Разработка и исследование мехатронных автоматов для дозирования и фасования сыпучих продуктов тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.02.05, кандидат наук Чжао Вэнь

• Чжао Вэнь
• кандидат наук
• 2022

Оглавление диссертации кандидат наук Чжао Вэнь

Введение

1 Аналитический обзор научно-технической и патентной литературы, посвященной системам дозирования и фасования сыпучих продуктов

1.1 Анализ работ, посвященных системам дозирования и фасования сыпучих продуктов

1.2 Анализ схем современных фасовочно-упаковочных автоматов для фасования малыми дозами

1.3 Системы дозирования и фасования сыпучих продуктов

1.4 Устройства разматывания рулонов и протягивания упаковочных материалов

1.5 Системы приводов в фасовочно-упаковочных автоматах

1.6 Постановка задач исследования

2 Разработка и исследование мехатронных систем дозирования сыпучих продуктов малыми дозами

2.1 Мехатронная система дозирования сыпучих продуктов

2.2 Исследование производительности мехатронных дозаторов без холостых ходов

2.3 Тестовые испытания разработанных дозаторов

3 Разработка и исследование мехатронного дозатора сыпучих продуктов для малых форм хозяйствования [48]

3.1 Разработка и исследование характеристик мехатронного дозатора

3.2 Исследование расчетной производительности дозатора

3.3 Тестовые испытания экспериментального образца дозатора для малых предприятий

4 Разработка и исследование устройства разматывания, складывания и протягивания упаковочного материала

4.1 Исследование характеристик рулона с упаковочным материалом

4.2 Устройство для разматывания и протягивания рулонного материала

4.3 Разработка и исследование устройства складывания упаковочного материала

5 Исследование и разработка системы приводов автоматов дозирования и фасовании

5.1 Мехатронные пружинные приводы с рекуперацией энергии в системах дозирования

5.3 Исследование и разработка привода протягивания упаковочного материала

5.4 Разработка привода одновременного протягивания упаковочного материала и движения плунжера

Основные результаты работы и выводы

Список литературы

Приложение А Акт об использовании и внедрении результатов

диссертационной работы

Приложение Б Результаты экспериментов по исследованию производительности и определению предельных отклонений разработанных

дозаторов

Приложение В Система управления

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Разработка и исследование мехатронных автоматов для дозирования и фасования сыпучих продуктов»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность работы. Актуальность данной работы определяется необходимостью повышения производительности, снижения затрат энергии, уменьшения габаритов фасовочно-упаковочных атоматов и обеспечение требований к погрешности дозирования.

Основным направлением развития фасовочно-упаковочных автоматов является максимальная автоматизация производственных процессов с применением мехатронных принципов проектирования, сокращение цикла дозирования, контроль параметров, снижение энергетических затрат, мониторинг процесса дозирования, уменьшение санитарно-гигиенических и террористических рисков и влияние человеческого фактора на оборудование и дозируемый продукт.

Задача совершенствования технологических процессов дозирования, фасования и упаковывания сыпучих материалов решалась многими авторами, однако в научной литературе отсутствует системный подход к анализу и проектированию фасовочно-упаковочных автоматов этого типа.

На рынке фасовочно-упаковочных автоматов для сыпучих продуктов их ассортимент ограничен и в основном продается китайское оборудование, не всегда отличающееся надежностью. Остро стоит вопрос с фасованием сыпучих продуктов малыми дозами, что особенно актуально для предприятий фармацевтической и пищевой промышленности. Отметим также отсутствие российских разработок подобных устройств. Кроме того, на рынке отсутствуют фасовочно-упаковочные автоматы для малых предприятий.

Таким образом, актуальной целью исследования является: разработка принципов построения новых мехатронных автоматов дозирования и упаковки сыпучих продуктов малыми дозами с возможностью регулирования их производительности и обеспечения энергосбережения.

Для достижения указаной цели поставлены и решены следующие задачи:

1) анализ известных способов и конструктивных решений установок точного

дозирования и упаковывания сыпучих продуктов в диапазоне от 0,5 до 1000 г;

2) разработка новых технологических схем дозирования и упаковывания сыпучих продуктов малыми дозами и обоснование их технических параметров путем построения и исследования их математических моделей;

3) разработка универсального мехатронного дозатора сыпучих продуктов нового типа с многократным дозированием единичной массы и его исследование на математической модели и экспериментальном образце;

4) построение нового, более совершенного устройства складывания и протягивания упаковочного материала и его исследование;

5) предложение новой системы приводов устройств дозирования и протягивания упаковочного материала, определение их параметров с учетом компенсации диссипативных потерь и возможности рекуперации энергии;

6) разработка способа автоматического регулирования объема дозы в процессе фасования;

7) повышение производительности фасовочно-упаковочных автоматов при погрешности не более предусмотренной ГОСТ 8. 575-2002.

Объект исследования - мехатронные автоматы для дозирования и фасования сыпучих продуктов.

Предмет исследования - геометрические и динамические характеристики процесса дозирования и формирования пакетов; геометрические, силовые и динамические характеристики мехатронных пружинных приводов с рекуперацией энергии, применяемых в фасовочно-упаковочных автоматах.

Научная новизна:

1) предложен способ регулирования объемного дозирования сыпучих продуктов малыми дозами путем симметричного изменения величины хода шибера дозатора;

2) доказано, что значение фактического отрицательного отклонения номинальной дозы, полученной многократным последовательным дозированием единичных доз, меньше допускаемых отклонений;

3) создание условий для гармонического колебания дозатора, при

перемещении дозатора позволяет быстродействие на 10% по сравнению с традиционным режимом с использованием типовых пневматических цилиндров;

4) обосновано разделение движения упаковочного материала на два этапа: первый этап периодического разматывания рулона с упаковочным материалом в аккумулятор при включении привода во время дозирования и фасования продукта, второй этап - протягивание упаковочного материала в режиме постоянных нагрузок, что повышает надежность автоматов;

5) предложена геометрическая модель устройства для складывания упаковочного материала, обеспечивающего равномерное натяжение упаковочного материала, при условии, что складывающая щель имеет эллиптическую форму.

Теоретическая и практическая значимость. Предложен научно-обоснованный выбор конструкций дозаторов в зависимости от свойств продукта, допускаемых погрешностей дозирования и требуемой производительности:

1) даны рекомендации по выбору устройства дозирования, их главных характеристик, разработаны алгоритмы расчета основных конструктивных размеров дозаторов;

2) разработана мехатронная система дозирования сыпучих продуктов малыми дозами с массой меньше 5 г;

3) разработаны новые виды дозаторов, реализованные в виде экспериментальных образцов, некоторые из них используются в ООО «Аквамир»;

4) для пищевых и фармацевтических предприятий предложен ряд объемных дозаторов сыпучих продуктов с закрытыми мерными объемами с одновременной загрузкой одного или несколько пакетов;

5) разработан дозатор сыпучих продуктов для получения номинальной дозы способом последовательного многократного дозирования единичных доз, перекрывающий диапазон дозирования от 100 г до 1000 г;

6) разработано устройство разматывания рулонов с упаковочным материалом в дискретном режиме в интервале времени (патент РФ. № 2753622), отведенном на дозирование и фасование, что позволило обеспечить работу привода протягивания упаковочного материала, в режиме постоянной рабочей нагрузки, без снижения

производительности и с минимальными затратами энергии;

7) разработано устройство формирования пакетов из ленточного упаковочного материала (патент РФ. № 2741139), позволяющее повысить скорость протягивания упаковочного материала и уменьшить его линейные габаритные размеры за счет того, что упаковочный материал после горизонтального направляющего ролика поступает в вертикальную щель, имеющую форму эллипса, где происходит его складывание;

8) разработан мехатронный пружинный привод для протягивания упаковочных материалов на базе кулисного механизма (патент РФ. № 2742446), показана возможность менять характеристики этого привода, за счет изменения предварительной деформации пружины;

9) разработанные мехатронные пружинные приводы с рекуперацией энергии позволяют, по крайней мере, в 5 раз снизить затраты энергии в приводах дозаторов и протягивания упаковочного материала.

Методы исследования - при решении поставленных задач использованы методы теоретической механики, теории механизмов и машин, роботов и мехатронных систем и математического компьютерного моделирования с использованием программы Mathcad.

Научные положения, выносимые на защиту:

1) методы расчета и проектирования зависимостей движения систем дозирования, разматывания и протягивания упаковочных материалов при использовании мехатронных пружинных приводов с рекуперацией энергии, входящих в состав робототехнических и мехатронных систем и машин, в том числе на основе принципов оптимизации;

2) исследование автоматизированных технологических процессов дозирования и фасования сыпучих продуктов, создаваемых на базе мехатронных систем, на стадии проектирования, изготовления и эксплуатации;

3) повышение производительности создаваемых систем дозирования и фасования сыпучих продуктов, разработка безопасных методов их эксплуатации;

4) методика определения производительности в зависимости от

геометрических характеристики плунжера и мерных объемов;

5) предложена эллиптическая зависимость движения шиберов дозаторов в дискретном режиме при использовании мехатронных пружинных приводов, применение которых увеличивает быстродействие на 10% по сравнению с традиционным трапецеидальным законом с использованием типовых пневматических цилиндров.

Реализация работы. Полученные результаты диссертационной работы использованы для дозирования и фасования биологической добавки «Зостерин» с массой дозы 0,5 г на предприятии ООО «Аквамир».

Апробация работы. Результаты работы докладывались в СПбПУ на международной конференции «Современное машиностроение. Наука и образование» в 2017 и 2018 годах, на международной конференции «Проблемы механики современных машин материалы 7-ой международной научной конференции» (Улан-Удэ), на международной конференции «6-th international BAPT conference "POWER TRANSMISSIONS 2019"» (Болгария), а также на международной научно-практической конференции «Неделя науки СПбПУ» в 2017 и 2018 годах.

Соответствие диссертации паспорту специальности. Основные результаты диссертации работы соответствуют специальности 05.02.05 - Роботы, мехатроника и робототехнические системы по пунктам 5, 6 и 7, указанным в паспорте специально сти.

