13.5. Виготовлення тари

Жерстяні банки залежно від способу виготовлення поділяють на суцільнотягнуті і збірні.

Виготовлення суцільнотягнутих банок. Суцільнотягнуті банки виготовляють витягуванням з листової (стрічкової) жерсті на спеціальних пресах-автоматах. Штампована банка не має по­здовжніх і поперечних швів, що сприяє підвищенню герметичності банки. Однак при витягуванні білої жерсті на циліндричній час­тині банок утворюються мікрощілини, що впливає на термін збе­рігання консервів.

Штамповані банки з білої і алюмінієвої жерсті виготовляють переважно невеликої висоти. Відношення висоти до діаметра бан­ки (при одноопераційному штампуванні) не перевищує 0,5.

Для виготовлення циліндричних і фігурних суцільноштампо- ваних банок з білої або алюмінієвої жерсті використовують поопе­раційні або комбіновані преси. Вони мають вигляд двостоякового нахиленого ексцентрикового преса зі станиною, скріпленою двома штангами, напрямними, приводом, штампувальним механізмом і повітряною подушкою.

Основним інструментом преса є штамп. Він зміню­ється при виробництві банок іншого розміру. Штамп складається з двох основних частин: верхньої рухомої — пуансона і нижньої нерухо­мої — матриці. Верхня час­тина штампа прикріплюєть­ся до повзуна преса, а ниж­ня — до стола станини пре­са (рис. 13.3).

На пресі за допомогою штампа виконують певні технологічні операції. Пов­зун преса у процесі перемі­щення вниз опускає пуансон штампа, який по внутріш­ньому діаметру просічного кільця вирубує заготовку і затискує її по периметру до торців протяжного кільця з силою q. Другою головною операцією штампування банок є витягування корпусу. Затискання заготовки по периферії дає змогу уникнути утворення зморшок на корпусі під час витягування. Рухаючись далі вниз, пуансон штампа здійснює витягування. Зусилля витя­гування Р2 і напруження затискання д фланців заготовок діють одночасно. Поступово, у міру витягування, заготовка заповнює зазор між нерухомим рельєфом матриці і пуансоном. На заверша­льній стадії рельєф пуансона витискує свою конфігурацію на ден­ці банки, яке спирається при цьому на нижній нерухомий рельєф матриці.

Рельєф на денці банки потрібний для надання банці більшої жорсткості і можливості вигинання денець банок під час стерилі­зації під впливом тиску, який утворюється при нагріванні продук­ту у герметичній банці. На завершальній стадії опускання пуан­сона надлишки жерсті зрізуються навколо фланця банки.

Під час піднімання пуансона повітряна подушка піднімає шпильки, які виштовхують банку на поверхню станини, і вона по­трапляє у знімач преса.

При поопераційному виготовленні банок на двох послідовних пресах на штампі першої операції вирубується заготовка і витягу­
ється корпус банки, на штампі другого преса утворюється рельєф денця, обрубуються залишки жерсті на фланцях і оформлюються радіуси відбортовки фланця. На м’ясокомбінатах України консер­вні банки штампують переважно за одну операцію витягування, тобто використовують комбінаційні преси.

Перед штампуванням жерсть змазують тонким шаром вазелі­нового масла або іншим мастилом.

Для виготовлення суцільноштампованих банок використову­ють потоково-механізовану лінію Б4-СЛБ-38 (ВАТ «Кримпрод- маш») продуктивністю для банки № 8 — 22 тис. шт., для банок 1, 2, 3 — 72 тис. шт. за зміну та обладнання для виробництва кри­шок до них типу Б4-СЛК-39 продуктивністю до 115 тис. шт. за зміну з рулонної жерсті та лінії аналогічної продуктивності. Вико­ристовують також комплекс обладнання аналогічної продуктивно­сті для виробництва суцільноштампованих консервних банок Б4- СЛБ-43 та кришок до них Б4-СКА7У2А з листової жерсті.

Виготовлення збірних банок. Збірні банки (див. рис. 13.1) складаються з корпусу, денця і кришки, які приєднують до корпу­су за допомогою поперечних ущільнених швів.

Виготовлення бланків корпусів. При виготовленні корпусів збірних банок використовують потоково-механізовану лінію, яка складається з двох основних агрегатів: здвоєних дискових ножиць з автоматичним подаванням жерсті і корпусоутворювальної лінії. Здвоєні дискові ножиці призначені для розрізування листів жерс­ті на заготовки потрібних розрізів для корпусів банок — бланки.

