источников

1. ГОСТ 22 752–84 «Тара производственная пластмассовая»

2. ГОСТ Р 51 760−2001 Тара потребительская полимерная"

3. ГОСТ 9078–84 (СТ СЭВ 317−76) «Поддоны плоские»

4. ГОСТ 1342–78 «Бумага для печати. Размеры»

Приложение А

3д — моделирование поискового варианта транспортной тары — контейнера