Тара и ее производство: Учебно-методическое пособие к расчетно-графическим и расчетным работам

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Восточно – Сибирский государственный технологический университет

Учебно-методическое пособие к расчетнографическим и расчетным работам по дисциплине « Тара и её производство». Составитель: к.т.н., ст. преп. Боронцоев А.А. В учебно-методическом пособии излагаются порядок и последовательность выполнения расчетно-графических и расчетных работ. Пособие предназначено для студентов очной и заочной форм обучения специальности 261201 «Технология и дизайн упаковочного производства».

ТАРА И ЕЁ ПРОИЗВОДСТВО УЧЕБНО - МЕТОДИЧЕСКОЕ ПОСОБИЕ

Рассмотрено и одобрено на заседании кафедры «26 » апреля 2006 г. Протокол № 7 Рецензент: Ханхунов Ю.М., к.т.н., доц. кафедры ПЭЗЧС Ключевые слова: картон, тара, пленка, упаковка, ящик, барабан, брикет, сжатие, прочность, жесткость.

Издательство ВСГТУ Улан-Удэ, 2006

Редактор Стороженко Т.А Подписано в печать 19.05.2006 г. Формат 60 х84 1/16. Усл.п.л. 5,58, уч. изд.л. 5,0. Печать операц., бум. писч. Тираж 50 экз. Заказ № 76. Издательство ВСГТУ. г. Улан-Удэ. ул. Ключевская 40 в © ВСГТУ, 2006г.

Порядок оформления работ Работа оформляется на листах писчей бумаги формата А4 в соответствии с ГОСТ 2.104-68. Допускаются отклонения в размерах листов не более ± 5 мм. Титульный лист, заглавный и последующие листы работы оформляются по соответствующим формам (приложение 12, 13). Каждый лист должен иметь рамку. Линии рамки должны быть отнесены от края листа с левой стороны на 20 мм., с правой, сверху и снизу – на 5 мм. При написании текста оставляются поля. Расстояние от рамки до границ текста следует оставлять с левой стороны не менее 5 мм., а в конце строк - не менее 3 мм. Расстояние от верхней или нижней рамки должно быть не менее 10 мм. до границ текста. Абзацы в тексте начинают отступом на 17 мм. Текст работы, включая формулы, графики и таблицы, подписи под рисунком и т.д. должен выполняться чернилами или пастой одного цвета. Допускается использование одного из трех цветов: черного, синего и фиолетового. На одной странице текста допускается не более пяти исправлений, в противном случае страница текста должна быть переписана заново. Текст работы допускается писать на обеих сторонах листа. Угловой штамп на оборотной стороне листа должен быть выполнен по форме, приведенной в приложении. Работа при написании делится на разделы, подразделы и пункты. Наименование раздела должно быть кратким, соответствовать содержанию и записывается прописными буквами. Разделы обозначаются арабскими цифрами с точкой в конце номера и должны иметь порядковую нумерацию. Номер подраздела состоит из номера раздела и

3

подраздела, разделенных точкой. Подразделы в свою очередь делятся на пункты, а последние – иногда на подпункты. Так, например, I.I.I ./ первый подпункт, первого пункта, первого подразделения и первого раздела/. Все иллюстрации в работе (схемы, чертежи, графики и т.д.) называются рисунками. Номер рисунка состоит из раздела и порядкового номера рисунка в пределах раздела, разделенных точкой. Так, например, рис.I.2. ( второй рисунок первого раздела). Все рисунки должны иметь наименование, размещенное за номером после точки. Все формулы нумеруются арабскими цифрами в пределах раздела. Номер формулы состоит из номера раздела и его порядкового номера в пределах данного раздела, разделенных точкой. Номер ставится с правой стороны листа на уровне формулы в круглых скобках. Значения символов, входящих в формулу, должны быть приведены непосредственно под ней. Значение каждого символа дают с новой строки и в той же последовательности, в какой они приведены в формуле. Первая строка расшифровки должна начинаться со слова «где» без двоеточия после него, например: G = mg ,

(1.5)

где m – масса, кг; g - ускорение свободного падения, м/с2. Графический материал ( чертежи разверток коробок и т.п.) выполняется на чертежной бумаге формата А4, А3 и А2 в соответствии с ГОСТ 2.104-68 ( приложение 14), которые затем складываются до размера пояснительной записки и подшиваются за левое поле 20 мм.

4

l2 = L + S .

Расчетно-графическая работа 1 Конструирование картонных ящиков. 1.Определение раскроя картонного ящика из гофрированного картона. При определении размеров заготовки за основу при расчетах принимают требуемые внутренние размеры ящика и толщины картона. На рис.1 приведены чертежи разверток четырехклапанного картонного ящика с равновеликими и разновеликими клапанами. Определение размеров раскроя картонного ящика производится в соответствии

(1.3)

Расстояние между продольными рилевками находится по следующей формуле: (1.4) h= H +S. Расстояние от продольной рилевки до кромки клапана для ящика с равновеликими клапанами находится по следующей формуле: B S m = + +1. (1.5) 2 2 Расстояние от продольной рилевки до кромки клапана для ящика с разновеликими клапанами находится по следующей формуле: m= Длина клапана следующей формуле:

L S + + 1. 2 2

длинной

стенки

l3 = H + S Рис.1. Развертка 4-клапанного картонного ящика: 1 – с равновеликими клапанами; 2 – с разновеликими клапанами.

Длина стенки находится по следующей формуле: S , 2 b1 = B + S , l1 = L +

5

(1.2)

находится

по (1.7)

Длина клапана торцовой стенки для ящика равновеликими находится по следующей формуле: b3 =

(1.1)

(1.6)

B S + + 1. 2 2

(1.8)

Длина клапана торцовой стенки для ящика равновеликими находится по следующей формуле: 6

с

с

b3 =

L S + +1. 2 2

(1.9)

Ширина прорезей находится по следующей формуле: f = 2⋅S

(1.10)

Соединительный клапан находится в пределах Р=3040. 2.Расчет картонного ящика на сопротивление сжатию. Сопротивление ящика сжатию зависит от следующих основных факторов: размеров ящика; свойств материалов из которых он изготовлен; продолжительности н6агрузки. Необходимое сопротивление ящика сжатию определяется по формуле, Н: P = S P ⋅ St ⋅ σ ⋅ A

(2.1)

где Sp - коэффициент прочности при единовременной нагрузке; St коэффициент прочности при длительной нагрузке; σ - нагрузка на нижний ящик при возможной высоте штабелирования, Па; A - площадь основания ящика, м2. Коэффициент прочности при единовременной нагрузке определяется по следующей формуле: Sp =

100 PS

(2.2) 7

Рис.2. Зависимость сопротивлению сжатия: а – от распределения нагрузки на поверхности ящика; б – относительная нагрузка в зависимости от длительности действия нагрузки.