Ножиці мають автоматичний подавач листів жерсті СПдА із штабеля. За допомогою вакуумних присосів подавач фіксує лист жерсті і піднімає його. Одночасно сопла, які розміщені по боках штабеля листів, нагнітальним струменем повітря відокремлюють верхній лист жерсті від штабеля. Після цього друга група присосів фіксує лист і подає його вперед до механізму пртискних роликів, потім через бракувальний по товщині жерсті механізм на конвеєр і на обрізні дискові фрези, які розрізають лист жерсті на смужки, ширина яких дорівнює довжині заготовки корпусу-бланка. Нарі­зані смужки по конвеєру-живильнику подаються на дискові но­жиці другої операції, які розміщені перпендикулярно до осі но­жиць першої операції і перерізають нарізані смужки по ширині бланків. Готові бланки конвеєр скидає у накопичувач, утворюючи стопу готових бланків. При правильному розрізуванні листів жер­сті коефіцієнт використання листа становить 85 — 95 %. Здвоєні ножиці типу Б4-САД мають продуктивність 40 листів жерсті за хвилину (при розмірі листа 800 х 800 мм, товщині 0,20 — 0,35 мм), потужність двигуна 2,8 кВт, габаритні розміри 3050 х 2340 х 1215 мм і масу 3600 кг.

Виготовлення корпусів збірних банок. Для виготовлення корпусів збірних жерстяних банок використовують корпусоутво- рювальний агрегат Б4-СКБМ продуктивністю до 250 корпусів за хвилину (рис. 13.4). Він призначений для виготовлення корпусів збірних циліндричних банок (№ 4, 7, 8, 9, 11, 12 і 13) з білої жерс­ті. У технологічному потоці її розмішують після здвоєних ножиць перед машиною для відбортування бортиків корпусів.

До складу агрегата входять дві автоматично діючі частини: фо­рмувальна і паяльна.

Формувальною частиною є автомат періодичної дії, який пра­цює таким чином. Вирівняну на столі стопку бланків закладають у магазин, прикріплений до станини на початку конвеєра. Зверху магазин має гребінчасті відсікачі, які забезпечують розділення бланків при подаванні їх з магазину. Під магазином на станині розміщений механізм подавання бланків на конвеєр. Механізм подавання бланків має вакуумні присоси, за допомогою яких шток механізму у верхньому положенні фіксує нижній бланк і опускає його вниз на рейковий конвеєр автомата. У нижньому положенні фіксатора вакуумні присоси за допомогою спеціального крана на штоці відсікаються від вакуумної мережі й сполучаються з атмос­ферою. Бланк розфіксовується і рейковим конвеєром із зворотно­поступальним рухом послідовно подається під вальцювальний пристрій, механізм вирубування кутів і прорізів, механізм для відгинання кутів бланка. Після вигинання краї бланка під час переміщення змащуються флоксом і подаються під механізм утво­рення поздовжнього шва корпусу, який виконує дві технологічні операції: формує корпус і утворює поздовжній шов. На формува­льному патроні відбувається обтискання бланка з заведенням ві­дігнутих країв один за один і наступне склепування корпусу.

Кінці утвореного бланка корпусу, які розміщені в середині бан­ки, при контактуванні з продуктом швидко окиснюються і зазнають корозії. Крім того, при пропаюванні поздовжнього шва практично неможливо уникнути потрапляння припою на внутрішню поверхню банки і, як наслідок, можливого переходу в продукт свинцю, який міститься в припої. Склепування у замок зігнутих країв бланків дає змогу отримати щільний і надійний поздовжній шов.

Після склепування корпус зіштовхується з формувального пат­рона на вал паяльного агрегата. В передній частині агрегата роз­міщено привід конвеєра переміщення корпусів по паяльному рогу. Переміщуючись по рогу, корпус змазується флоксом і проходить над паяльним валом. Вал, обертаючись, наносить на поздовжній шов тонкий шар розплавленого припою. Для герметизації поздовжнього шва корпусу використовують олов’яно-свинцеві припої ПОС-40, ПОСС 50-50, ПОСС 40-50, ПОСС 18-05 та ін., основними компонентами яких є олово та свинець.

Після проходження корпусу над паяльною ванною, він, пере­міщуючись по напрямній, проходить над механізмом очищення корпусу у вигляді матер’яного ролика, що обертається, який зні­має надлишки припою з поздовжнього шва. Після цього корпус переміщується ланцюговим конвеєром над повітродувкою для охо­лодження припою й остаточної герметизації шва.

На кінці рогу корпус знімається з нього скидачем і подається на виносний конвеєр, який спрямовує корпус у приймальну час­тину фрикційного підіймача.

Корпусоутворювальний агрегат Б4-СКБМ має потужність дви­гуна 4,8 кВт, габаритні розміри агрегата 8250 х 2000 х 1500 і масу 4800 кг.

Після корпусоутворювального агрегата за допомогою фрикцій­ного підіймача і похилого жолоба (спуска) корпуси подаються у відбортувальний автомат Б4-СОБ безперервної дії.

Корпус у горизонтальному положенні надходить до вирізу при­ймальної зірки. Приймальна зірка передає корпуси в автомат і одночасно здійснює центрування корпусів відносно відбортуваль- них патронів, які розміщуються горизонтально, рівномірно по ко­лу з обох боків барабанів-носіїв корпусів. Робоча поверхня патро­нів має вигляд конуса із завитком за формою відбортованого краю корпусу. При подальшому русі корпусу в автоматі робочі поверхні патронів входять у нього з обох боків і затискують його. Під час обертання патронів краї корпусів деформуються за формою пат­рона, здійснюється двостороннє відбортування торців корпусів ба­нок.

