Пакетоформирующие машины

Пакетоформирующие машины (ПФМ) предназначены для форми­рования пакетов из штучных грузов на поддонах различной конст­рукции (плоских, стоечных, ящичных и др.).

Различают следующие схемы укладки грузов в пакет: без пере­вязки, с перевязкой стыков, с зазором, сложной формы. Так, пере­вязка изделий в пакете требует различных ориентирующих устройств; наличие зазора между укладываемыми грузами повышает требования к захватным устройствам и механизмам формирования совокупности грузов (ряд, слой, стопа и т.д.); укладка грузов в пирамидальные пакеты требует усложнения системы автоматизации ПФМ.

Одной из важнейших задач при проектировании ПФМ является выбор структурной схемы и определение кинематических параметров узлов и их взаимовлияния, при которых обеспечивается минимальное число операций и упрощается конструкция ПФМ. Для решения данной задачи используют циклограмму процесса формирования пакета (рис. 8.1).

Приведенная циклограмма соответствует процессу формирования пакета, который состоит из трех слоев (в слое 3 ряда, в ряду л еди­ничных грузов). Перечень основных операций с указанием временных интервалов: t₁ - перемещение единичного груза от момента поступ­ления к механизму подачи грузов до укладки в ряд (с возможной ориентацией), t_ряд = t₁ п₃ - формирование ряда из единичных грузов,

где n₃ - число грузов в ряду; t_np - перемещение формированного ряда к месту укладки слоя; t_n.c - перемещение слоя к месту формирования пакета; t_n = t_cn₁ - формирование пакета из п₁ слоев, где t_c= t_ряд n₂ здесь п₂ - число рядов в слое; t_в.п- выдача готового пакета; t_{с. ц} -время цикла формирования пакета.

Суммарное время цикла формирования пакета слагается из вре­менных интервалов последовательно совершаемых операций, кроме совмещенных.

Наиболее часто встречающимися основными исполнительными механизмами ПФМ являются механизмы: подачи грузов; группиро­вания совокупности грузов; укладки; подачи тары, а также магазин поддонов или накопитель контейнеров.

Механизм подачи грузов выполняется в виде приводных роли­ковых, ленточных, цепных или скребковых конвейеров.

Механизмами группирования совокупности грузов в случае соз­дания ряда обычно являются роликовые, ленточные и цепные кон­вейеры, а для группирования слоя груза (из предварительно сгруп­пированных рядов) - кривошипные, плунжерные и кулачковые толкатели, выдвижные листы.

Группирование грузов в стопу осуществляют манипуляторы или специальные устройства, состоящие из вертикальных направляющих с запорными механизмами для фиксации подаваемых грузов и раз­личных толкателей, причем формирование стоп чаще осуществляется снизу.

Из захватных исполнительных механизмов, используемых для укладки грузов в пакет, наибольшее распространение получили пневматические, вакуумные, электромагнитные и механические, захваты.

Перемещающие исполнительные механизмы предназначены для перемещения груза в пакет. Наиболее часто выполняются в виде тележки (каретки), движущейся по горизонтальным направляющим, или в виде выдвижного листа с направляющими роликами и отсека-телями или кривошипом-толкателем.

Механизм подачи тары служит для подачи тары в зону формиро­вания пакета, перемещения тары в процессе формирования пакета и для удаления тары из зоны формирования пакета. Наибольшее рас­пространение в качестве механизмов подачи тары получили рольган­ги, роликово-цепные конвейеры с кулачковыми толкателями, те­лежки, подъемные столы различных конструкций: винтовые, гидрав­лические и др.

При формировании пакетов из грузов в мягкой транспортной таре (мешках) различают два основных способа: укладка в строп-пакеты без перевязки стыков и укладка на плоском поддоне с перевязкой стыков.

Пакетоформирующая машина марки ПФМ-1.Предназначена для формирования пакета из мешков с укладкой их тройником без пере­вязки стыков и последующим скреплением пакета стропами (рис. 8.2).

Пакетоформирующая машина ПЗП-45.Предназначена для форми­рования пакета из мешков с мукой массой до 70 кг при укладке их тройником с перевязкой стыков на плоских поддонах размером 800 х х 1200 мм. Особенностью машины является то, что она изготовляется для двух- и трехэтажных складов. Формирование пакета произво­дится в четыре-шесть слоев с перевязкой стыков.

Верхняя секция машины (рис. 8.3) служит для укладки слоя на поддон, уплотнения формируемого пакета до заданных размеров, выдачи готового пакета на этаж, передачи порожнего поддона из магазина на платформу, а также для закрепления на ней необходимых узлов и механизмов.