8

где PS - изменение сопротивления сжатию, учитывающее распределение нагрузки на поверхности ящика, %. Величина определяется по графической зависимости приведенной на рис.2, а. Коэффициент учитывающий длительность нагрузки , определяется по формуле: St =

100 η

(2.3)

где η– процент относительной нагрузки, определяемый по графической зависимости, представленной на рис. 2, б. Для обеспечения требуемой прочности картонных ящиков картон должен иметь не6обходимый показатель сопротивления излому, который определяется по приведенной ниже формуле, Н/см: PИ =

P − 250 . 3,35 2 ⋅ [(l1 + l2 ) + (b1 + b2 )]

где l – длина ящика, см; b – ширина ящика, см.

9

(2.4)

Расчетно-графическая работа 2 Нормирование расхода материалов в производстве картонных ящиков. Норма расхода бумажных материалов в производстве картонных ящиков – это максимально допустимое количество бумаги и картона, необходимое для производства единицы тары определенной конструкции и отвечающей требуемым прочностным и техникоэкономическим показателям. В производстве ящиков из гофрированного картона нормируется расход тарного картона для плоских слоев и бумаги для гофрирования, силикатного клея для изготовления гофрированного картона и проволоки для сшивки (клея или клеевой ленты для склеивания) заготовки ящика по соединительному шву. Норма расхода картона и бумаги на ящики определяется содержанием картона в ящике и комплектующих деталях и величиной технологических отходов; образующихся в процессе изготовления картона и его переработки на ящики. С целью упрощения расчета норм расхода содержание картона и бумаги в ящике и комплектующих деталей определяется в чистовых заготовках ящика и комплектующих его деталях. Площадь чистовых заготовок определяется внутренними размерами ящика, припусками на линию сгиба, шириной соединительного клапана и другими элементами конструкции ящика. Для того чтобы изготавливаемые картонные ящики имели внутренние размеры точно в соответствии с заданными, необходимо правильно составлять раскройную карту, учитывая в ней все необходимые припуски. 10

1.Суммарная площадь чистовых заготовок ящика и комплектующих его деталей f = f1 + f 2 + .... + f n

(1.1)

где f1, f 2,…fn – площади чистовых заготовок ящика, комплектующих деталей, входящих в комплект ящика (обечайка, перегородки, вкладыши и т.д.); Чистовая заготовка четырех клапанного ящика определяется по формуле: f1 = L ⋅ B (1.2) где L и B– определяются внутренними размерами ящика и припусками: n n L = (b + ) + (l + n) + (b + n) + (l + ) + a = 2b + 2l + 3n + a (1.3) 2 2 b l B = ( + 3) + (h + 2) + ( + 3) = b + h + 2n + 6 (1.4) 2 2 где

l – длина ящика; b – ширина ящика; h – высота ящика; n – припуск на линию сгиба; a – ширина соединительного клапана; 6 – припуск на закрытие клапанов (по 3 мм на каждый клапан). Чистовая заготовка вкладыша для такого ящика определяется по следующей формуле: Рис.3. Раскройные комплектующих изделий.

карты

11

заготовок

ящиков

и

f = (2b + 2l − 4t ) ⋅ h 12

(1.5)

где t – толщина картона. Площадь чистовой заготовки обечайки находится по следующей формуле: f об = (2l + 2h + 8t + a + 3n) ⋅ (b + 2t ) Расходный коэффициент формуле:

(1.6)

находится по следующей

K расх = K1 ⋅ K 2 ⋅ K 3 ⋅ K 4 ⋅ K 5

(1.7)

При изготовлении картона в виде форматных листов для поставки другим потребителям расходный коэффициент находится по следующей формуле: K расх = K1 ⋅ K 2

(1.8)

Норма расхода картона на производство картонных ящиков, м2/ ящик находится по следующей формуле: m   H K =  f1 я + ∑ f1m  ⋅ K i =1  

(1.9)

где HK – норма расхода картона на один ящик; f1я- площадь чистовой заготовки ящика; f1m - площадь чистовой заготовки комплектующих деталей; K - расходный коэффициент. Расход тарного картона на один ящик определяется находится по следующей формуле, м2:

m   H K =  f1 я + ∑ f1m  ⋅ K ⋅ n i =1  

где n – количество слоев тарного картона в гофрированном или сплошном склеенном картоне. Расход бумаги для гофрированного слоя на один ящик находится по следующей формуле: m   H б =  f1я + ∑ f1m  ⋅ K ⋅ nη i =1  

(1.11)

где η – коэффициент гофрирования, учитывающий уменьшение длины полотна бумаги при образовании волнистого слоя гофрированного картона 1,2-1,5. Коэффициент гофрирования определяется следующим отношением: l η= (1.12) l0 где l – длина участка полотна бумаги до гофрирования, замеряется перед подачей бумаги на гофрирующие валы; l0 - длина участка после гофрирования (замеряется при образовании двухслойного гофрированного картона). 2. Нормирование расхода проволоки на сшивку картонных ящиков. Расход проволоки на один ящик находится по следующей формуле: QП = g П ⋅ K П где gП – чистый расход проволоки на один ящик, гр.;

13

(1.10)

14

(2.1)

KП - коэффициент расхода проволоки, учитывающий отходы при сшивке, образующейся за счет дефектных ящиков при намотке катушек и работе сшивного станка (полуавтоматы и автоматы). Чистый расход проволоки на один ящик находится по следующей формуле: g П = 7,8 ⋅ 10−4 lc nd 2 g

(2.2)

где

lc - длина скобы, мм; n- число скоб на один ящик; d- диаметр проволоки; g - удельный вес применяемой стали ( обычно 7,9 гр/см3). Длина скобы находится по следующей формуле: lc = 2 ⋅ lH + lСП

(2.3)

где lH – длина ножки скобы, мм; lСП - длина спинки скобы, мм. Длина ножки скобы зависит от толщины сшиваемого материала и находится по следующей формуле: lН = δ1 + δ 2 + 0,5 ⋅ lc

(2.4)

где δ1, δ2 – толщина сшиваемых материалов, мм. При сшивке материалов одной толщины формула принимает следующий вид: lH =

(4δ + l ) 2 15

Ориентировочно количество скобок на один ящик определяют по формуле: 9,8 ⋅ G (2.6) n= K ⋅ qc где G - масса упаковываемого изделия, кг; K - коэффициент учитывающий вид шва; qc - удельная разрушающаяся нагрузка на одну скобу, Н (на одну скобу 40 Н). Расход клея при склейке ящика находится по следующей формуле: QK = qK K K

(2.7)

где

qK– чистый расход клея на один ящик, гр.; KK- расходный коэффициент, учитывающий потери клея в процессе его подготовки и при работе на склеивающей машине. Чистый расход клея на один ящик находится по следующей формуле: qK = 0,01hag K где

(2.8)

h– высота ящика, мм; a- ширина соединительного клапана, мм; gK- расход клея на квадратный сантиметр поверхности, гр./ см2.