1 АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОЙ И ПАТЕНТНОЙ ЛИТЕРАТУРЫ, ПОСВЯЩЕННОЙ СИСТЕМАМ ДОЗИРОВАНИЯ И ФАСОВАНИЯ СЫПУЧИХ ПРОДУКТОВ

При выполнении поиска, анализе работ и оформлении диссертации автор пользовался терминологией в соответствии с ГОСТ 17527-86 [11]. Это отступление объясняется тем, что в работе [12] утверждается то, что «единое общепринятое понятие, что такое упаковочное оборудование, в настоящее время еще не сформулировано».

1.1 Анализ работ, посвященных системам дозирования и фасования сыпучих продуктов

Первые исследования в области дозирования сыпучих материалов относятся к началу ХХ века.

Работы [26, 59, 88, 89, 92, 95, 121, 136-138] посвящены описанию и исследованию процесса дозирования в зависимости от физико-механических свойств сыпучего материала, учитывая степень подвижности частиц в процессе дозирования, что непосредственно влияет на выбор необходимых дозирующих и вспомогательных устройств.

Многие авторы [25 - 27, 67, 71, 72] посвятили свои работы проблемам истечения сыпучих материалов из емкостей при различных конфигурациях выпускных отверстий.

Впервые обобщил разрозненные теоретические разработки и экспериментальные данные Рогинский Г.А. [86], руководствуясь теорией Гячева Л.В. [14] о модели сыпучей среды аналогичной сплошной среде. Работа Рогинского посвящена основным вопросам выбора, расчета, изготовления и эксплуатации всего комплекса дозирующих и вспомогательных устройств, применяемых в

химической и строительной промышленностях, им предложена классификация систем дозирования в соответствии со структурой технологического процесса по принципу действия и конструктивным признакам.

В работах авторов Квапил Р., Кенеман Ф.Е., Зенкова Р.Л. и Гячева Л.В. основное внимание уделено скорости свободного истечения из выпускного отверстия, явлению сводообразования [14, 40, 45, 46], характерному бункерным установкам строительной, химической и сельскохозяйственной промышленности.

Исследования распределения вертикального давления сыпучего материала по высоте емкости принадлежат Кенеману Ф.Е.[47].

Проблемой стабилизации потока истечения занимались русские и зарубежные авторы [17, 21, 23, 46, 47, 102, 107 - 109, 113], применяя различные средства и устройства [7, 8, 31 - 34, 70, 86 - 88, 118, 119, 124, 130 - 133] для приближения формы потока к гидравлической форме.

Для повышения активности работающих бункеров и стабилизации процесса истечения внутри бункера проводились экспериментальные исследования с применением неподвижных конструктивных элементов различной формы[5,40,126].

В работах [5, 40] изложено теоретическое обоснование и практический расчет рациональных параметров бункеров. Вопросам автоматизации процесса дозирования посвящены следующие работы[3,15,38,39,48,49,51,52,74,128,134,135].

Исследование характеристик технологического процесса дозирования[1, 13, 16, 18, 41, 54, 58, 95], обеспечение допускаемой погрешности дозирования[10, 19, 20, 44, 83-85, 103-105], способы и критерии оценки погрешности и производительности дозирования[42, 43,] выполнено в работах[96, 120-125, 129].

Основное внимание в большинстве перечисленных выше работ уделялось изучению движения сыпучих продуктов в бункерах больших объемов и высоких скоростях истечения сыпучих продуктов в процессе опорожнения бункеров. При дозировании же малыми дозами массовая производительность (скорость) продукта не превышает 2 г/с.

1.2 Анализ схем современных фасовочно-упаковочных автоматов для фасования малыми дозами

Основными показателями фасовочно-упаковочных автоматов, определяющими его эффективность, являются:

- производительность;

- пределы массы дозы сыпучего продукта;

- погрешность дозирования;

- размеры тары;

- массогабаритные характеристики;

- характеристики системы управления;

- энергетические затраты;

- цена.

Производительность процесса дозирования напрямую связана с конструкцией дозатора и параметрами технологического процесса.

Следует различать производительность дозатора и производительность фасовочно-упаковочного автомата. В большинстве случаев производительность дозатора выше возможной производительности автомата, в котором он применяется.

Технологический процесс фасования продуктов в потребительские пакеты различной формы можно разделить на несколько характерных операций:

- размотка рулонных материалов для изготовления тары и протягивание упаковочного материала между рабочими позициями;

- дозирование и фасование, как правило, выполняются последовательно и часто рассматриваются как единый процесс;

- сваривание швов пакетов;

- разрезание упаковок или пакетов.

Дозирование и фасование, в свою очередь, состоит из следующих технологических переходов:

- наполнение мерного объема;

- перенос мерного объема на позицию фасования;

- опорожнение мерного объема и заполнение тары;

- перенос мерного объема на исходную позицию.

Цикл дозирования определяется перечисленными выше технологическими переходами, а суммарное время цикла определяет цикловую производительность дозатора.

Теоретическая производительность дозатора всегда больше фактической производительности фасовочного автомата, так как время полного цикла перемещения тары с одной позиции на другую равно или меньше времени перемещения мерного объема с позиции разгрузки до полной загрузки мерного объема.

Время, за которое выполняются технологические переходы различны, доминирующим является время дозирования и фасования, которое последовательно происходит на одной позиции.

Время сваривания швов, как правило, принимается равным времени дозирования и фасования, что упрощает систему управления, а требуемое качество шва обеспечивается изменением температуры нагрева сварочных губок при заданном усилии, действующим на них.

Время отрезания пакетов лежит в пределах несколько сотых секунды и не влияет на производительность оборудования.

В связи с вышесказанным производительность фасовочного автомата определяется производительностью дозатора, если время смены позиции равно или меньше времени дозирования и фасования. Время смены позиции определяется требованием к закону движения, обеспечивающим невысокий «всплеск» сыпучего продукта, характерного для жидких продуктов. При несоблюдении этих условий возможно попадание продукта в сварочные швы.

Погрешность дозирования является важнейшим показателем фасовочно-упаковочного автомата. Отметим то, что в фасовочно-упаковочных автоматах происходит коммерческое дозирование и требования к погрешности определяются

нормативными требованиями, принятыми отдельными странами или межгосударственными экономическими союзами.

В данной работе исследовано дозирование и фасование потребительскую тару: нормы погрешности на количество фасованной продукции в потребительской таре в России определяются ГОСТ 8. 575-2002 [10], директивой Евросоюза - The Weights and Measures Acts (UK) ,1985 CHAPTER 72 [111], а в Китае соответствующим стандартом - China: JJF 1070-2005 [104].

В соответствии с ГОСТ 8.579-2002, «Требования к количеству фасованных товаров в упаковках любого вида при их производстве, расфасовке, продаже и импорте», гармонизированного с европейской директивой 76/211/ЕС Совета от 29 марта 1976 г, предприятия изготовители, фасовщики, оптовая и розничная торговля при фасовании продукции в упаковки с одним и тем же значением массы потребительского товара, указанного на всех упаковках, должны выполнять следующие требования:

- не превышать предел допускаемых отрицательных отклонений Т содержимого нетто упаковочной единицы;

- партия фасованных товаров в упаковках равного номинального количества с обозначением массы, не превышающей 10 кг, должна иметь среднее содержимое нетто не менее номинального количества, указанного на упаковке;

- количество бракованных единиц в партии не должно превышать 2% размера партии; в бракованных упакованных единицах не должно быть ни одной упаковочной единицы, у которой отрицательное отклонение содержимого нетто от номинального количества превышает двойной предел допускаемых отрицательных отклонений.

В Евросоюзе действует Директива о измерения погрешности фасования [103]. В требованиях к погрешности номинальной дозы нормативы имеют только одно отличие - в допускаемых в процентах количества бракованных упаковок в проверяемой партии. В европейской Директиве этот процент равен 2,5 процента, против 2 процентов в российском и китайском стандартах [10, 104].

С учетом этих требований минимальная партия фасованных товаров,

подвергаемая проверке в России и Китае должна быть равна 100, а в странах Евросоюза 80 упаковок.

Если в единичной упаковке масса продукции меньше 5 г, то в реализацию продукция поступает в групповой потребительской упаковке, содержащей несколько единиц с номинальной массой, как правило, намного превышающей 5 г. При этом допуск на погрешность определяется массой суммарного продукта. Например, пакетики с чаем содержат по 2 г продукта и продаются в упаковках по 25, 50 и 100 штук. Если один и тот же дозатор последовательно используется для упаковок с различным количеством единичной продукции, то максимально допустимое среднеквадратическое отклонение номинальной массы из проверяемой партии определяется из соотношения 0,2Т, где Т - допустимое отрицательное отклонение для номинальной массы упакованного продукта в групповой потребительской таре.

На рисунке 1.1 изображена диаграмма предела допускаемых отрицательных отклонений содержимого нетто от номинального количества.

Рисунок 1.1 - Диаграмма предела допускаемых отрицательных отклонений содержимого нетто в зависимости от номинального количества

В диссертации проводится исследование систем дозирования для доз массой от 0,5 до 1000 г. Особое внимание в работе уделено фасованию пищевых добавок и фармацевтических порошков в плоские бумажные пакетики «саше».

На рисунке 1.2 приведена схема наиболее полной структуры фасовочно-

упаковочного автомата, содержащего в своем составе дозатор. В зависимости от конструкции могут отсутствовать некоторые узлы [90].

Рисунок 1.2 - Структура фасовочно-упаковочного автомата

Структура фасовочно-упаковочного автомата включает в себя четыре основных механизма:

1) система дозирования и фасования;

2) устройство для разматывания и протягивания упаковочного материала;

3) система контроля(мониторинга) и управления;

4) система приводов.

В свою очередь система дозирования и фасования состоит:

1) бункер для продукта, подлежащего дозированию и фасованию;

2) питатель, создающий равномерный поток продукта от бункера к дозирующему механизму;

3) дозатор;

4) выводное устройство (сопло), служащее для перемещения уже образованной дозы продукта в потребительскую тару.