На раме верхней секции смонтирована трехкамерная кассета, а к правой боковой стенке секции примыкает магазин порожних поддо­нов. Внутри верхней секции проложены направляющие для переме­щения платформы.

Зона формирования пакета в верхней секции ограничена щитами. Задний щит жестко закреплен на кронштейнах верхней секции и фиксирован внутри рамы нижней секции. Совместно с передним задний щит ограничивает поперечный размер формируемого пакета в плане. Боковые щиты (правый и левый) определяют продольный размер пакета в плане.

Передняя стенка верхней секции закрыта раздвигающимися дверями, которые размещаются внутри ограждения дверей. Привод перемещения дверей осуществляется от электродвигателя типа АО31-4 мощностью 0,6 кВт при частоте 1410 об/мин через редуктор типа РЧ-1 с передаточным числом 40 и цепную передачу.

Промежуточная секция предназначена для перемещения в ней платформы и выдачи пакета на промежуточном этаже; скрепляется с верхней и нижней секциями. Внутри секции расположены направляю­щие для движедия платформы, которые соединяются с одноименными узлами других секций.

Нижняя секция служит для перемещения платформы и выдачи пакета на первом этаже. Она является основной несущей частью всей установки. Так же как и верхняя секция, остальные секции оборудо­ваны раскрывающимися дверьми, боковыми щитами и направляю­щими для движения платформы.

Кассета представляет собой раму, на которой смонтирован привод кассеты, состоящий из электродвигателя типа АОС41-4 мощностью 1,7 кВт с частотой 1300 мин^-1 редуктора типа ЦДН-17, 5-20-1 с пере­даточным числом 20, редуктора с передаточным числом 1,33 и цевоч­ной передачи с передаточным числом 9,55. Остановка кассеты осу­ществляется тормозом типа ТКТ-100.

Поворотный круг кассеты опирается роликами на круговую направляющую. Для более точной остановки поворотного круга на направляющей смонтированы тормоза, размыкание которых осу­ществляется электромагнитами типа МИС-5110, а прижим колодок к поворотному кругу - пружинами.

Платформа предназначена для приема поддона из магазина, шагового опускания формируемого пакета и спуска пакета на задан­ный этаж. Платформа представляет собой каретку, на которой смон­тированы на плитах ролики, перемещающиеся по направляющим, и упоры, взаимодействующие с устройствами-ловителями, состоящими из системы тяг и рычагов. Для подъема и опускания платформы на высоту слоя мешков в пакете служит лебедка. Канаты огибают блоки, шарнирно установленные на каретке, и взаимодействуют с лови­телями.

Пакет формируют следующим образом. Первый мешок, направлен­ный веслом конвейера 8, подается в левую парную камеру кассеты 7, а второй, направленный другим веслом, - в правую, после чего кассета поворачивается на 90° и в камеру поступает третий мешок. Затем днища камер открываются, и слой мешков укладывается на поддон. На этом формирование первого слоя заканчивается.

Платформа с поддоном опускается на высоту мешка, и начинается формирование второго (четного) слоя. Четвертый мешок направляется веслом в одинарную камеру кассеты, после чего последняя повора­чивается на 90° и занимает исходное положение. В результате проис­ходит загрузка пятого и шестого мешков аналогично загрузке первого и второго мешков. Затем кассета поворачивается на 90° по часовой

стрелке, и сформированный второй ряд из кассеты поступает в шахту. Далее платформа опускается на один шаг, а кассета поворачивается на 90° против часовой стрелки, занимая исходное положение для фор­мирования нечетного ряда.

После укладки последнего ряда платформа опускается до задан­ного этажа, где пакет убирают электропогрузчиком.

Пакетоформирующая машина Ш9-АПМразработана ВНИИсоль и предназначена для формирования пакетов из крафтмешков с солью при укладке их "тройником" с перевязкой стыков.

Машина (рис. 8.4) работает следующим образом. Мешки поштучно направляются цеховым конвейером на подающий конвейер 4, где под действием распределительного устройства 3 ориентируются и посту­пают на стол-накопитель 5 в порядке, соответствующем их располо­жению в формируемом слое. Здесь происходит уплотнение слоя мешков за счет вращающихся роликов стола-накопителя.

После набора на столе-накопителе полного слоя мешков вилочный захват 6 поднимается вверх, принимает на вилы набранный слой и выдвигается на позицию укладки слоя. Далее вилочный захват опус­кается со слоем, доходит до поверхности поддона либо предыдущего слоя и задвигается под стол-накопитель. При этом слой мешков упи­рается в раму стола-накопителя и остается на поверхности поддона. Вилочный захват поднимается вверх, и цикл укладки повторяется,

причем следующий слой формируется в обратном порядке, тем самым обеспечивая перевязку стыков.