(2.5)

16

Расчетно-графическая работа 3 Определение прочности цилиндрической картонной тары. Основным элементом цилиндрической картонной тары – картонных барабанов – является многослойная цилиндрическая оболочка (рис.4.) Критическую осевую нагрузку на многослойную цилиндрическую оболочку можно определить, применив формулу Эйлера, характеризующую общую потерю устойчивости цилиндрической оболочки, подверженной равномерному осевому сжатию, Н: PКР

π 2 E ⋅ I π 3 E ⋅ R3δ = = , (µ ⋅ l )2 (µ ⋅ l )2

(1.1)

где Ркр – критическое усилие сжатия, Н; Е - модуль упругости, Па; R - радиус срединой поверхности в поперечном сечении оболочки, м; I - момент инерции, м; δ - толщина оболочки, м; l - длина оболочки, м; μ - коэффициент приведенной длины, зависящей от способа закрепления и характера распределения нагрузки по длине. Критическое напряжение по Эйлеру на сжатие от действия осевой нагрузки определяется, Па: σ кр =

Pкр F

=

π 2 E ⋅ I min π 2 E = , (µ ⋅ l )2 F λ2 17

(1.2)

Рис.4. Цилиндрическая оболочка.

µ ⋅l - гибкость оболочки; imin i - радиус инерции поперечного сечения, м; F – площадь поперечного сечения, м2. Радиус инерции поперечного сечения находится по следующей формуле, м: где λ =

i=

I = F

π (d н2 − d 4 ) 4 = 64π (d н2 − d 2 )

d н2 + d 2 . 16

При толщине оболочки, значительно размеров радиус инерции можно принять: 18

оболочки

(1.3) меньшей

2d ср2

i=

16

=

d ср 2 2

= 0,35d ср .

(1.4)

Гибкость оболочки при этом определяется: l 2,85 ⋅ l µ ⋅l = = , i 0,35 ⋅ d ср dср

λ=

(1.5)

Установлено, что сопротивление сжатию многослойной оболочки прямо пропорционально количеству слоев материала и возрастает с увеличением диаметра оболочки. При сжатии многослойных оболочек происходит их деформация. Как показали исследования, деформация оболочки возрастает с увеличением усилия и до момента разрушения протекает по закону Гука (рис.5).

при свободном незащепленном расположении концов оболочки коэффициент μ=1. Толщина многослойной оболочки складывается из суммы толщин единичных слоев и суммы толщин промежуточных слоев, образуемых соединительной клеевой пленкой. Таким образом, общую толщину многослойной оболочки можно выразить следующей зависимостью: n

n −1

i =1

i =1

δ = ∑ δ i + ∑ Si ,

(1.6)

где

δi – толщина единичного слоя материала, мм; S i - толщина соединительной межслоевой пленки. Заменив значения суммарных толщин средними величинами элементарных слоев, получим следующее выражение толщины многослойной оболочки: δ = n ⋅ δ i + (n − 1) ⋅ S , где

(1.7)

n - количество слоев оболочки; δi - средняя толщина одного слоя, мм; S - средняя толщина межслоевой клеевой пленки, мм.

19

Рис.5. Зависимость кривых « усилия - деформации» при сжатии многослойной цилиндрической оболочки разных толщин картона.

Определение сопротивления многослойной цилиндрической оболочки радиальным нагрузкам. Радиальная нагрузка, действующая на многослойную цилиндрическую оболочку Р , может быть выражена, следующей зависимостью, Н:

P=

[σ И ] ⋅ 2 l ⋅ δ 2 3

d ср

, 20

(2.1)

где [σИ]– допускаемое напряжение при изгибе, Н; l - длина оболочки, мм; b - толщина оболочки, мм; dср - средний диаметр оболочки, мм. После снятия нагрузки оболочки под действием упругих сил восстанавливает свои первичные размеры. Упругая деформация оболочки изменяет величину изгибающего момента при одной и той же нагрузке, при большей деформации диаметра оболочки изгибающий момент возрастает, Н см: M =

P d ср + ∆d . ⋅ 2 2

Предполагая, что величина изгибающего момента в случае многослойной оболочки зависит от клеевого слоя в той же степени, что и сопротивление сжатию, величину изгибающего момента для оболочки из коробочного картона можно записать, Н см: M И = 136 ⋅ 103 (1,2 ⋅ h) 2 ,38 ,

(2.5)

Приведенный на рисунке 5 график « усилиедеформация», полученный при испытании промышленных образцов оболочек, поддерживает полученную расчетную величину.

(2.2)

Отсюда можно определить максимальное усилие радиального сжатия, при котором происходит разрушение материала, Н: 4M . (2.3) P= d ср + ∆d Зная изгибающий момент для данного вида материала оболочки, можно определить максимальное усилие сжатия. Рассмотрим усилие сжатия вышеприведенного образца оболочки. Для определения изгибающего момента можно воспользоваться формулой, выведенной для коробочного картона, Н см: M И = 1,36 ⋅ 9,8 ⋅ h 2 ,38 , где h – толщина картона, см. 21

(2.4) Рис.6. Сопротивление радиальному сжатию многослойной цилиндрического корпуса.

22

Расчетно-графическая работа 4 Определение расхода упаковочных материалов на потребительскую упаковку 1.Определение расхода пленки на потребительскую упаковку. Расход материалов на производство мягкой тары зависит от вида упаковываемого продукта и массы упаковываемой дозы ( рис.4). По этим заданным характеристикам рассчитывают объем упаковываемой дозы по следующей формуле: VД =

m . ρ

(1.1)

В случае жидкой или твердой штучной продукции под ρ понимают удельный вес или плотность. Для сыпучей продукции выполняет роль насыпного веса. В практических условиях достаточно часто приходится определять необходимую вместимость мешка и количество упаковываемого в нём продукта или обратную задачу, при известном количестве продукта и его насыпной массе необходимо выбрать вместимость мешка и его размеры. Эту задачу можно решить с помощью представленной номограммы (см. приложение 4). VMT = V ⋅ k ⋅ ρ ,

(1.2) 3

где V – искомая вместимость пакета, м ; k - коэффициент использования мешка; ρ - насыпная плотность продукта, кг/м3. В качестве примера определим вместимость ( V) склеенного бумажного мешка и массу (VMT) коротких 23

макаронных изделий в мешке, по следующим исходным параметрам: габаритные размеры мешка по ГОСТ 2226-88 – длина 840 мм; ширина 515 мм; ширина дна 90 мм; макаронные изделия имеют насыпную плотность 375 кг/м3. По номограмме ( см. приложение 4) на оси А откладываем ширину дна (90 мм) и на оси С его длину (840 мм). Полученные точки соединяем отрезком 1, затем на оси Д откладываем ширину мешка (515 мм) и найденную точку соединяем с точкой с точкой пересечения отрезка 1 с осью В. пересечение оси V и отрезка II даст значение искомой вместимости 0,047 м3. С учетом коэффициента использования мешка 0,91 (на зашивку 0,09) определяем массу продукта в мешке: VMT =0,047· 0,91 ·375=16 кг. Исходя из объёма мягкой тары, технических характеристик упаковочного автомата, дизайнерских решений, требований заказчика и т.п., рассчитывают основные размеры развертки упаковки. Для упаковочных автоматов с горизонтальной подачей продукта основные размеры развернутой упаковки (ширина и длина пленки) определяются по следующей зависимости: BГ = 2(b + h + c) , (1.3) где b – ширина слоя продукта в упаковке, м; h - высота слоя продукта в упаковке, м; c - допуск на сгиб + ширина продольного шва (0,0150,025) м. (1.4) L = l + 2(h + c ) , где

l – длина продукта в упаковке, м. 24

Как правило, автоматы с горизонтальной подачей продукта предназначены для упаковки длинных макаронных изделий, а также брикетов макаронной продукции быстрого приготовления. В приложении 10 представлен примерный расход полипропиленовой пленки в зависимости от ассортимента и массы дозы ( без учета наладки упаковочного автомата).