В работе [90] выполнен поэлементный анализ конструкций дозировочных устройств, направленный на создание и разработку дозаторов с учетом физико-химических свойств дозируемого продукта.

Сыпучие пищевые продукты дозируются в фасовочно-упаковочных автоматах тремя способами: весовым, объемно-весовым и объемным.

Для дозирования сыпучих продуктов малыми дозами наилучшим способом дозирования зарекомендовало себя объемное дозирование, применяемое в автоматах [6, 84] для таблетирования лекарственных порошков.

Обзор применяемого современного оборудования, образующего плоский пакет «саше», показал следующие результаты.

В автоматах вертикального типа для одной линии может использоваться только один дозатор и, следовательно, наполняться только один пакет [24, 73, 75, 82, 91, 94, 122, 127, 131].

Вертикальная конфигурация фасовочно-упаковочного автомата увеличивает длину тракта, по которому движется сыпучий продукт от дозатора до потребительской тары, что снижает производительность. Существуют конструкции, в которых для повышения производительности, в одном фасовочном тракте одновременно перемещается несколько доз (до 5 - 6). Однако это не позволяет эффективно использовать систему мониторинга, а при сбоях или отказах происходит потеря продукта, что для дорогостоящих продуктов недопустимо.

Для дозирования легко сыпучих продуктов вертикальные упаковочные автоматы желательно не применять из-за возможного появления «витания» мелких частиц продукта и возможного их попадания в сварочные швы.

Горизонтальные упаковочные автлматы делятся на следующие группы:

1) автоматы, в которых весь технологический процесс выполняется последовательно над потребительской тарой, соединенной в одну непрерывную ленту;

2) автоматы, состоящие из двух последовательных линий. На первой линии происходит формирование и отрезание пакетов. На второй линии происходит наполнение пакета, его укупоривание и при необходимости ряд дополнительных функций, например, нанесение даты изготовления и так далее.

Автоматы первой группы отличаются местом расположения механизмов протягивания упаковочного материала, типом их рабочих органов, приводные

ролики или линейные механизмы с возвратно поступательным перемещением зажимных губок.

В современных упаковочных автоматах горизонтального типа разматывание рулонов с упаковочным материалом осуществляется в основном в шаговом, дискретном режиме. Упаковочные материалы могут снабжаться метками, которые предназначены или для синхронизации работы различных приводов упаковочного автомата или для шаговой подачи.

При разработке устройств разматывания и протягивания упаковочного материала, необходимо учитывать два фактора: переменную угловую скорость рулона и уменьшающихся в процессе разматывания массы и момента инерции.

На рисунке 1.3 показана типовая схема упаковочного автомата горизонтального линейного типа [91].

Рисунок 1.3 - Схема упаковочного автомата горизонтального линейного типа периодического действия, образующей плоский пакет складыванием полосы с отрезанием наполненного пакета: 1 - рулон; 2 - ролики натяжные; 3 - элемент складывающий; 4 - ролики складывающие; 5 - ролики протягивания; 6 - губки поперечной сварки; 7 - устройство раскрытия; 8 - губки укупоривающие; 9 -ножи; 10 - готовый пакет (с тремя швами)

Увеличение производительности автоматов горизонтального типа, достигается одновременным заполнением нескольких (двух или более) пакетов при прерывистом движении последних.

Анализируя схемы автоматов, сделаем вывод, что габариты горизонтальных автоматов превышают вертикальные по длине, однако при фасовании продукта малыми дозами на автоматах горизонтального типа возможно расположение дозатора непосредственно над потребительской тарой, что позволяет максимально

уменьшить длину тракта перемещения продукта от мерного объема до потребительской тары и сократить время дозирования, следовательно, время цикла.

В автоматах вертикального типа узел складывания пакетика размещен в позиции между дозатором и позицией наполнения пакетика, поэтому тракт движения сыпучего продукта длиннее, что снижает производительность. Можно считать, что высота вертикального тракта движения продукта в этом случае больше трех высот мерного объема.

1.3 Системы дозирования и фасования сыпучих продуктов

В данном разделе выполнен анализ базовых моделей функциональных узлов фасовочно-упаковочного автомата, особенности проектирования, анализ преимуществ и недостатков имеющихся аналогов.

Для сыпучих продуктов, в основном, применяется объемное дозирование, когда доза формируется в мерном объеме.

Процесс получения дозы сыпучих продуктов, практически, всегда происходит под действием гравитации. Процесс фасования обеспечивается в вертикальном направлении также под действием силы гравитации, а в горизонтальной плоскости под действием рабочих органов. Процессы под действием гравитации более стабильны.

Движение мерных объемов происходит или в горизонтальной плоскости, или в вертикальной плоскости. При объемном дозировании мерный объем перемещается от питателя к разгрузочному отверстию, через который продукт перемещается в потребительскую тару.

При объемном дозировании применяются закрытые мерные объемы и открытые.

Для фасования сыпучих продуктов малыми дозами наилучшим способом зарекомендовало себя объемное дозирование, применяемое в таблетирующих автоматах [6, 108, 109], и представленное на рисунке 1.4.

а б, д в г

Рисунок 1.4 - Схема процесса объемного дозирования и таблетирования в таблеточных машинах: а - исходное положение перед дозированием; б -дозирование - загрузка матрицы; в - операция прессования; г - операция выталкивания таблетки; д - операция сбрасывания таблетки: 1 - бункер, 2 -

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Чжао Вэнь, 2022 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Аксенова, Т.И. Технология упаковочного производства: учебное пособие для студентов высших учебных заведений / Т.И. Аксенова, В.В. Ананьев, Н.М Дворецкая, Т.В. Иванова, Е.Г. Любешкина, Э.Г. Розанцева.-М.:Колос, 2002.- 184 с.

2. Бабин, А.И. Элементы и устройства пневмогидроавтоматики: учебное пособие / А.И. Бабин, С.П. Санников. - М: Екатеринбург, 2002. - 144 с.

3. Баранов, В.В. Исследование систем управления / В.В. Баранов, А.В. Зайцев, С.Н. Соколов. - М.: Альпина Паблишер, 2012. - 216 с.

4. Баутин, Н.Н. Динамическая теория часов / Н.Н. Баутин.-М.:Наука, 1986. -192 с.

5. Белоусов, В.А. Основы дозирования и таблетирования лекарственных порошков / В.А. Белоусов, М.Б. Вальтер. - М.: Медицина, 1980. - 214 с.

6. Белогур, В.П. Разработка и исследование мехатронных пружинных приводов с рекуперацией энергии для штанговых глубинных насосов / В.П. Белогур, В.Л. Жавнер, М.В. Жавнер, Ч. Вэнь // Современное машиностроение. Наука и образование. - 2020. - № 9. - С. 312-332.

7. Бурляй, Ю.В. Современное оборудование для упаковки пищевых продуктов / Ю.В. Бурляй, Л.А. Сухой, В.Ю. Жидонис. - М.: пищевая промышленность, 1988. - 237 с.

8. Видинеев, Ю.Д. Автоматическое непрерывное дозирование сыпучих материалов / Ю.Д. Видинеев. - М.: Москва : Энергия, 1974. - 119 с.

9. Вилсон, Д. Рулонная офсетная печатная машина: механизмы, эксплуатация, обслуживание / Д. Вилсон; пер. с англ.; под ред. В.Н. Румянцева. - М.: ПРИНТ-МЕДИА центр, 2007. - 418 с.

10. ГОСТ 8.579-2002. Требования к количеству фасованных товаров в упаковках любого вида при их производстве, расфасовке, продаже и импорте - М.: Межгосударственный стандарт, 2002. - 11 с.

11. ГОСТ 17527-86 Упаковка. Термины и определения. ИПК издательство

стандартов - М.: Государственный стандарт союза сср, 1988. -18 с.

12. ГОСТ 16299-78 Упаковывание. Термины и определение. ИПК издательство стандартов. - М.: Межгосударственный стандарт, 1985. - 16 с.

13. Государственная Фармакопея Российской Федерации - 12 изд., ч.2. М.: Изд-во «Научный центр экспертизы средств медицинского применения», 2008. - 704 с.

14. Гячев, Л.В. Движение сыпучих материалов в трубах и бункерах / Л.В. Гячев. - М.: Машиностроение, 1968. - 184 с.

15. Давиденко, П.Н. Исследование и разработка методов проектирования информационных систем на основе дозаторов дискретного действия: д. к. т.: 05.13.05: защищена 23.06.2005 / П.Н. Давиденко. - М.: Таганрог, 2005. - 156 с.

16. Дегтярев, В.Н. Технологическое оборудование пищевых производств / В.Н. Дегтярев. - М.: Петропавловск-Камчатский, Камчат ГТУ, 2004. - 132 с.

17. Джексон, Н. Леон Ф. Статистика и планирование эксперимента / Н. Джексон, Ф. Леон. - М.: Мир, 1981. - 516 с.

18. Драгилев, А.И., Дроздов B.C. Технологическое оборудование предприятий перерабатывающих отраслей АПК / А.И. Драгилев, B.C. Дроздов. - М.: Колос, 2001. - 352 с.

19. Дресевич, Г. Проблемы механики / Г. Дресевич.-М.: Издатинлит,1961.-191 с.

20. Ефремов, С.А. Повышение эффективности управления дискретными дозаторами сыпучих материалов: дис. канд. техн. наук 05.03.07 / С.А. Ефремов. -М.: Ярославль, 2000. - 416 с.

21. Жавнер, В.Л. Мехатронные системы в фасовочно-упаковочном оборудовании: учеб. Пособие / В.Л. Жавнер, Чжао Вэнь, М.В. Жавнер, Янь Чуаньчао. - М.: СПБ.: ПОЛИТЕХ-ПРЕСС, 2019. - 80 с.

22. Жавнер, В.Л. Мехатронные пружинные приводы с рекуперацией энергии в технологическом оборудовании: учеб. Пособие / В.Л. Жавнер, О.Н. Мацко, М.В. Жавнер, Чжао Вэнь. - М.: СПБ.: ПОЛИТЕХ-ПРЕСС, 2019. - 77 с.