По окончании укладки последнего слоя сформированный пакет на поддоне выводится из зоны укладки рольгангом 1. Одновременно с этим из магазина поддонов 7 посредством отсекателя 8 выводится нижний порожний поддон, который конвейером 9 подается в освобо­дившуюся зону укладки.

Машину обслуживает один оператор, рабочее место которого находится на инспекционной площадке у пульта управления 2.

Пакетоформирующая машина марки А9-КШЖ.Предназначена для формирования пакета на плоском поддоне из ящиков и гофрокоробов.

Машина (рис. 8.5) формирует пакет следующим образом.

Ящики поштучно подаются цеховым конвейером на приемный рольганг 5, с которого наклонным конвейером 4 они перемещаются на формирующий конвейер 3. В процессе перемещения формирующим конвейером под воздействием распределительного устройства 9 и

тягового усилия ленты конвейера ящики ориентируются и поступают в накопитель 10 в порядке, соответствующем их расположению в фор­мируемом слое и в соответствии с заданной схемой укладки.

После набора в накопителе полного слоя ящиков включается сталкиватель 2, который перемещает набранный слой на поверхность створчатого укладочного устройства 11. При этом происходит уплот­нение грузов в слое за счет боковых направляющих накопителя и щитка сталкивателя, что обеспечивает окончательное формирование слоя и придание ему заданных размеров в плане.

Когда сформированный слой окончательно установлен на створ­ки укладочного устройства, включается механизм раздвижения створок, и сформированный слой опускается на поддон или на пре­дыдущий сформированный слой. Створки закрываются и цикл ук­ладки повторяется.

По окончании укладки последнего слоя сформированный пакет опускается на конвейер 12 и выводится из шахты. Одновременно с этим порожний поддон из магазина для поддонов 6 перемещается конвейером 7 в шахту и устанавливается на вилы подъемно-опускного механизма 1. Затем последний поднимает каретку с поддоном вверх, при этом срабатывает отсекатель 8, и первая стопка поддонов в мага­зине опускается на конвейер 7. Таким образом, нижний поддон гото­вится к подаче на подъемно-опускной механизм.

Машину обслуживает один оператор.

Пакетоформирующая машина Я1-ФФД.Предназначена для форми­рования пакетов из гофрокоробов. Особенностью машины является то, что привод отсекателя, механизма поворота, а также механизма замены поддонов осуществляется пневмоцилиндрами. Привод грузо-приемной плиты - механический, от двух замкнутых цепных контуров.

Машина (рис. 8.6) работает следующим образом. Ленточный кон­вейер 9 подает ящики на роликовый конвейер 6, где происходит формирование ряда. Отсекатель 8 удерживает следующий ящик, пока предыдущий не займет своего положения в ряду. Поворотное уст­ройство 5 обеспечивает ориентацию ящиков соответственно схеме укладки и при необходимости поворачивает ящики на 90°. При этом счетное устройство 7 фиксирует количество прошедших ящиков.

Сформированный ряд сталкивателем 4 перемещается на грузо-приемную плиту 3. После перемещения последнего ряда в слое стал­киватель 4 задерживается в крайнем положении до тех пор, пока грузоприемная плита 3 не будет убрана и слой не окажется уложенным на поддон в пакет, после чего грузоподъемная плита в шахте 1 пере­мещается вниз на высоту уложенного слоя ящиков, а сталкиватель и грузоприемная плита возвращаются в исходное положение. Цикл формирования слоя повторяется.

Полностью сформированный пакет посредством грузоподъемной плиты опускается в нижнее положение, где толкатель 11 механизма замены поддонов сталкивает его на неприводной рольганг 2, одно временно в позицию укладки устанавливается новый поддон из магазина поддонов 10.

Пакетоформирующая машина ЖАД.Предназначена для формиро­вания на плоских поддонах пакетов из ящиков с маргариновой продукцией. Основными частями машины (рис. 8.7) являются меха­низм формирования слоя из ящиков и механизм формирования и вывода пакета.

Механизм формирования слоя ящиков состоит из роликового конвейера 4 приемного участка и конвейера разгона, между которыми расположен отсечной ролик 5, соединенный с пневмоцилиндром. Ролик разворота 6 установлен над конвейером разгона.