Короткие макаронные изделия упаковываются на автоматах с вертикальной подачей продукта, при этом выбор необходимой ширины пленки в рулоне также зависит от ассортимента и массы дозы в упаковке и определяется по следующей зависимости: BГ = 2(b1 + c) ,

(1.5)

где b1 – ширина пустого пакета, м. При известных размерах пакета можно определить: количество пакетов из 1 м2 пленки по следующей зависимости: 1 nM = , (1.6) B⋅L где B, L выражены в метрах. Количество пленки в м, получаемой из 1 кг полимера, можно определить по формуле: nB = где

1 1 = , BГ L ⋅ δ ⋅ ρ S ⋅ δ ⋅ ρ

(1.7)

δ - толщина пленки, м; S - площадь пакета в развернутом виде, м2; ρ - плотность материала пленки, кг/м3 (см. приложение

9). Площадь пленки в м2, получаемой из 1 кг пленки определяется из следующей зависимости: Рис.4. Схема определения расхода пленки при горизонтальной подаче продукта в зависимости от массы дозы.

25

SП =

1 . δ ⋅ρ 26

(1.8)

Кроме расчетных показателей определения расхода упаковочных материалов, которые в каждом случае зависят от ассортимента и массы дозы продукта, плотности упаковочного материала и т.д., на основе многолетней практики были разработаны нормы расхода упаковочных материалов и другого сырья на тонну фасовочной продукции (см. приложение 11). На современных упаковочных машинах могут быть получены следующие виды стандартных упаковок (рис.5 а, б, в) и специальные упаковки с плоским дном (рис.5 г, д).

Рис. 5. Виды упаковок из полимерных материалов: а – стандартный пакет; б – пакет с боковой складкой; в – пакет с плоским дном; г – пакет с плоским дном и верхом, запечатанный с помощью зажима металлической или пластмассовой пластинкой; д – пакет с плоским дном, запечатанный пластинкой или снабженный этикеткой.

В зависимости от выбранной массы дозы в пакете обеспечивается широкий диапазон размеров упаковки. Так, например, при максимальной ширине рулона пленки 520 мм и диаметре формирующей трубы 153 мм длину пакета возможно изменить в пределах 100-340 мм, при этом вместимость пакета составит 1840-6250 см3. 27

2. Экономические факторы выбора упаковки. Очевидно что вопрос стоимости материала имеет большое значение для его выбора, но это не единственный экономический фактор. Необходимо отметить, что суммарная стоимость упаковки складывается из следующих составляющих: стоимость самой упаковки, стоимость хранения и транспортировки пустой упаковки, стоимость заполнения упаковки, стоимость хранения упакованной продукции, транспортные расходы на поставку упакованной продукции, расходы на транспортную страховку, потери из-за порчи и повреждения, влияние упаковки на распродажу. Непосредственно стоимость полимерной упаковки составляет небольшую часть (4-8%) по сравнению с общими расходами производства продукта, поэтому стоимость выбранного материала не является основополагающей. В любом случае, использование материала с высокими защитными свойствами позволит избежать многих потерь, что окупит затраты на упаковочный материал и обеспечит сохранность продукта. Необходимо учесть и другой важный фактор, цена упаковки должна соответствовать уровню покупательной способности рынка сбыта. Расчет стоимости упаковки из полимерных пленок можно проводить по следующим зависимостям: Стоимость одного пакета, руб.: C P = C П ⋅ L ⋅ BГ , где СП – стоимость 1 м2 пленки, руб./м2; L - длина пакета в развертке с учетом швов, м; ВГ - ширина пакета в развертке с учетом швов, м.

28

(2.1)

Стоимость 1 кг пленки, руб./кг: Cкг =

CП , σ ⋅ρ

(2.2)

где СП – стоимость 1 м2 пленки, руб./м2; δ - толщина пленки, м; ρ - плотность материала пленки, кг/м3. Экономические факторы являются одним из основных критериев выбора. Наиболее эффективной считается упаковка, обеспечивающая на всех стадиях обращения от изготовления до утилизации наименьшие затраты и наибольшую экологию общественного труда ( функция рационализации). Затраты на упаковку не должны составлять основную часть в себестоимости товаров, поэтому выбирают такую упаковку, которая обеспечила бы оптимальные защитные свойства в необходимые сроки хранения товаров. Надежность упаковки оценивают показателем эффективности: E=

ЗУ , ПУ

- относительную массу, т.е. отношение абсолютной массы к массе упаковываемого продукта; - коэффициент собственной массы тары – отношение массы тары к образуемому ею объёму и к её собственному объёму. При изготовлении и использовании полимерной тары необходимо стремиться к снижению этих показателей.

(2.3)

где

ЗУ – затраты на упаковывание; ПУ - потери упаковываемой продукции. Выбор тары не должен ограничиваться лишь учетом её размеров; тара должна исследоваться и с точки зрения формы с целью оптимального использования складских помещений и транспортных средств. При конструировании полимерной транспортной тары необходимо учитывать следующие показатели: - абсолютную массу тары; 29

30

Расчетно-графическая работа 5 Определение расхода сырья на транспортную упаковку Для выбора размеров ящика из гофрированного картона руководствуются его вместимостью и прочностью. Считается, что трехслойный гофрированный картон ( один гофрослой приклеен между плоскими картонами) типа Т по ГОСТ 7376-89 полностью обеспечивает прочность картона и жесткость конструкции при длительных перевозках автомобильным или железнодорожным транспортом с учетом промежуточных перевалок и складирования. Вместимость ящика должна соответствовать до 16 кг для макаронной продукции, при этом оптимальные размеры ящика определяются в соответствии с размерами потребительских упаковок по следующей зависимости: L = (l ⋅ k ⋅ ∆l ) + R ,

(1)

где L – размер потребительской упаковки по длине, ширине и высоте, м; k - количество единиц потребительских упаковок в направлении рассчитываемого размера; ∆l - суммарная деформация (принимается при расчете высоты укладки потребительских установок; для полимерных упаковок ∆l =2-8%; для картонных упаковок ∆l =0); R - суммарная толщина двух стенок (6-10) мм. Расход материала на изготовление ящиков из гофрированного картона зависит в основном от расчетных размеров сторон заготовок, а также от вида изделия, способа упаковки, сети распространения (условий торговли 31

и сбыта). Для всех конструкций по ГОСТ 9142-90 или коду FEFCO возможно вычислить минимальный расход картона и оптимальные размеры ящика. Соотношение сторон и точек на осях Х и У определяются по следующим формулам: x=

h b

(2)

y=

l b

(3)