23. Жавнер В.Л., Смирнов А.Б. Мехатронные принципы проектирования технологического оборудования / В.Л. Жавнер, А.Б. Смирнов // Конструктор. Машиностроитель - 2008. - №3. - С. 12-15.

24. Жавнер, В.Л., Мехатронные системы. Учебное пособие / В.Л. Жавнер, А.Б. Смирнов // Министерство образования и науки Российской Федерации, Санкт-Петербургский государственный политехнический университет. - 2011. - 130 с

25. Жавнер, В.Л. Системы дозирования сыпучих продуктов массой до двух граммов / В.Л. Жавнер, И.А. Синеокова // XL Неделя науки СПбГПУ: материалы международной научно-практической конференции. 4.IV. - СПб.: Изд-во Политехн. - Ун-та., 2011.

26. Жавнер, В.Л. Мехатронные системы дозирования сыпучих продуктов / В.Л. Жавнер, И.А. Синеокова // XLI научная и учебно-методическая конференция НИУ ИТМО, 31 января - 3 февраля 2012 г - СПб: НИУ ИТМО, 2012.

27. Жавнер, В.Л. Системы дозирования сыпучих продуктов массой до 5 граммов / В.Л. Жавнер, И.А. Синеокова // Вестник Псковского государственного университета. Серия: Экономика. Право. Управление - 2012. - №1, - С. 147-153.

28. Жавнер, В.Л. Рекуперативные приводы для цикловых перемещений / В.Л. Жавнер, О.Н. Мацко, М.В. Жавнер // Deutschland, Saarbrucken, Palmarium Academic Publishing - 2014. - 90 с.

29. Жавнер, В.Л. Пружинные приводы с рекуперацией энергии для цикловых перемещений с технологической нагрузкой / В.Л. Жавнер, О.Н. Мацко, Чжао Вэнь // Инновации и перспективы развития горного машиностроения и механики: IPDME_2018: Сборник тезисов/Санкт-Петербургский горный университет. - СПб, 2018. - С. 42 - 45.

30. Жавнер, В.Л. Применение пневматических двигателей для компенсации диссипативных потерь в пружинных приводах с рекуперацией энергии / В.Л. Жавнер, Чжао В. // в сборнике: Гидравлические машины, гидропневмоприводы и гидропневмоавтоматика. Современное состояние и перспективы развития. Сборник научных трудов международной научно-технической конференции. -2018. - С. 307-316.

31. Жавнер, В.Л. Мехатронные принципы проектирования систем дозирования сыпучих продуктов малыми дозами / В.Л. Жавнер, Чжао Вэнь // в сборнике: Проблемы механики современных машин материалы vii международной научной

конференции. - Улан-Удэ, 2018. - С. 52-56.

32. Жавнер, В.Л. Дозирование сыпучих продуктов малыми дозами массой 0,2-5 граммов / В.Л. Жавнер, Чжао Вэнь // Вестник Международной академии холода. -

2018. - № 2. - С. 34-41.

33. Жавнер, В.Л. Исследование мехатронной системы дозирования сыпучих продуктов малыми дозами / В.Л. Жавнер, Чжао Вэнь // Современное машиностроение. Наука и образование. - 2018. - № 7. - С. 410-419.

34. Жавнер, В.Л. Мехатронная система дозирования сыпучих продуктов малыми дозами / В.Л. Жавнер, Чжао Вэнь // Современное машиностроение. Наука и образование. - 2017. - № 6. - С. 462-470.

35. Жавнер, В.Л. Мехатронные рекуперативные приводы для возвратно-поступательных перемещений на базе пневматических цилиндров с возвратными пружинами / В.Л. Жавнер, Чжао Вэнь, Янь Чуаньчао, У Лун // Современное машиностроение. Наука и образование. - 2019. - № 4. - С. 476-486.

36. Жавнер, М.В. Мехатронные рекуперативные приводы для шаговых перемещений на базе невматических цилиндров с возвратными пружинами / М.В. Жавнер, Янь Чуаньчао, Чжао В. // Вестник Международной академии холода. -

2019. - № 2. - С. 22-28.

37. Жавнер, В.Л. Исследования мехатронного устройства для размотки и протягивания рулонных материалов в дискретном режиме / В.Л. Жавнер, Чжао В, У Лун, // Технологии мехатроники и робототехники, Приборостроение. - 2020. - № 4. - С. 322-329.

38. Жарков, В.В., Прейс В.В. Модели и вариантность структур систем автоматического дозирования сыпучих материалов / В.В. Жарков, В.В. Прейс //Вестник Тульского государственного университета. Технические науки. - 2013. -№71. - С. 79-89.

39. Жуков, Б.М. Исследование систем управления / Б.М. Жуков, Е.Н. Ткачева. -М.: Дашков и Ко, 2013. - 208 с.

40. Зенков, Р.Л. Бункерные устройства / Р.Л. Зенков, В.С. Гриневич, Исаев. - М.: Машиностроение, 1977. - 223 с.

41. Каверин, В. Упаковка сыпучих продуктов / В. Каверин. //Пакет. - М.: «PakkoGraff», 2004. - №9.

42. Каверин, В. Оценка производительности / В. Каверин. //Пакет. - М.: «PakkoGraff», 2004. - №1.

43. Каверин, В. Точный расчет / В. Каверин. // Пакет. - М.: «PakkoGraff», 2004. -№6.

44. Качество продукции, испытания, сертификация. Терминология: Справочное пособие. - Вып. 4. - Издательство стандартов. - 1989. - 144 с.

45. Квапил, Р. Движение сыпучих материалов в бункерах / Р. Квапил. - М.: -Госгортехиздат, 1961, - 80 с.

46. Кенеман, Ф.Е. О механизме свободного истечения тела / Ф.Е. Кенеман, Н.Г. Залогин, О.С. Антошина // Инженерно-физический журнал. - 1960. - Т. 3. - № 3.

47. Кенеман, Ф.Е. О свободном истечении сыпучих тел / Ф.Е. Кенеман // Известия АН СССР, ОТН, Механика и машиностроение. - 1986. - № 3. - С. 72-76.

48. Корендясев, А.И. Фасовочно-упаковочная автоматическая линия - для малых форм хозяйствования / А.И. Корендясев // Наука - производству. - 1998. - № 10 (12). - С. 22-28.

49. Корендясев, Г.К. Задачи и решения при разработке упаковочных автоматических линий типа Form-fШ-seal. Ч. 2. Решения задачи сборки на упаковочной автоматической линии / Г.К. Корендясев, Б.Л. Саламандра, К.Б. Саламандра, Л.И. Тывес // Приводы и компоненты машин. - 2013. - № 1. - С. 5-9.

50. Крайнев, А.Ф. Идеология конструирования / А.Ф. Крайнев - М.: Машиностроение, 2003. - 384 с.

51. Краснов, И.Ю. Исследование системы автоматизированного высокоточного дозирования сыпучих материалов / И.Ю. Краснов //Известия Томского политехнического института. - 2007. - Т.311. - №4. - С. 108-112.

52. Корендясев, Г.К. Задачи и решения при разработке упаковочных автоматических линий типа Form-Fill-Seal. Часть 1. Система управления линии и требования к характеристикам силовых станций / Г.К. Корендясев, Б.Л. Саламандра, К.Б. Саламандра, Л.И. Тывес // Приводы и компоненты машин, 2012.

№ 2-3 (5). - С. 10-13.

53. Ландау, Л.Д. Теоретическая физика в 10 томах / Л.Д. Ландау, Е.М. Лифшиц.

- М.: ФИЗМАТЛИТ, 2001 - 2005. - 224 с.

54. Малахов, Н.Н. Процессы и аппараты пищевых производств : учеб. пособие / Н.Н. Малахов, Ю.М. Плаксин, В.А. Ларин. - М.: Орел : ОрелГТУ, 2003, - 687 с.

55. Митрофанов, В.П., Бобров В.И., Технологическое оборудование и оснастка упаковочного производства: учебное пособие / В.П. Митрофанов, В.И. Бобров. -М.: Издательство МГУП, 2003. - 204 с.

56. Митрофанов, В.П. Печатное оборудование: учебник / В.П. Митрофанов, А.А. Тюрин, Е. Г. Бирбраер, В. И. Штоляков. - М.: Москва: МГУП, 1999. - 441 с.

57. Навроцкий, К.Л. Теория и проектирование гидро- и пневмопривода: Учебник / К.Л. Навроцкий. - М.: Машиностроение, 1991. - 384 с.

58. Надеждин, И.В. Высокодинамичные механизмы вспомогательных операций автоматизированных сборочных производств / И.В. Надеждин - М.: Машиностроение, 2008. - 270 с.

59. Оборудование, упаковка, ингридиенты. - М.: ДеЛипринт, 2000.

60. Орлов, С.П. Дозирующие устройства / С.П. Орлов. - М.: Москва, Машиностроение, 1966. - 287 с.

61. Пановко, Я.Г. Основы прикладной теории колебаний и удара / Я.Г.Пановко.

- М.: Политехника, 1990. - 271 с.