Поперечный толкатель 7 расположен в конце роликового кон­вейера. Площадка формирования ряда 11 состоит из регулируемых по высоте листов, закрепленных на раме автомата. Толкатель ряда 10 предназначен для передачи сформированного ряда ящиков на стол формирования слоя 9, входящий в состав механизма формирования и вывода пакета совместно с продольным толкателем 8, механизмом вертикального перемещения 1 и цепным конвейером 2 подачи и вывода поддонов из магазина поддонов. Машина работает следующим образом.

Загружают магазин поддонов 3, после чего цепной конвейер 2 подает пустой поддон на платформу подъема и далее вверх на пози­цию укладки ящиков. При этом отсечной ролик 5 утапливается и

пропускает ящик на конвейер разгона, затем ролик возвращается в исходное положение. Проходя далее по конвейеру, ящик при необхо­димости может поворачиваться относительно ролика разворота 6, а затем упирается в стенку, после чего включается в работу поперечный толкатель 7. Далее ящик передается продольным толкателем 8 на площадку 11 перед толкателем ряда 10, который срабатывает при наличии на площадке ряда ящиков из 2-3 шт. (в зависимости от схемы укладки). После передачи последнего ряда ящиков в слое происходит перемещение стола 9 для укладывания сформированного слоя на поддон. Стол возвращается в исходное положение, а механизм вер­тикального перемещения 1 опускает поддон на высоту ящика. Коли­чество повторений операции укладывания слоев на поддон равно числу слоев ящиков в пакете (3 или 4) и задается положением тумб­лера на панели пульта управления.

Существует ряд конструкций ПФМ, имеющих нестандартную компоновку. К ним относятся пакетоформирующие манипуляторы марки ВПА, МПК-5, ЭУП.

Конструктивная особенность данного типа ПФМ заключается в том, что сформированный слой не опускается на поднятый до нужного уровня поддон, а специальным захватным устройством перемещается из зоны формирования слоя на неподвижный поддон. Принципиально машины ВПА и МПК/5 различаются ориентировкой на различные типоразмеры ящиков.

Манипулятор пакетирующий ВПА.Предназначен для формирова­ния пакетов из деревянных ящиков № 2 и № 4 ГОСТ 18575 на поддоне 2П4-1000 х 1200 X 1Д ГОСТ 9078. Может быть использован в посудных цехах и экспедициях предприятий по розливу пищевых жидкостей.

Установка состоит из трех основных частей: манипулятора, стола формирования ряда и металлоконструкции, на которой подвешива­ется манипулятор. Управление автоматическое и кнопочное осуществ­ляется из отдельно стоящего шкафа. Установка работает следующим образом. Поддоны устанавливаются слева и справа от стола формиро­вания ряда в специальные рамки. Ящики по конвейеру поступают на стол формирования ряда.

Манипулятор представляет собой тележку, движущуюся на четы­рех катках по путям, закрепленным на опорной металлоконструкции. Для исключения раскачивания при горизонтальном перемещении ряда ящиков манипулятор снабжен рычажной системой. Привод осуществ­ляется от электродвигателя через редуктор. На тележке установлен механизм подъема. Тяговыми органами служат две втулочно-роли-ковые цепи. Для обеспечения точности установки площадки привод снабжен тормозом.

Манипулятор снабжен тремя автоматическими захватами (кле­щевого типа) и специальной защелкой с перекидной звездочкой, которая автоматически фиксирует захваты в разведенном состоянии после установки ящиков на поддон. В таком виде захваты опускаются на сформированный ряд ящиков. При соприкосновении упора с ящиками срабатывает защелка и захваты зажимают ящики. Цикл повто­ряется снова.

После переноса на поддон пяти рядов (по высоте) ящиков мани­пулятор переключается на формирование пакета ящиков на свобод­ном поддоне. Сформированный пакет увозит погрузчик или тележка, а взамен устанавливается свободный поддон.

Манипулятор обслуживает один оператор.

Манипулятор ЭУП.Предназначен для укладки пакетов с туалет­ным мылом на поддон без перевязки стыков.

Выполняет операции по приему с подающего конвейера пакетов с туалетным мылом, группировке их в ряды и переносу сформирован­ных рядов на поддон. Может быть использован в экспедициях пище­вых предприятий.

Манипулятор (рис. 8.8) работает следующим образом. Упакованные блоки туалетного мыла по конвейеру 3 направляются к столу форми­рования ряда 5. При этом они ориентируются с помощью направляю­щего весла 9, обеспечивающего продольное расположение блоков вдоль оси конвейера, установленного за ним. Механизм ориентации блоков 10 обеспечивает при необходимости их поворот на 90°, т. е. поперечное расположение блоков вдоль оси конвейера. Совместное воздействие весла 9 и механизма ориентации блоков 10 обеспечивает последовательное формирование рядов с продольным и поперечным расположением блоков в ряде.