В качестве примера рассчитана конструкция ящика при минимальном расходе гофрокартона для ящика типа А (0201). Эта задача решается с помощью специальных номограмм ( см.приложение 2). В приложении представлен пример определения оптимального соотношения сторон ящика показано, как это влияет на расход картона (в %). В данном случае рассмотрены три картонных ящика с одинаковой вместимостью, но с разным соотношением сторон: первый l:b:h=2:2:1, т.е.(400:400:318); второй и третий соответственно 2:1:2 и 1:1:1. После соотношения сторон и точек на осях Х и У определим, что первая конструкция ящика в соотношении сторон имеет Р=33% отходов сырья, вторая и третья соответственно Р=0% и 12%. Следующим этапом решения поставленной задачи, после выбора оптимальной конструкции ящика и наилучшего соотношения его сторон, является определение площади развертки ящика ( в м2) с помощью номограммы (см. приложение 3). Она имеет четыре вертикальные оси, предназначенные для определения вместимости. Ширины и длины ящика и площади развертки, а также фиксированную 32

точку «0» в центре номограммы. Все значения номограммы даны для соотношения сторон 2:1:2. В каждом конкретном случае при определении площади заготовки необходимо иметь одно из значений: вместимость или какой-либо из размеров сторон ящика. Например, вместимость ящика составляет 0,032 м3, находим эту величину на соответствующей оси и проводим прямую линию через фиксированную точку до пересечения с осью, на которой определяем искомую величину развертки ящика (0,72 м2). Данную задачу для ящиков типа А (0201) возможно решить при условии, что l=h=2b, используя следующие зависимости: V = l ⋅ h ⋅ b = 4 ⋅ b3 , (4) S = 18 ⋅ b 2 ,

(5)

где l,b,h – соответствующая длина, ширина и высота ящика, м; S - площадь развертки, м2; V - вместимость ящика, м3.

33

Расчетно-графическая работа 6 Параметры прямоугольных упаковок и их выбор В качестве простых размерных параметров прямоугольных упаковок могут служить их внешние размеры ( длина, ширина, высота), поверхность порции продукта, площадь заготовки оберточного материала, а в качестве сложных - коэффициент расхода оберточного материала и др. Безусловно, параметры прямоугольных упаковок являются взаимосвязанными , влияющими один на другой. С изменением одних параметров меняются и другие параметры упаковки, причем закономерности таких изменений не являются простыми или очевидными. Поэтому необходимо более подробно ознакомиться с ними, тем более, что в практической работе часто приходится решать вопросы модернизации расфасовочного оборудования при унификации тары, внедрения различных рационализаторских предложений , связанных с изменениями размеров упаковок , а также и с созданием новых устройств и машин, механизирующих ручные операции расфасовки тех или иных пищевых продуктов. Рассмотрим взаимосвязи параметров прямоугольных упаковок, выполненных основными способами завертывания, указанными ранее. Завертывание продуктов в « пачку». Завертывание в пачку является одним из наиболее распространенных способов упаковки пищевых продуктов – масла, маргарина, а также других продуктов, порции которых имеют форму прямоугольного параллелепипеда. Распространённость способа объясняется компактностью и простотой его выполнения машинным способом. Машины, выполняющие завёртывание изделий по этому способу, обычно 34

представляют собой машины линейного типа, по существу четырёхпозиционные машины. На рисунке 7 представлена схема технологического процесса завёртывания брикета сливочного масла в «пачку».

осуществляется в позиции III подгибателями сначала с торцов ( операция 6), а затем с одной продольной стороны (операция 7). Последняя заделка низа пачки со второй продольной стороны ( операция 8) совмещается с перемещением пачки на неподвижный стол автомата из позиции III в позицию IY, причём роль подгибателя выполняет кромка завёрточной матрицы. Углы, образующиеся при заделке торцов и низа пачки между линиями сгиба заготовки и рёбрами упаковки, теоретически равны 45 и 90 ْ ( рис.2.). Практически же они несколько выше теоретических. Завышенные значения углов приводят к увеличению величин перекрытий, повышая тем самым надёжность упаковки. Площадь заготовки обёрточного материала в функции размеров брикета и величин наложения ( перекрытий) концов заготовки один на другой можно определить следующим образом. Длину заготовки, считая в направлении длины брикета, можно рассчитать из следующей зависимости: а ═ x + y +2h′,

Рис.7. Технологическая схема завертывания брикета « в пачку»

Стрелки указывают направление движения брикета при завёртывании. При подаче брикета в позицию II к завёрточному устройству одновременно из позиции I подаётся лист пергамента ( операция 1), который располагается над брикетом. При перемещении брикета вверх в позицию III с помощью специальной матрицы производится завёртка брикета с четырёх боковых сторон (операция 2-5). Окончательная заделка низа пачки 35

(1)

где x и y - соответственно длина и ширина пачки; величина перекрытия конца заготовки h′ складками обёрточного материала на торцах брикета; а ширину заготовки: b = 2y + 2z + h,

(2)

где z - высота пачки; h - величина наложения правого продольного конца заготовки на левый при образовании нижнего продольного шва. 36

Уравнение (3) позволяет определить оптимальные размеры брикета x0, y 0, z 0 при которых потребуется заготовка обёрточного материала минимальной площади F0. Например, для брикета масла объёмом 216 см (массой 200 г) получим: x0 = 11,5 см2, y 0 = 3,74 см2, z 0 = 5,02 см2, F 0= 315 см2. Для завёртывания в пачку 200- граммовых брикетов масла паспортных размеров (10x7,1x3,05 см) требуется

заготовка площадью 406 см2. Таким образом, разница в расходе обёрточного материала составит 406 - 315 = 91 см2. Насколько значительна эта разница, показывает следующий пример. При завёртывании 5000 брикетов масла вычисленных размеров вместо паспортных (5000 упаковок - это примерно двухчасовая производительность автомата БЕМ-1) можно сэкономить 45,5м2 бумаги. Такого количества бумаги достаточно для завёртывания ещё 1440 таких же брикетов. Завертывание « в пачку с увеличенными перекрытиями на торцах брикета» одна из распространённых модификаций завёртывания в пачку. Увеличение перекрытий на торцах по сравнению с обычными повышает надёжность упаковки, сохраняемость продукта и создаёт лучшие условия для заполнения предварительно изготовленной открытой пачки-коробочки (пакета) продуктом, а также для ввода в открытую коробочку с продуктом вкладыша без смятия верхнего края коробочки. В такие пачки без вкладыша раньше фасовали плавленый сыр, а теперь - с вкладышем фасуют сырковотворожную массу и любительскую сметану, которые обладают меньшей по сравнению со сливочным маслом вязкостью ( пластичностью) при соответствующих температурах расфасовки. Схема такой завёртки ( рис.9) тождественна рассмотренной схеме в «пачку». Разница заключается лишь в том, что коробочка образуется без продукта с помощью пуансона при почти одинаковых конструкциях завёрточных матриц, а наполняется коробочка продуктом в одной из позиций автомата с помощью дозатора. Отмеренная порция продукта в полужидком состоянии попадает в коробочку, где ей придают прямоугольную форму с помощью

37

38

Рис.8. Схема упакованного брикета способом « в пачку» с основными обозначениями (тип 1).