62. Патент № 2742446 РФ, МПК B25J 9/10 (2006.01), F03G 7/08 (2006.01). Мехатронный пружинный привод: №2 2020122271: заявл. 06.07.2020 : опубликовано 05.02.2021 / Жавнер В.Л., Чжао Вэнь, Янь Чуаньчао - 13 с. - Текст: непосредственный

63. Патент № 2741187 РФ. МПК F04B 47/02 (2006.01). Привод скважинного штангового насоса: № 2020135561: заявл. 29.10.2020: опубликовано 22.01.2021 / Белогур В.П., Жавнер В.Л., Чжао Вэнь - 12 с. - Текст: непосредственный

64. Патент № 2741139 РФ. МПК B65B 1/02 (2006.01), B65B 9/06 (2012.01). Способ формования упаковочного материала: № 2020129451: заявл. 07.09.2020: опубликовано 22.01.2021 / Жавнер В.Л., Чжао Вэнь - 9 с. - Текст:

непосредственный

65. Патент № 2753622 РФ. МПК B65B 1/02 (2006.01), B65B 41/12 (2006.01), B65B 41/16 (2006.01). Способ и устройство для разматывания и протягивания рулонного материала: №2 2021108200: заявл. 26.03.2021: опубликовано 18.08.2021 / Чжао Вэнь, Жавнер В.Л., - 12 с. - Текст: непосредственный

66. Патент № 27217 РФ. МПК G01F 11/28(2000.01). Устройство для дозирования сыпучих продуктов: №2 2002103915/20: заявл. 2002.02.12: опубликовано 10. 01. 2003 / Жавнер В.Л., Цветков М.А., - 9 с. - Текст: непосредственный

67. Патент № 2282158 РФ. МПК G01F11/00. Бункерный дозатор для сыпучих грузов: № 2005120068/28: заявл. 28.06.2005: опубликовано 20.08.2006 / Горюшинский B.C., Варламов A.B., Головин В.В., - 8 с. - Текст: непосредственный

68. Патент № 2464535 РФ. МПК G01F 11/24(2006.01). Устройство для объемного дозирования сыпучих материалов: № 2011115537/28: заявл. 2011.04.21: опубликовано 20.10.2012 / Архангельский В.Ю., Джангирян В.Г., Ширшикова Л.Ю., Вареных Н.М., Романов В.И., - 10 с. - Текст: непосредственный

69. Патент № 2256590 РФ. МПК B65B9/04. Способ коррекции относительного положения корпусного и покровного материалов в автоматических упаковочных машинах и устройство для его осуществления: №: 2003128093/12: заявл. 22.09.2003: опубликовано 20.07.2005 / Саламандра Б.Л., Тывес Л.И., - 8 с. - Текст : непосредственный

70. Патент № 49798 U1 РФ. МПК B65B1/36 (2000.01). Устройство для дозирования сыпучих материалов №: 2004110434/12: заявл. 31.03.2004: опубликовано 10.12.2005 / Залялиев Ю.Г., Каргин В.А., Ларюхин А.М., Ахметшин С.С., - 7 с. - Текст : непосредственный

71. Патент № 42104 U1 РФ. МПК G01F 11/00(2000.01). Устройство для объемного дозирования сыпучих материалов №: 2004115528/22: заявл. 25.05.2004: опубликовано 20.11.2004 / Юрьев И.П., Митянин А.П., - 8 с. - Текст : непосредственный

72. Патент № 2079817 РФ. МПК G01F 13/00(2006.01). Устройство для дозирования сыпучих материалов №2: 94024088/28: заявл. 27.06.1994: опубликовано

20.05.1997 / Кухарев С.Н., Степанов И. В., Шапоренко Н.М., - 7 с. - Текст : непосредственный

73. Патент № 2014571 C1 РФ. МПК G01F 11/06(2006.01). Устройство для дозирования материалов № : 5020250/10: заявл. 03.01.1992: опубликовано 15.06.1994 / Кочкин В.И., Мальков М.Н., Григорьев Е. В., Лоскутов А. Н., Лоскутов С. Н., Смагин В. М., Донковцев Л.А., - 6 с. - Текст : непосредственный

74. Патент № 2111523 C1 РФ. МПК G05D7/00, G01F11/00. Способ управления технологическим процессом дозирования пищевой продукции. № : 93020797/09: заявл. 21.04.1993: опубликовано 20.05.1998 / Кияница С.В., - 6 с. - Текст : непосредственный

75. Патент № 105024 U1 РФ. МПК G01F 11/00(2006.01). Устройство для дозирования сыпучих продуктов. № : 2010152417/28: заявл. 22.12.2010: опубликовано 27.05.2011 / Качиони А.Е., Иванов А.И., - 12 с. - Текст : непосредственный

76. Патент № 2101682 РФ. МПК G01F 11/00. Устройство для дозирования сыпучих материалов. № : 5048414/28: заявл. 17.06.1992: опубликовано 10.01.1998 / Пейсахов М.И., - 5 с. - Текст : непосредственный

77. Патент № 2179141 РФ. МПК G01F 11/00. Устройство для дозирования сыпучих материалов. № : 5048414/28: заявл. 17.06.1992: опубликовано 10.01.1998 / Пейсахов М.И., - 5 с. - Текст : непосредственный

78. Патент № 2214958 РФ. МПК B65G15/14, B65B3/02. Устройство для транспортировкм и сгибания гибкого упаковочного материала. № : 2002100248/03: заявл. 17.05.2000: опубликовано 27.10.2003 / Андерссон Роланд, Сорокин А.А., - 9 с. - Текст : непосредственный

79. Патент № 846405 РФ. МПК B65B9/06. Устройство для регулирования формо-образователя упаковочного материала к упаковочной машине. № : 2805932/13: заявл. 27.07.1979: опубликовано 17.07.1981 / Гамазенков, Г.Я, Скорик, Г.И., Рафаильский Ф.Г., - 5 с. - Текст : непосредственный

80. Патент № 979210 РФ. МПК B65B9/06. Устройство для регулирования формообразователя упаковочного материала к упаковочной машине. № :

3307246/28: заявл. 30.06.1981: опубликовано 07.12.1982 / Бугай, Н.И, Скорик Г.И, Рафаильский Ф.Г., - 5 с. - Текст : непосредственный

81. Патент № 1338 BY. МПК B65B9/00. Формовочное устройство для упаковочных машин, предназначенных для образования отдельных упаковочных контейнеров из гибкого трубчатого упаковочного материала. № : 4895554: заявл. 05.06.1991: опубликовано 16.09.1996/ Хенрик Манссон, Деннис Лундмарк, - 5 с. -Текст : непосредственный

82. Патент № 21 38427 РФ. МПК B65B9/04. Автоматическая упаковочная машина преимущественно для жидких и полужидких продуктов. № : 98113167/13: заявл. 02.07.1998: опубликовано 27.09.1999/ Саламандра, Б.Л., Корендясев А.И., Тывес Л.И., - 8 с. - Текст : непосредственный

83. Поляков, С.И. Проблема достижения точности дозирования материалов / С.И. Поляков // ВГЛТА, г. Воронеж. - 2005. - С. 145-148.

84. Приказ Минздрава РФ от 16.10.1997 N 305 "О нормах отклонений, допустимых при изготовлении лекарственных средств и фасовке промышленной продукции в аптеках". - М.: Министерство здравоохранения российской федерации. - 13 с.

85. ПР 50. 2. 004-94 «ГСЕ порядок осуществления государственного метрологического надзора за количеством фасованных товаров в упаковках любого вида при их расфасовке и продаже». - М.: Государственная система обеспечения единства измерений. - 19 с.

86. Рогинский, Г.А. Дозирование сыпучих материалов / Г.А. Рогинский. - М.: Химия, 1978. - 89 с

87. Саламандра, Б.Л. Исследование дозатора "DIRECT FILLING" с сеисорным управлением / Б.Л. Саламандра, Ф.И. // Проблемы машиностроения и надежности машинБатырь. - 2017. - № 1. - С. 80-87.

88. Саламандра, Б.Л. Некоторые проблемы создания современных автоматических линий на примере линии упаковки типа «формовка-фасовка-укупорка-вырубка» / Б.Л. Саламандра, Л.И. Тывес, К.Б. Саламандра, Г.К. Корендясев // Проблемы машиностроения и автоматизации. - 2013. - С. 71-79.

89. Ульянов, В. Один взгляд на рынок / В. Ульянов // Пакет. - 2002. - №3.

90. Ульянов, В. Классификация оборудования для упаковки продуктов в термосвариваемые пакеты / В. Ульянов // Пакет. - 2004. - №2.

91. Ульянов, В. А «Саше» по горизонтали и вертикали / В. Ульянов // Пакет. -М.: «PakkoGraff». 2005. - №6.

92. Ханлон, Дж. Ф Упаковка и тара / Дж. Ф. Ханлон, Р. Дж. Келси, Х. Е. Форсинио; пер. с англ.: [В. Ашкинази и др.]; под общ. ред. В. Л.Жавнера. - М.: Санкт-Петербург: Профессия, 2004. - 629 с.

93. Харазов, В.Г. Интегрированные системы управления технологическими процессами / В.Г. Харазов. - М.: - СПб.: Профессия. 2009. - 592 с.

94. Юрьева, И. Н., Разработка состав и технологии порошков для приготовления суспензии для приема внутрь препарата кальция и изучение стабильности / И.Н. Юрьева, Г.П. Вдовина. - М.: Современные проблемы науки и образования, 2014. -№5. - С. 71-78.

95. Чжао, В. Универсальные дозаторы для малых предприятий пищевой промышленности / Чжао, В., М.В. Жавнер, В.Л. Жавнер, // Научный журнал НИУ ИТМО. Серия: Процессы и аппараты пищевых производств, 2019. - № 2- С. 19-26.

96. Чжао, В. Применение пневматических цилиндров с возвратными пружинами в мехатронных рекуперативных приводах / Чжао, В., В.Л. Жавнер, А.Б. Смирнов, Янь Ч., // Научно-технические ведомости СПбПУ. Естественные и инженерные науки. - 2019. - Т. 25. - № 1. - С. 111-123.

97. Чжао Вэнь. Жавнер В.Л. Обеспечение требований стандартов к количеству фасованной продукции в потребительской таре. - М.: Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого, 2017. - часть 2, - С. 17.

98. Шипинский, В.Г. Упаковка и средства пакетирования: Учебное пособие. / В.Г. Шипинский. - М.: Минск: УП "Технопринт", 2004. - 416 с.

99. Штоляков, В.И. Печатное оборудование: учебное пособие для вузов / В.И. Штоляков, В.Н. Румянцев. - М.: Москва: Издательство Юрайт, 2020. - 470 с.

100. Штоляков, В.И. Рулонные офсетные печатные машины КВА / В.И. Штоляков, Б.В. Токмаков, А.А. Перова. - М.: Москва: МГУП, 2009. - 145 с.

101. Штоляков, В.И. Офсетные печатные машины: Учебное пособие/В.И. Штоляков, А.Ф. Федосеев, Л.Ф. Зирнзак, И.А. Егоров.-М.:МГУП, 1999.-216 с.