После накопления на рольганге определенного количества блоков мыла, соответствующего их количеству в ряду, включается сталки-ватель 11 и смещает сформированный ряд, освобождая тем самым место на рольганге для формирования следующего ряда.

При наборе на столе полного слоя блоков, состоящего из несколь­ких рядов, сформированный слой перемещается сталкивателем на пластинчатую площадку 6 укладочного устройства, пластины которой прикреплены к двум замкнутым тяговым цепям, огибающим звез­дочки, укрепленные на стенках металлического каркаса 7. Привод тяговых цепей осуществляется через червячный редуктор и цепную передачу. Сталкиватель при перемещении совершает полный оборот. После укладки слоя на пластинчатую площадку каркас укладчика перемещается по направляющим 8 вверх с помощью тяговых цепей, на которых он подвешен. Движение цепей осуществляется посредством приводных звездочек, получающих вращение от электродвигателя через червячный редуктор и зубчатую передачу. Каркас опускается под действием силы тяжести. Для обеспечения точности установки площадки привод снабжен тормозом.

После подъема площадки с слоем груза укладочное устройство посредством механизма передвижения 1, состоящего из электродви­гателя, редуктора, открытой зубчатой передачи и тормоза, по направ­ляющим 2 перемещается в сторону от накопительного стола и опуска­ется над поддоном, установленным на специальном столе 4. Остановка площадки над уровнем настила поддона или уложенного на нем слоя груза обеспечивается автоматически при касании рычага конечного выключателя о поверхность последнего.

Затем включается механизм перемещения пластинчатой площад­ки, при перемещении которой помещенный на ней слой груза упором сталкивается на поддон. После освобождения площадки каркас поднимается вверх и укладочное устройство перемещается к накопи­тельному столу и устанавливается в исходное положение для приема на пластинчатую площадку вновь сформированного слоя. Цикл повто­ряется.

Снятие сформированного пакета осуществляется электропогруз­чиком, а установка нового поддона вручную. Машину обслуживает оператор. Машина может работать как в ручном, так и автоматическом режиме.

Все перечисленные ПФМ приспособлены только к определенному виду тары.

Пакетоформирующая машина ШМН-1.В данной машине значи­тельно расширен диапазон типоразмеров укладываемых грузов с использованием разных способов их укладки.

Машина (рис. 8.9) предназначена для формирования пакетов из мешков, ящиков и других штучных грузов на плоских поддонах размером 800 X 1200 и 1000 х 1200 мм при укладке их "тройником" и "пятериком" с послойной перевязкой стыков.

Ленточный конвейер 5 служит для подачи предварительно сори­ентированных грузов с помощью корректирующего весла 4 к нако­пителю 2, выполненному в виде приводного рольганга. Накопитель снабжен направляющими с угловыми упорами и досылающим уст­ройством, представляющим собой двухцепной конвейер 3 с двумя упорами.

Направляющие с угловыми упорами служат для окончательной ориентации штучного груза при формировании слоя и его уплотнения при досылке на створки 10 укладчика 1. Расстояние между направ­ляющими регулируют в зависимости от требуемой ширины пакета. При окончательной досылке слоя груза на створки укладчика досылающий конвейер отключается и створки раскрываются. Сформированный ой грузов опускается на поддон, удерживаемый каретками подъ-мно-опускного устройства 8 в крайнем верхнем положении. Затем каретки перемещаются вниз на высоту слоя пакетируемого груза и створки укладчика закрываются.

Формирование второго слоя происходит в последовательности, обеспечивающей перевязку стыков при укладке на первый слой. После укладки в пакет последнего слоя каретки подъемно-опускного устройства опустятся в крайнее нижнее положение, установив тем самым пакет на конвейер 6 магазина поддонов, который выводит пакет из шахты на внешний рольганг 9. При выводе сформированного пакета порожний поддон с помощью отсекателя поддонов 7 поступает на конвейер 6, который устанавливает поддон над вилами кареток подъемно-опускного устройства. После установки поддона в крайнее верхнее положение машина готова к формированию следующего пакета.

Магазин поддонов машины ШМН-1 вмещает 21 поддон (3 стопки по семь поддонов). На его раме смонтирован отсекатель поддонов.

Конструкция машины ШМН-1 при соответствующей настройке позволяет формировать пакеты без перевязки стыков по различным схемам. Электрическая схема позволяет обеспечить автоматический режим процесса пакетирования.

В табл. 8.1 приведены технические характеристики пакетоформи­рующих машин.