Если выразить величины перекрытия и наложения соответственно через 0,2z и 0,2y, как это имеет место в практике, а длину брикета - через объём и два других его размера, то уравнение площади заготовки примет вид:  V  F = a ⋅ b =  + y + 0, 4 z  ⋅ (2, 2 y + 2 z ) .  y⋅z 

(3)

подпрессовывающей лапки. Отличие данного способа завёртывания заключается ещё в том, что коробочка образуется при движении пуансона сверху вниз, а следовательно, заделка заполненной коробочки производится сверху, а не снизу, как это было при заделке в «пачку». Такое отличие связано с физическим состоянием продуктов - пластичностью, о которой уже говорилось.

Рис.10. Схема образования торцов коробочек, когда высота коробочки больше ширины (слева) и когда равна ей (справа).

Рис. 9. Основные обозначения упаковки, выполненной способом « в пачку с увеличенными перекрытиями на торцах брикета» (тип 2).

Чтобы выполнить завёртывание порции продукта « в пачку с увеличенными перекрытиями» (с вкладышем и без него), необходимо, чтобы высота коробочки была бы несколько меньше её ширины (рис.10), в противном случае получаемые при образовании коробочки уголки будут сминаться и упаковки не получится. Следовательно, LZ ≤ y Подставив высоту коробочки, получим z+ 0,5 (y+h) ≤ y Если h=0.23у, то z ≠ 0,385у

39

При нарушении этого условия завёртывание порции продукта без смятия образующихся уголков выполнить всё же можно. Для этого нужно, чтобы кончиков уголков не было, чего можно достичь, если предварительно одновременно с высечкой заготовки отрезать у неё углы. Тогда при складывании уголка коробочки не будет остроконечной части. Величину отрезки уголка r можно найти из равенства высот коробочки, определённых со стороны торца и с её боковой стороны (см. рис.11 и 12), т.е. у+r cos 450=z+0,5 (у+h), откуда r= 1,41[z-0,5(у-h)]

(4)

Например, для упаковки порции сырково-творожной массы размерами 71x52x26 мм величина отрезки уголка будет равна 8,5 мм. Практически величину отрезки уголка надо брать на 3-5 мм больше расчётной, т.е., например, не 8,5, а 12 мм. 40

Исходя из обозначений рисунка 9 и принимая h=0,23у, площадь заготовок обёрточного материала можно представить зависимостью  V  V F =  + 1,23 ⋅ y + 2 ⋅ z  ⋅ (2, 23 ⋅ y + 2 ⋅ z ) + , z  y⋅z 

концов основной заготовки на вкладыш осуществляется по контуру верхней плоскости с отступлением от этого контура на h=1см (рис.11). Такая упаковка возможна в

(5)

V = x ⋅ y - площадь вкладыша. z Оптимальными размерами порции продукта будут: x0 = 14,1 см, y0 = 2,43 см, z0 = 2,8 см. А минимальная площадь заготовок F=284 см2. Эта величина меньше площади заготовки обёрточного материала для завёртывания порции продукта размерами, принятыми в промышленности (71x52x26 мм), на 66 см2. Кроме оптимальных размеров упаковки, необходимо знать размеры, при которых расход обёрточного материала близок к минимальному, а также ту область размеров данных упаковок, к которой относятся упаковки, принятые в нашей промышленности, и те пути и закономерности, следуя которым, можно изменять эти размеры так, чтобы расход обёрточного материала на единичную упаковку снижался. Ответить сразу на все поставленные вопросы можно с помощью графика-номограммы по типу круговой диаграммы (см. приложение 6) Завертывание порций продукта « в заниженную пачку» с вкладышем. Способ завёртывания « в заниженную пачку» аналогичен способу завёртывания « в пачку с увеличенными перекрытиями». Однако он отличается от последнего тем, что вкладыш играет роль основной завёртки; пачка не имеет продольного шва, наложение где

41

Рис.11. Основные обозначения упаковки, выполненной « в заниженную пачку» с вкладышем (тип 3).

случае применения обёрточного материала, у которого почти отсутствуют упругие деформации изгибу. В противном случае будет иметь место отставание и саморазворачивание. В качестве такого материла применяется алюминиевая фольга. Площадь заготовки с учётом вкладыша при h=1 см F=(x+2z+2) (у+2z+2) + xу, см2.

(6)

Оптимальные размеры упаковки, выполненной данным способом, характеризуются равенством её длины и ширины, т.е. x= у. Таким образом, для упаковки объёмом 96 см поучим x0=у0=6,37 см и z0=2,37 см. 42

На упаковку с оптимальными размерами требуется 212 см2 фольги. На упаковку же с размерами, принятыми в производстве (71x52x26 мм), согласно этому же уравнению (при том же самом объёме) расходуется 220 см2 фольги. Следовательно, перерасход фольги в производстве по сравнению с минимально возможным расходом на одну упаковку составляет 8 см2 или 3,78 %. Завертывание порции продуктов « в односторонний носок» Способ завёртывания « в односторонний носок» относится к несимметричным способам упаковки. Несимметричным он называется потому, что брусок в начале завёртывания располагается на заготовке обёрточного материала ближе к одной из его сторон, следствием чего является несимметричное расположение верхнего продольного шва, а также ещё потому, что образующийся односторонний носок на торце бруска расположен по одну сторону его оси симметрии. Обычно этот способ применяется для завёртывания брусков дрожжей. Брусок завёртывают в бланк бумаги прямоугольной формы без вырезов. Очерёдность выполнения завёрточных операций и сами операции показаны на рисунке 12. цифрами и стрелками. Исходя из обозначений на рисунке 12., площадь заготовки при заданном объёме упаковки можно определить по уравнению: V  F =  2 + y + 2 ⋅ h1  ⋅ (4 y + h ) , y 

(7)

где h1 - половина величины перекрытия концов заготовки на торце бруска; 43

hвеличина наложения концов заготовки образовании верхнего продольного шва.

при

Рис.12. Схема упакованного бруска « в односторонний носок» с основными обозначениями (тип 4).

Анализ полученного уравнения площади заготовки показывает, что применяемые в промышленности размеры брусков дрожжей при завёртывании их в « односторонний носок» удовлетворительные. Завертывание продуктов « в расширенный хвостик» Способ завертывания брикета в « расширенный хвостик» применяется для завёртывания дрожжей. Основные обозначения завёрнутого брикета приведены на рисунке 13. За величину перекрытия h1 здесь принято расстояние от точки К до границы открытого продукта (без учёта закрытия его хвостиками). Углы между линиями складок и рёбрами упаковки по-прежнему равны 450 и 900. 44

Из обозначений рисунка 13. видно, что высота упаковки не может меньше 2h1, а ширина упаковки должна быть больше суммы (z+2h1), а также при h =2z, y≥2z.

Кроме того, высота упаковки, её ширина и величина перекрытия связаны соотношением: z = у - 2h1.