102. Ann Emblem Packaging technology Fundamentals / Ann Emblem, Henry Emblem // Woodhead Publishing, 2012, - 600 p.

103. Belogur V. P., Zhavner V. L., Zhavner M. V., and Zhao Wen, Development and Research of Mechatronic Spring Drives with Energy Recovery for Rod Depth Pumps // Advances in Mechanical Engineering Selected Contributions from the Conference "Modern Engineering: Science and Education", Saint Petersburg, 2020.-pp. 38-51.

104. COUNCIL DIRECTIVE of 20 January 1976 on the approximation of the laws of the Member States relating to the marking-up by weight or by volume of certain prepackaged products (76/211/EEC).

105. China: JJF 1070-2005 «Rules of Metrological Testing for Net Quantity of Products in Prepackages with Fixed Content» // National Metrology Technical Specifications of the People's Republic of China - 2005. - 40 p.

106. ISO 6432:1985, Pneumatic fluid power - Single rod cylinders - 10 bar (1 000 kPa) series - Bores from 8 to 25 mm - Mounting dimensions. - International Standard published - 06-Jun-1985. - 5 p.

107. Kelsey, R.J. Packing and packaging: design, technology, application / R.J. Kelsey, J.F. Hanlon and H.E. - P.: CRC Press Published April 23, 1998, Reference - 698 p.

108. Korendyasev, G.K. Concerning one specific task of assembly in the automatic packing lines of the "Forming-Pre-Packing-Sealing-Cutting" type / G.K. Korendyasev, B.L. Salamandra, K.B. Salamandra, L.I. Tyves // Journal of Machinery Manufacture and Reliability, 2013, Vol. 42, No. 2, - pp. 159-165.

109. Lichti, H. Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von durch Deckfolien abgedeckten Behaltem / H. Lichti, J. Lempert // German patent № 3912054 А1. Кл. В65В9/04. 1990.

110. Salamandra, K. Modeling of cyclic gearshifts in automatic transmissions for vehicles / K. Salamandra, L. Tyves // ENGINEERING FOR RURAL DEVELOPMENT 2018, - pp. 2071-2078. DOI: 10.22616/ERDev2018.17. N331

111. The Weights and Measures Acts (UK) ,1985 CHAPTER 72. - 138 p.

112. Yan, Chuanchao. The use of pneumatic cylinders with return springs when creating mechanical drives with recuperative energy / Yan, Chuanchao, Zhao Wen // 6-th international BAPT conference "POWER TRANSMISSIONS 2019" 2019 VARNA, -vol. 1. - pp. 163 - 167.

113. Yoshiyuki Hayasaka. Device for enabling registry of operations in an apparatus for continuously forming containers filled with material / Yoshiyuki Hayasaka // U.S. patents№ 4349997. - 14 p.

114. Zhavner, V.L. Spring drives for reciprocal motion / V.L. Zhavner, O.N. Matsko -M.: Journal of Machinery Manufacture and Reliability, 2016. - Vol.45, - No.1, - pp.1 -5. Allerton Press, Inc., 2016.

115. Zhavner, V.L. Comparative Analysis of Mechatronic Drives for Reciprocal Motion / V.L. Zhavner, O.N. Matsko, M.V. Zhavner // International Review of Mechanical Engineering (I.RE.M.E.), 2018, - №12. - pp. 784 - 789.

116. Zhao Wen. The use of pneumatic cylinders with a return spring to compensate for balance losses in mechanical regenerative drives for reciprocating movements / Zhao Wen, V.L. Zhavner // 6-th international BAPT conference "POWER TRANSMISSIONS 2019" 2019 VARNA, vol. 1, - P. 107 - 112.

117. Zhavner, V. L. Research and Development of a Spring Drive with Recovery Energy in the Presence of a Variable Inertial Load / V.L. Zhavner, Zhao Wen, Yan Chuanchao and Wu Long, // Advances in Mechanical Engineering Selected Contributions from the Conference "Modern Engineering: Science and Education", Saint Petersburg, Russia, June 2019. - pp. 209 - 220.

118. Zhavner, V. L. Research of the Mechatron System of Dosing of Loose Products in Small Doses / V.L. Zhavner, Zhao Wen // Special Issue on "Explorations in Mechanical Engineering and Education" (EMEE 2020), Vol 14, No 2 (2020), - pp. 133 - 138.

119. ii^S, PLC 2010 (34): 19827 - 19828

120. 2010, 39 (6) : 12 - 17

121. ШМ, ШШ, [J]о 2014, 37 (1): 66 - 69

122. 2011

123.

[J],Ü^Ün°n№, 2012, 30 (4): 29 - 32

124. 1992 (2): 19 - 24

125. S7300Ä Wicc flexible ШШШЙЖШЖЩЛ], 2010 (9): 79 - 80

126. 2009, 11 (2): 27 - 28

127. Ü^XM, 2002, 23 (6): 29 - 32

128. PLC ЙЙ^ЙМй^ШШШ^ [J].f№ Ä^ffl, 2016 (6): 85 - 85

129. «ШЬХ^^» 2017

130. Й-Й&, [J], 2004 (7): 69 - б9

131. 2007, 36 (5): 46 - 49

132. РЬ даях^

, 2004

133. ^^ШТ^Й^ЖИМЙШШ Ü^XfM, 2004, 25 (1): 34 -35

134. ШМ, ШШШ, PLC ШаЖ, 2005 (2): 9 - 10

135.

2016 (4): 46 - 49

136. 2012

13V. Ш», [J], 2000, 13 (3):

25 13S.

ЙЖ^Ш^П'Н^^Ш 2014, 13 (2): V1 - V5

ПРИЛОЖЕНИЕ А АКТ ОБ ИСПОЛЬЗОВАНИИ И ВНЕДРЕНИИ РЕЗУЛЬТАТОВ ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЫ

ПРУЖИННЫЙ ЦЕНТР

АО «НПП «Пружинный Центр»

Р/с 40702810122170000262 в Филиал ПАО «БАНК УРАЛСИБ» Юридический адрес: 197342, г.Санкт-Петсрбург,

В Санкт-Петербурге, к/с 30101810800000000706, БИК 044030706 ул. Белоостровская, д.17 корпус2 литерА,20-Н

ИНН 7814458917, ОКОНХ 14839, ОКПО 54342317 пом. №11, офис 407

Тел./факс: [phone]

_Ьир5://рпц|щщи, шаЛ@ВГЦгШпаЛ1

мР1А РПт 0°>. и. /г-

Акт внедрения.

Акционерное общество «Научно-производственное предприятие «Пружинный Центр», по результатам научных исследований, выполненных д.т.н. Жавнер В.Л., к.т.н. Жавнер М. В. и магистром Чжао Вэнь, совместно разработали устройство - Пружинный привод скважинных штанговых насосов.

Научно-производственным предприятием «Пружинный Центр» на вышеуказанное устройство получен патент 1Ш №2741187 «Привод скважинных штанговых насосов». Авторы патента: Белогур В.П., Жавнер В.Л., Жавнер М.В., Чжао Вэнь. Приоритет патента от 14 ноября 2020 г.

В настоящее время изготавливается экспериментальный образец устройства.

С уважением,

Белогур Валентина Павловна

Заместитель генерального директора АО «НПП «Пружинный Центр» Почетный машиностроитель России Кандидат технических наук Лауреат премии Правительства РФ

ПРИЛОЖЕНИЕ Б РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТОВ ПО ИССЛЕДОВАНИЮ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ И ОПРЕДЕЛЕНИЮ ПРЕДЕЛЬНЫХ ОТКЛОНЕНИЙ РАЗРАБОТАННЫХ ДОЗАТОРОВ

В таблицах Б.1 представлены результаты взвешивания доз "Зостерин", при тестировании нового дозатора со старым питателем. Таблица Б.1 - Результаты взвешивания доз "Зостерин"