Рис.13. Схема завернутого брикета « в расширенный хвостик» с основными обозначениями (тип 5).

Расчёты показывают, что брикеты оптимальных размеров обладают меньшей поверхностью ( на 1- 11%) и для их завёртывания требуется меньше ( на 6-8%) обёрточного материала по сравнению с применяемыми. Завёртывание продуктов «в остроконечный хвостик». Способ завёртывания в «остроконечный хвостик» применяется для завёртывания брикетов масла и реже для завёртывания дрожжей. За величину перекрытия h1 ( рис.14) здесь принято расстояние от опасной точки К до границы открытого продукта. В данном случае между высотой и шириной упаковки существуют определённые условия.

Рис.14. Схема завернутого брикета « в остроконечный хвостовик» с основными обозначениями (тип 6).

y>4h 1

z≤y, 45

46

Расчетно-графическая работа 7 Расчет стоимости и прочности транспортной тары 1.Стоимости транспортной тары. Для производства ящика с трехклапанным дном и крышкой используется картон трехслойный (Т), 1-го класса марки Т11 с гофром С, т.е. картон Т11 С ГОСТ 7376-89. Рассмотрим конструкцию ящика из гофрокартона с трехклапанным дном и крышкой (рис.15). Технологическая особенность изделия состоит в том, что развертка по своим габаритным размерам соответствует характеристикам подавляющего большинства

полиграфического оборудования. Высекается заготовка на плоско-высекальном станке в одну деталь из одного листа гофрированного картона, сборка производится при помощи склейки по соединительному клапану. Конструкция упаковки обеспечивает жесткость торцов и общую прочность как в собранном виде, так и в раскрытом состоянии. Площадь лицевой и задней сторон ( панелей) рассчитывается по следующей формуле: S1 = 2 ⋅ ( L ⋅ B) ,

(1.1)

где L – длина, м; B - ширина, м. Площадь боковых сторон (панелей) рассчитывается по следующей формуле: S2 = 2 ⋅ ( L ⋅ H ) ,

(1.2)

где

L– длина, м; H - высота, м. Площадь склеиваемого клапана рассчитывается по следующей формуле: S3 = 0,03 ⋅ L ,

(1.3)

Площадь верхней и нижней стенки рассчитывается по следующей формуле: S4 = 2 ⋅ ( B ⋅ H ) , Рис. 15. Развертка трехклапанного гофрированного ящика 47

48

(1.4)

Площадь верхнего и нижнего лицевых клапанов рассчитывается по следующей формуле: S5 = 0,05 ⋅ B ,

(1.5)

Площадь верхнего и нижнего клапана рассчитывается по следующей формуле: S6 = n ⋅ H ⋅ b , (1.6) где H – высота клапана, мм; b - длина клапана, мм. Общая площадь заготовки развертки складной коробки находится по следующей формуле: S общ. = S1 + S 2 + S3 + S4 + S5 + S6

(1.7)

Стоимость трехслойной транспортной рассчитывается по следующей формуле:

упаковки

Ц = S общ ⋅ Ц К

(1.8)

где ЦК – стоимость 1 м2 картона (ЦК = 9,11 руб.) 2. Укладка ящиков на поддон. Укладка ящиков на поддон является одним из элементов общей задачи выбора оптимальных размеров ящиков с учётом укладки фасуемых изделий и возможности унификации их размеров. При укладке ящиков на поддон в качестве критерия оптимальности принят относительный полезный объём который находится по формуле: Vотн. = 49

ΣVi , S⋅H

(2.1)

где Vi – объём одного ящика, м3; S - площадь поддона, м2; H - высота транспортного пакета, м. Высота транспортного пакета следующей формуле: HТ .П = H ⋅ n

находится

по

(2.2)

где n – количество рядов; H - высота одного ящика, м. Для транспортировки грузов в основном применяются деревянные поддоны. Поддоны бывают по конфигурации плоские и ящичные и по материалу – пластмассовые, железные, деревянные. Для транспортировки груза выбирается стандартный поддон. Масса одного ящика рассчитывается по следующей формуле: М ящ = n1 ⋅ g , (2.3) где n1 – количество продукта, шт.; g - масса продукта, кг. Масса одного ряда ящиков находится по следующей формуле: М р. ящ = n2 ⋅ g , (2.4) где n1 - количество ящиков; g - масса одного ящика, кг. 2. Сжатие картонной тары при штабелировании Общая высота штабеля картонной тары, уложенной на стандартные поддоны, см: H = h ⋅ n + hi ⋅ ni , 50

(3.1)

где

h – высота одного ящика, см; n- количество рядов в одном пакете; hi - толщина поддона, см; ni - количество поддонов в штабеле. Высота штабелирования с учетом сроков хранения определяется по ГОСТ 18211-72 из следующей зависимости прочности картонной тары на сжатие (), МПа: D=

0,1 ⋅ K ⋅ G ( H − h) , h⋅S

(3.2)

B - ширина ящика, см; G - масса затаренной в ящике продукции, кг; N - количество рядов ящиков в штабеле; K - коэффициент запаса прочности; PK -прочность ящика, Н; PH - нагрузка на ящик, Н. По данной методике можно рассчитать любой раскрой аналогичной по конструкции или другой коробки. Размеры длины, ширины и высоты коробок берутся из стандартных значений или из размеров требуемых заказчиком.

где D – величина сопротивлению сжатию, МПа; K - коэффициент запаса прочности; G - масса продукции, кг; H - высота штабеля, см S - площадь основания, см2. Коэффициент запаса прочности характеризует сроки хранения затаренной продукции: при хранении 30 дней К=1,6; 100 дней К=1,65; свыше 100 дней К=2. Высота штабелирования исходя из вышеприведенной зависимости определяется по формуле: H =

h ⋅ ( DS + KG ) , KG

(3.3)

Фактор штабелирования определяется по формуле: F= где

100 2( L + B) P =K⋅ K , G ⋅ ( N − 1) PH

(3.4)

L – длина ящика, см; 51 52

Расчетная работа 1 Расчет экономической эффективности применения производственной тары На автомобильном заводе была применена производственная тара. Ввиду недостаточного количества тары для всего завода было принято решение передать это количество тары шести основным производственным цехам, не распыляя её по всему заводу. Производственная тара – это тара, чаще всего многоразового использования, применяемая на производстве для перемещения заготовок, изделий с одного передела на другой. Она практически не выходит за пределы предприятия. Экономия от внедрения производственной тары в комплексе мероприятий а) сокращения количества транспортных рабочих, занятых операциями погрузки, выгрузки и транспортирования; б) увеличения использования осн6овного технологического оборудования за счет лучшей организации и повышения производительности труда основных рабочих; сокращения простоев при подаче деталей и заготовок; в) улучшения использования транспортных средств (автомобилей) путем сокращения времени на погрузку и выгрузку; г) более рационального использования складской площади в результате многоярусного складирования тары. Расчет экономической эффективности применения производственной тары в указанных выше цехах производится в следующей последовательности. 53

1.Расчет дополнительных капиталовложений. Общая сумма дополнительных капиталовложений складывается из затрат на производственную тару, автопогрузчики и стеллажи. Стоимость тары определяется по следующей формуле: ST = sT ⋅ nT + sT ⋅ nT ,

(1.1)

где

sT – стоимость единицы тары; nT - количество единиц тары. Стоимость автопогрузчиков, которые необходимо приобрести дополнительно определяют по формуле: S а = sа ⋅ nа ,

(1.2)

где sа – стоимость одного автопогрузчика (sа= 4,5); nа - количество приобретенных автопогрузчиков. Стоимость стеллажей, которые необходимо приобрести дополнительно определяют по формуле: SСT = sСT ⋅ nСT ,

(1.3)

где

sСТ - стоимость 1т стеллажей (sСТ=235); nСТ - количество стеллажей. Улучшение использования складских площадей, что соответствует условному высвобождению части площади склада, которая может быть использована по другому назначению, дает экономию: SСК = sСК ⋅ nСК , где sск – стоимость 1 м2 складской площади (sск=64); 54

(1.4)

nск - количество условно высвобожденной складской площади, м2 ; Итого дополнительные капиталовложения составят: S = ST + S a + SCT + SCK ,

(1.5)

2. Расчет экономии годовых эксплуатационных затрат. Заработная плата рабочих, высвобожденных в результате внедрения мероприятия, определяется по формуле: З = β ⋅ М 3 ⋅12 ⋅ n1 , (2.1) где β – коэффициент, учитывающий отчисления на социальное страхование (β =1, 077); М3 - среднемесячная заработная плата рабочих; n - количество рабочих, высвобожденных в результате внедрения мероприятия. Экономия на заработной плате рабочих, занятых транспортно-складскими операциями определяется по формуле: ЭЗТ = β ⋅ М 3 ⋅ 12 ⋅ n1 , (2.2) где n – количество высвобожденных транспортных рабочих, использованных на других работах. Фонд заработной платы водителей автопогрузчиков, дополнительно приобретенных в связи с внедрением мероприятия, в условиях двусменной работы определяется по формуле: Ф3 = β ⋅ М 3 ⋅12 ⋅ n2 ,

(2.3)

Путем повышения мероприятий и повышения производительности труда благодаря уменьшению затрат времени производственных рабочих на вспомогательные операции переработка норм производственных рабочих повысилась Экономия по заработной плате производственных рабочих находится по формуле: Э3 П = β ⋅ М 3 ⋅ 12 ⋅ n3 ,

(2.4)

Общая экономия по заработной плате определяется по формуле: Э3 = Эз. тр − Ф3 + ЭЗП , (2.5) Дополнительные расходы на отчисления определяются по формуле: а) по автопогрузчикам: А1 = К а ⋅ S a ⋅ nMT ,

амортизационные

б) по дополнительным стеллажам: А2 = К а ⋅ SСТ ⋅ nСT ,

(2.6)

(2.7)

в) по высвобожденным складским помещениям: А3 = К а ⋅ S КТ ⋅ nКT ,

(2.8)

Общие затраты по амортизационным отчислениям находятся по формулам: А = А1 + А2 + А3 .

(2.9)

55 56

Стоимость находящейся в эксплуатации мелкой производственной тары погашается по следующей формуле: З0 = СТМ ⋅ 0,5 = sT ⋅ nMT ⋅ 0,5 , Расходы на содержание и определяются по формуле, тыс.руб.: P = P0 ⋅ C0 ⋅ n ,

текущий

(12.10) ремонт

(2.11)

по крупной таре………………………………………….по высвобожденным площадям………………………..+ по погашению стоимости мелкой тары………………..4. Экономия (перерасход) на текущий ремонт: автопогрузчиков…………………………………………тары и стеллажей………………………………………...высвобожденных складских площадей………………..+ Итого дополнительных затрат…………………………..Всего экономия…………………………………………+

где Р0 – годовая норма на содержание и текущий ремонт; С0 – стоимость единицы оборудования ( по автопогрузчикам 0,12; тары и стеллажей 0,06; высвобожденных складских площадей 0,03); n – количество единиц оборудования. Итого дополнительные затраты на содержание и ремонт находятся по следующей формуле: Р=Р1+Р2-Р3,

(12.12)

Результаты подсчетов по каждому из перечисленных факторов экономии от применения тары следующие: 1. Дополнительные капитальные вложения ………….2. Экономия по заработной плате: рабочих занятых транспортно- складскими операциями…..+ водителей электро- и автопогрузчиков……………………...производственных рабочих…………………………………..+ Итого экономия по заработной плате…………….……….+ 3. Экономия ( перерасход) на амортизационных отчислениях: по дополнительно приобретенным погрузчикам……...-

57

58

1.Зависимость между параметрами картонного барабана, кольцевой жесткостью материала и массой упаковываемого продукта. При упаковке продуктов в картонные многослойные барабаны необходимо правильно определить основные их прочностные показатели и в частности, их сопротивление снимающим нагрузкам, являющимся главным действующим фактором в процессе их эксплуатации. При выборе конструкций и размеров барабана руководствуются требованиями продукта, желательной его расфасовкой. Расчетное сжимающее усилие, действующее на барабан, определяется по формуле: P = 9,8 ⋅ K1 ⋅ G ⋅

H − h1 , h1

(1.2) 59

где hB – внутренняя высота барабана, см. С другой стороны P0 = π ⋅ d ⋅ n ⋅ Ж ⋅ K .

(1.4)

При условии что должно соблюдаться равенство: P=P0

(1.1)

где K – коэффициент запаса прочности, учитывающий нагрузки, возникающие при транспортировании и хранении равный при хранении 30 дней К=1,6; 100 дней К=1,65; свыше 100 дней К=2 (ГОСТ 17065-71); G - масса барабана с продуктом; H- максимальная высота штабелирования при хранении продукции, 500 см; h1 - наружная высота барабана, см. Массу барабана с продуктом можно определить через параметры барабана и продукта, кг: G = Vg + G1 ,

V - емкость барабана, см3; g - насыпная масса продукта, кг/см3; G1 -масса барабана, кг (можно пренебречь). Выражение максимального расчетного сжимающего усилия, которое действует на барабан при штабелировании, Н: H Vg P = V ⋅ g ⋅ K1 = 104 ⋅ , (1.3) hB hB

где

Расчетная работа 2 Расчет жесткости многослойной цилиндрической оболочки.

10 4 ⋅

Vg = 103 ⋅ π ⋅ d ⋅ n ⋅ Ж ⋅ К . hB

(1.5)

4 ⋅V . π ⋅d2

(1.6)

Заменив hB = Получим выражение

10 ⋅ g ⋅ d = 4 ⋅ n ⋅ Ж ⋅ K .

(1.7)

или d=

0,4n ⋅ Ж ⋅ К . g 60

(1.8)

Указанную зависимость можно преобразовать в номограмму (см. приложение 8). В нашем случае величины, входящие в вышеприведенное уравнение, могут иметь следующие пределы измерений, которые возможны в практике производства и применения многослойных картонных барабанов: 0,5