Номер дозы Номер мерного объема Номер дозы Номер мерного объема

1 2 3 4 1 2 3 4

1 0.52 0.52 0.51 0.53 43 0.56 0.56 0.55 0.55

2 0.52 0.54 0.53 0.5 44 0.56 0.55 0.54 0.56

3 0.53 0.51 0.5 0.53 45 0.56 0.56 0.56 0.54

4 0.53 0.52 0.52 0.51 46 0.55 0.56 0.54 0.56

5 0.53 0.53 0.52 0.54 47 0.57 0.55 0.53 0.55

6 0.53 0.52 0.52 0.53 48 0.56 0.56 0.55 0.54

7 0.53 0.53 0.52 0.52 49 0.56 0.56 0.54 0.56

8 0.53 0.53 0.51 0.52 50 0.56 0.57 0.54 0.54

9 0.54 0.52 0.53 0.53 51 0.56 0.56 0.54 0.55

10 0.53 0.53 0.52 0.52 52 0.56 0.55 0.54 0.55

11 0.53 0.53 0.51 0.52 53 0.56 0.57 0.54 0.55

12 0.54 0.53 0.53 0.54 54 0.55 0.55 0.54 0.54

13 0.53 0.53 0.52 0.52 55 0.57 0.56 0.56 0.55

14 0.54 0.53 0.52 0.53 56 0.54 0.57 0.54 0.55

15 0.53 0.53 0.53 0.53 57 0.56 0.56 0.55 0.54

16 0.53 0.53 0.52 0.52 58 0.57 0.56 0.54 0.55

17 0.54 0.54 0.52 0.54 59 0.54 0.55 0.55 0.55

18 0.54 0.54 0.54 0.52 60 0.55 0.56 0.54 0.54

19 0.54 0.54 0.52 0.53 61 0.56 0.55 0.55 0.54

20 0.54 0.53 0.53 0.54 62 0.56 0.56 0.53 0.55

21 0.53 0.54 0.51 0.53 63 0.55 0.55 0.55 0.54

Продолжение таблицы Б.1

Номер дозы Номер мерного объема Номер дозы Номер мерного объема

1 2 3 4 1 2 3 4

22 0.54 0.53 0.53 0.52 64 0.55 0.56 0.55 0.55

23 0.54 0.54 0.53 0.53 65 0.56 0.56 0.52 0.53

24 0.53 0.53 0.52 0.53 66 0.55 0.55 0.55 0.54

25 0.53 0.54 0.53 0.54 67 0.56 0.57 0.55 0.55

26 0.55 0.55 0.52 0.53 68 0.55 0.55 0.54 0.54

27 0.54 0.55 0.54 0.54 69 0.55 0.55 0.54 0.54

28 0.54 0.53 0.52 0.51 70 0.56 0.55 0.54 0.53

29 0.53 0.54 0.53 0.54 71 0.55 0.56 0.54 0.54

30 0.53 0.54 0.53 0.53 72 0.55 0.56 0.53 0.54

31 0.55 0.53 0.53 0.52 73 0.55 0.54 0.53 0.54

32 0.54 0.55 0.52 0.55 74 0.56 0.56 0.54 0.54

33 0.53 0.53 0.53 0.53 75 0.54 0.54 0.53 0.54

34 0.53 0.53 0.51 0.53 76 0.55 0.55 0.53 0.53

35 0.55 0.54 0.52 0.53 77 0.55 0.56 0.54 0.55

36 0.53 0.54 0.54 0.55 78 0.55 0.54 0.53 0.54

37 0.54 0.55 0.52 0.53 79 0.55 0.56 0.54 0.54

38 0.55 0.54 0.54 0.54 80 0.55 0.55 0.54 0.55

39 0.55 0.55 0.52 0.54 81 0.55 0.55 0.54 0.54

40 0.53 0.54 0.53 0.53 82 0.54 0.56 0.53 0.54

41 0.54 0.53 0.55 0.53 83 0.55 0.55 0.54 0.53

42 0.54 0.55 0.53 0.52 84 0.54 0.55 0.54 0.54

Результаты обработки взвешиваний показали следующие результаты: средняя масса дозы по результатам взвешивания 336 доз равна: т = 0,54 г. Средняя масса дозы по результатам взвешивания для 80 доз равна:

т=0,53 г тп=0,53 г тш=0,55 г

т1У=0,55 г

Среднее квадратическое отклонение по результатам взвешивания для 80 доз равно:

0=0,009 ап=0,010 ош=0,011 о1У=0,010

Среднее квадратическое отклонение массы дозы по результатам для 336 любых комбинации равно:

од=0,014

А предельное отклонение для любых 20 комбинаций равно:

2од 20,014

Т20=—= =-=0,006

20 420 4,5 '

Соответственно, предельное отклонение для 100 доз равно:

Tloo=0.003

Тогда средняя масса настройки должна быть обеспечивать: шнастр = тном + 0.41 о=0,55 грамма

ПРИЛОЖЕНИЕ В СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ

Управление температурой сварочных губок осуществляется первичной настройкой и этот канал работает самостоятельно и никак не связан с разрабатываемым программным обеспечением.

Программное обеспечение разрабатывается для организации циклового управления.

Важным элементом является панель управления, через которую задаются такие параметры как количество единичных доз и количество циклов для изменения режима работы пневматического цилиндра с учетом количества циклов [44, 136].

Система управления является основной частью системы дозирования, в основном включает в себя аппаратное оборудование и программное обеспечение:

- аппаратное оборудование: аппаратная оборудование системы управления в основном состоит из датчиков, устройства управления и устройство, которое обеспечивает аппаратную поддержку;

- программное обеспечение: в основном относится к управляющему программному обеспечению, профессиональный промышленный язык, составленный путем модульности общего языка.

Для обеспечения высокой производительности требуется синхронизация работы отдельных узлов и постоянный мониторинг технологического процесса. В современных фасовочно-упаковочных машинах согласование работы рабочих органов и других устройств чаще всего обеспечивается системой управления, построенной на базе контроллеров. Система управления может работать с программным управлением с использованием датчиков положения, с управлением по времени или с использованием и датчиков положения и с управлением по времени. Для систем управления с использованием только датчиков состояния имеем самую высокую производительность, самая низкая производительность в

системах с управлением по времени. Надежность оборудования с системами управления по времени выше по сравнению с любыми другими системами. (самая высокая производительность в оборудовании с кинематической автоматикой).

В данной работе, в программе работы задается масса дозы и масса дозируемого продукта, которая должна быть четным числом при одновременном фасовании в четное число пакетов.

Контроль нагрева сварочных губок осуществляется с помощью специализированных контроллеров, например, японской фирмы «Аиютх», при этом опытным путем определяется настройка температуры, которая обеспечивает требуемое качество сварочного шва. Настройка каждой системы нагрева производится по подбору температуры, показываемой на дисплее и обеспечивающей качество сварочного шва.

Особенности системы управления:

1) система строится на базе свободно программируемого контроллера;

2) панель оператора;

3) управление последовательного действия с элементами управления по времени;

4) система делится на два блока: система управления дозатором (блок дозатора), блок управления устройством размотки и протягивания упаковочного материала;

5) возможен вариант управления по времени - этот вариант возможно применять при пониженной производительности, при этом повышается надежность, ввиду отказа от датчиков и их линий связи с контроллером;

6) возможно использование контроля окончания процесса фасования, что позволит повысить производительность.

Рабочий цикл делится на два перехода:

1) дозирование и фасование, время которого определяется для каждого продукта отдельно экспериментальным путем;

2) протягивание упаковочного материала вдоль технологического тракта.

Характеристики закона движения привода протягивания определяются

экспериментально для каждого вида продукта.

Раскручивание рулона с упаковочным материалом осуществляется во время дозирования и фасования. Включение пневматического цилиндра на размотку рулона, начинается после срабатывания датчика определения положения оси натяжного ролика и срабатывания датчика окончания процесса протягивания. При этом следующее протягивание упаковочного материала начинается только после окончания процесса фасования в последнем цикле и когда шток пневматического цилиндра для размотки рулона достигнет нижнего крайнего положения. Включение этого пневматического цилиндра на подъем происходит одновременно с остальными цилиндрами, включаемыми в этот момент.

Исходная конфигурация данной работы

В исходном положении имеем следующее состояние цилиндров:

1) цилиндр 1 для получения поперечных сварочных швов - шток втянут, имеется зазор между сварочными губками;

2) цилиндр 2 для получения продольного сварочного шва-шток втянут, имеется зазор между сварочными губками; цилиндры 1 и 2 работают от общего пневматического распределителя 3/2.

3) цилиндры 3 и 4 имеют свои пневматические распределители 3/2. Это привод дозатора, и они подключаются поочередно;

4) цилиндр 5 для зажима упаковочного материала для его протягивания;

5) цилиндр 6 протягивает упаковочный материал на величину рабочего хода. Цилиндр 6 находится в крайнем правом положении снабжен двумя датчиками D3 и D4, которые контролируют приход стола в крайние положения;

6) цилиндр 7 для фиксации упаковочного материала, чтобы избежать движения упаковочного материала в обратную сторону;

7) цилиндр 8 приводит в движение отрезной нож или ножницы. Начальное положение -шток втянут. Снабжен датчиком D5, который инициирует возврат ножа (ножниц) в начальное положение. Сигнал на работу цилиндра поступает после прихода в систему управления сигнала с датчика D3 - рабочий стол пришел в крайнее правое положение. Возврат цилиндра 6 в исходное положение происходит

через промежуток времени, определяемый программой, например, через 0,1с;

8) цилиндр 9 предназначен для фиксации отрезаемых пакетов и контролируемого вертикального падения пакетов.

На рисунке В.1 изображена циклограмма работы пневматических цилиндров фасовочно-упаковочного автомата.

Сваривание поперечного

1,0

Сварпванпе продольного 2,0

Левый привод

3,0

Правый

привод 4,0

Захват 5,0

Протягивание

Фиксация

7,0

Отрезание 8,0

Отрезание

8,0

сигналам ' датчиков |

12 13 14 15

/ \ / \ / \ /

/ \ / \ / \ /

/ - \ / \

\ / \ /

/ \ / \ / \

ч

/ \ / \ / \ /

/ \ —— / \ / \

/ \ / \ / \

Вытягивание штока

Втягивание штока Вытягивание штока

Втягивание штока Вытягивание штока

Втягивание штока Вытягивание штока

Втягивание штока Вытягивание штока

Втягивание штока Вытягивание штока(крайное правое положите)

Втягивание штока(крайное левое положение) Вытягивание штока

Втягивание штока Вытягивание штока

Втягивание штока Вытягивание штока

Втягивание штока

Перемещение

Рисунок В.1 - Циклограмма работы пневматических цилиндров фасовочно-

упаковочного автомата

Система управления выполняет следующие функции:

- управление рабочими органами;

- мониторинг технологического процесса;

- реализация работы автомата фасования в соответствии с заданной циклограммой работы.

В данной диссертации система дозирования должна выполнять процессы дозирования, сварки упаковочного пакета, перемещения упаковочного материала и отрезки. В течение всего рабочего процесса необходимо контролировать:

- контроль процесса дозирования;

- контроль температуры сварки;

- контроль конфигурации упаковочного материала;

- контроль положения упаковочного пакета;

- количество циклов (как контролировать количество циклов: от датчиков или счет циклов в контроллере).

Соответственно, необходимо установить следующие датчики:

- емкостной датчик для счета продукции и контроля наличия продукта в пакете;

- датчик температуры;

- индукционный датчик для контроля достижения натяжным роликом в аккумуляторе для упаковочного материала верхнего положения;

- датчик положения на корпусе цилиндра для определения максимального выдвижения штока цилиндра для размотки рулона с упаковочным материалом.

На рисунке В.2 представлена ц циклограмма работы датчиков автомата.

При разработке системы управления была поставлена задача уменьшить количество датчиков в информационно-измерительной системе.

Во-первых, это упрощает систему управления, уменьшает количество соединений и электрических проводок, что в конечном счете снижает затраты и повышает надежность системы.

Во-вторых, для контроля работы предложено использовать емкостной датчик, который контролирует наличие продукта в пакете и при появлении незаполненного пакета, система управления останавливает автомат и на пульте управления появляется информация о причине остановки. При этом в системе управления по сигналам с этого датчика ведется счет продукции и при последней запланированной дозе происходит отключение привода дозатора, а через Х шагов отключается привод протягивания упаковочного материала.

Рисунок В.2 - Циклограмма работы датчиков автомата

В отдельную группу выделена задача поддержания требуемой температуры на сварочных губках. Решение этой задачи обеспечивается применением контроллеров фирмы «Аиюшх». В приложении Ф дается схема их подключения совместно с более мощным источником питания.

В отдельную группы выделены датчики положения, которые расположены на корпусах пневматических цилиндров и один датчик установлен в аккумуляторе упаковочного материала.

Информационно-измерительная система автомата содержит следующие датчики:

D1, D2 - датчики на пневматических цилиндрах привода дозатора;

D3, D4 - герконовые датчики на приводе протягивания упаковочного материала;

D5 - датчик на приводе ножниц после отрезания пакета, но от него можно и отказаться, используя управление по времени;

D6 - индукционный датчик в аккумуляторе упаковочного материала;

D7 - геркон на пневматическом цилиндре разматывания рулона;

D8 - датчик контроля наличия продукта в пакете;

D9 - датчики температуры поперечного сваривания;

D10 - датчики температуры продольного сваривания;

D11 - датчик нижнего уровня продуктов в бункере;

Каждый рабочий цикл состоит из двух частей: непосредственно рабочая операция, в которой одновременно выполняются следующие переходы-дозирование и фасование, сваривание швов, отрезание пакетов и периодическое раскручивание рулона с упаковочным материалом, то есть включение соответствующего пневматического цилиндра, причем включение привода на протягивание упаковочного материала, происходит после прихода штока этого цилиндра в крайнее нижнее положение и окончания процесса фасования.

Протягивание упаковочного материала на один шаг, в этот промежуток времени все остальные приводы не работает и в этот промежуток возможен только свободный выбег рулона с упаковочным материалом и заполнение аккумулятора упаковочным материалом.

На рисунке В.3 представлена логическая блок - схема.

Рисунок В.3 - Логическая блок - схема

Последовательность работы элементов системы в соответствии с принятым алгоритмом:

1) после нажатия кнопки запуска системы система управления сначала проверяет исходное рабочее состояние, и во избежание авариных случаев, данные процессы контроля работают в течение всего рабочего процесса системы;

2) контроль наличии упаковочного материала - при наличии сигнала датчика D6 отправит сигнал в СУ, если упаковочный материал отсутствует, то сигнал от датчика D6 не имеет, соответствующий аварийный свет мигнет и подает сигнал тревоги, и система перестанет работать; когда рабочий должен уставлять упаковочный материал, сбрасывать сигнал тревоги, и перезагружать систему;

3) контроль разматывания рулона - при натяжении упаковочного материала, датчик D7 посылает сигнал в систему управления, а система управления посылает сигнал на распределитель цилиндра 9, и шток цилиндра 9 выдвигается, выполняет процесс разматывания рулона;

4) контроль исходного положения устройства протягивания - для привода протягивания упаковочного материала датчики необходимо устанавливать в крайних положениях каретки. При наличии сигнала датчика D1, D3, то шибер дозатора (цилиндры 3, 4) и устройство протягивания (цилиндр 6) на исходном положении, в другом случае, если есть сигнал D2, D4, то шибер дозатора (цилиндры 3, 4) и устройства протягивания (цилиндр ) должен перейти в исходное положение слева под управлением обратной связи СУ. Датчики положения D1, D2 на пневматических цилиндрах 3 и 4 необходимы для обеспечения фиксации шибера;

5) контроль объема продуктов - если уровень сыпучих продукты в бункере ниже самого нижнего положения, датчик D11 отправит сигнал в СУ, соответствующий аварийный свет мигнет и подает сигнал тревоги, и система перестанет работать. Когда рабочий добавляет достаточно сыпучие продукты в бункер и сбрасывает сигнал тревоги, система перезагружается;

6) контроль температуры устройства свариваний - когда температура сварочных устройства нагреваются до заданной температуры, датчики D9, D10 отправляют сигналы в систему управления, а затем система управления отправляет сигнал для управления выдвижением штока цилиндра Ц1, выполняет процесс поперечного сваривания упаковочных пакетов;

7) процесс фасования - после процесса контроля система управления отправляет сигнал на устройство дозирования, и шток цилиндра 3 выдвигается, а шток цилиндра 4 втягивается, шибер дозатор перемещается вправо, выполняет

процесс фасования, и датчик D4 подает сигнал в систему управления;

8) процесс протягивания - после завершения фасования, датчик D8 подает сигнал в систему управления, система управления дает сигнал устройство захвата, и шток цилиндра 5 выдвигается, а цилиндр 6 движется вправо на том же самом время;

9) когда устройство протягивания находится на правом конце, датчик D4 посылает сигнал в систему управления, а система управления посылает сигнал на распределитель цилиндра 2, и шток цилиндра 2 выдвигается, выполняет процесс продольного сваривания. При этом система управления подает сигнал на распределитель цилиндра 8 и шток цилиндра 8 выдвигается, пакет, завершивший процесс фасования и сварки, отрезается ножом)

10) движение ножа срабатывает датчик D6, а датчик D6 передает сигнал в систему управления, а затем система управления передает сигнал устройство захвата и протягивания, цилиндр 5 втягивается, а затем цилиндр 6 перемещается влево, чтобы начать новую циклу работы. Но в этом цикле, поскольку система дозирования не имеет холостого хода, шибер дозатора перемещается влево для завершения фасования.

Другие аварийные ситуации.

1) Падение давления в сети. Имеется датчик давления, настраиваемый на давление 5 бар. При падении давления ниже заданного, в систему управления поступает сигнал аналогичный сигналу с кнопки "Авария", включает сигнальную лампу, и система автомата временно перестает работать.

2) Отсутствие продукта в любом пакете после операции фасования. Остановка автомата обеспечивается емкостным датчиком Д8. После начала протяжки от датчика поступают последовательно сигналы 0-1-0-1 или 1-0-1-0. Если последующий сигнал совпадает с предыдущим, то это свидетельствует о том, что в каком-то пакете нет продукта и автомат останавливается. Ситуация соответствует нажатию кнопки "Авария".

В данной работе, таймеры и счетчики также могут использоваться для системы управления, что может значительно сократить использование датчиков.

В этом рабочем режиме время фасования должно быть установлено таймером. Фасование завершается во время отсчета времени таймера. После окончания таймер передает сигнал в систему управления, система управления контролирует работу других устройств. В то же время счетчик завершает один отсчет. Когда счетчик достигает установленного количества раз, система прекращает работу и отправляет сигнал остановки.

И система также может установить время нагрева сварочного элемента через таймер.

Резюмируя вышесказанное, для однократного дозирования использование датчика окончания дозирования или таймера. А в главе 2 отметили, что данная система дозирования имеет возможность получения номинальной массы дозы многократным последовательным дозированием, этот процесс можно выполняет с помощью счетчика, и в программе управления установлено число фасования.

Электрическая схема подключения системы управления

Электрическая схема имеет несколько шин, замыкание на которые позволяет реализовать соответствующие режимы. Выключатель «Сеть» переключается вручную и имеет две фиксированные позиции: «Включено» и «Выключено». Если переключатель «Сеть» находится в положении «Включено», то его контакт соединит PLC контроллер, PID регуляторы, инвертор со шинной «220В». Если кнопка «Аварийный стоп» выключается, то напряжение нормально работает. Шина «24В» подает напряжение на датчики (D1-D11), электромагниты распределителей (1.1-1.7, 2.1-2.2 по рисунку В.4).

Рисунок В.4 - Электрическая схема системы управления автомата фасования и

дозирования

На схеме подключены все датчики и распределители, которые указанные выше.

На рисунке В.5 представлена экспериментальная схема системы управления.

Рисунок В.5 - Экспериментальная схема системы управления продукты На рисунке В.6 представлена Фотография контроллера LG Glofa G7M-DR60U.

Рисунок В.6 - Фотография контроллера LG Glofa G7M-DR60U

Данный контроллер обладает 36 точками ввода 12/24 В и 24 точками релейных выводов.

Выбранный контроллер является базовым блоком, который оснащен набором дискретных и аналоговых блоков ввода/вывода. Модули обработки и формирования импульсных сигналов, быстрые счетчики и модули регуляторов в данную конфигурацию не входят. Для управления ТЭНами фасовочно-упаковочного автомата, необходимо использовать ПИД регулятор, который подключается к контроллеру. В данной работе используется ПИД регулятор АШюп^ МС-2438. Задачей данного модуля является нагрев ТЕНа до нужной температуры, и ее поддержание на заданном уровне. Информация о текущей температуре поступает со встроенного в ТЕН датчика температуры. Контур управления ТЕНами замыкается на ПИД регулятор, логический контроллер подает только дискретные команды на нагрев и отключение нагрева.

Для отображения текущей температуры поперечных и продольных сварочных губок используются индикаторная панель, встроенная в ПИД регулятор, представленный на рисунке В.7.

Рисунок В.7 - ПИД регулятор Аиоп^ TZN4S-14R Описание человеко-машинного интерфейса

Блок, в котором размещена система управления, представляет собой шкаф, который имеет дверь, снабженную замком, открываемым специальным ключом. На рисунке В.8 представлен блок установлены.

Рисунок В.8 - Лицевая панель шкафа

На лицевой панели блока установлены:

- замок (позиция 1);

- сигнальная лампа подключения автомата к сети (позиция 2);

- аварийная сигнальная лампа (позиция 11);

- кнопка «Старт» (позиция 3);

- кнопка «Стоп» (позиция 4);

- переключатель режима работы автомата (автоматический и пошаговый режимы) (позиция 5);

- переключатель дозатора (положения: вкл. и выкл.) (позиция 6);

- включение питания (позиция 7);

- включение нагрева сварочных губок (позиция 8);

- дисплей отображения температуры продольных сварочных губок (позиция

9);

- дисплей отображения температуры поперечных сварочных губок (позиция

10).