Після цього відбортувальні патрони відходять у бік і відборто- ваний корпус банки відводиться вивідною зіркою на відвідний спуск. Весь цикл зближення, відбортування і відходження відбор- тувальних патронів здійснюється при повороті відбортувального механізму на 180°.

Відбортувальний автомат Б4-СОБ має 12 відбортувальних пат­ронів, які забезпечують продуктивність до 250 корпусів за хвили­ну. Автомат має габаритні розміри 1590 х 630 х 1340 мм і масу 1300 кг.

Лінію для виготовлення корпусів і збирання банок Б4-СЛА7-01 («Кримпродмаш») комплектують корпусоутворювальною, паяль­ною та відбортувальною машинами, закатним автоматом, тесте­ром і системою керування. Вона має продуктивність 7200 банок за годину для банок № 14, 15, 47, 48.

Виготовлення кінців (денець і кришок). Кінці виготовля­ють способом штампування на автоматичних пресах. Жерсть по­дається на штамп у вигляді листа або стрічки автоматичним жи­вильником. З метою економії листову або рулонну жерсть попе­редньо нарізають на смужки згідно з обраною схемою розкрою­вання: одно-, дворядна, дворядна фігурна, дворядна шахова. По­казником економічності розкроювання є коефіцієнт використання жерсті, який визначають відношенням загальної корисно викори­станої площі до початкової повної площі листа розкроювання.

Спочатку жерсть за допомогою автоматичного подавача листа СПдА надходить до фігурних автоматичних ножиць И9-ФСА, де листи розрізуються на фігурні заготовки, з яких потім штампу­ються кінці (денця і кришки).

ВАТ «Кримпродмаш» випускає лінію для нарізування фігурних стрічок Б4-САФ-1 продуктивністю до 3700 стрічок за годину.

Комплекс машин у лінії для нарізування фігурних заготовок дає змогу підвищити коефіцієнт використання жерсті до 75 % і автоматизувати весь робочий цикл, починаючи з відокремлення листів жерсті із стопки і закінчуючи укладанням фігурних загото­вок у спеціальні магазини.

Фігурні заготовки жерсті передаються на автоматичний прес ви­готовлення кінців Б4-К1-91. За допомогою вакуумного механізму подавання заготовки з магазину подаються на стіл станини штам­па. Механізмом пульсівної подачі заготовка подається на штамп. Кінці штампуються комбінованим способом, тобто за один хід шта­мпа послідовно вирубується кругла заготовка, формується рельєф поверхні кінців і відбортовується під кут до 90° зовнішнє кільце.

Рельєф на поверхні кінців для металевих банок призначений для запобігання деформуванню корпусу, денець і кришок при збі­льшенні об’єму вмісту банки під час його стерилізації в герметич­но закупорених банках. Бомбажні кільця дають змогу кінцям ви­гинатися під час нагрівання продукту і повертатися у початкове положення при його охолодженні без додаткового деформування банки (рис. 13.6, а).

Кільця жорсткості надають банці жорсткості та міцності. За­лежно від розмірів кінців кілець жорсткості може бути кілька.

Відштампована кришка виштовхується з матриці або пуансона штампа (залежно від конструкції преса) на приймальний лотік станини і нахиленим майданчиком лотока зісковзує у підвиваль- ний механізм. Приймальний нахилений майданчик приєднується до лотока преса.

До складу підвивального механізму входять два диски, що обе­ртаються, і дві нерухомі дуги, розміщені концентрично до зовніш­ньої циліндричної поверхні дисків на відстані, яка дорівнює діа­метру кінця, що підвивається. На зовнішній циліндричній поверх­ні дисків і внутрішній поверхні нерухомих дуг проточено канавки, профіль яких відповідає формі завитка кінців.

Робота підвивального механізму полягає в тому, що кінці з преса двома потоками нахиленим спуском потрапляють у канавки дуг, захоплюються дисками і прокочуються ними в зазорі між дис­ком і дугою. При цьому кінці обертаються навколо своєї осі і по­ступово здійснюється підвивання (підгинання) підігнутої кромки кінця з утворенням завитка (рис. 13.7).

Після підвивання кінці подаються до гвинтів, що обертаються, де вони формуються у стопки за допомогою формувальних стриж­нів. Після цього сформована стопка кінців розміщується у при­ймальному магазині пастонакладальної машини. За допомогою механізму видавання кінців і фіксатора кінців, що обертається, на внутрішнє поле завитка кінців заливається ущільнювальна паста. Внаслідок обертання кінців навколо своєї осі (завдяки фіксатору) паста рівномірно заповнює завиток (рис. 13.6, б).

Останньою технологічною операцією з виготовлення кінців є сушіння пасти. Під час сушіння кінців у спеціальних печах роз­чинник випаровується і на поверхні завитка залишається еластич­ний шар підсушеної пасти (див. рис. 13.6, б). Кількість підсушеної пасти має бути достатньою для герметизації міжшарових зазорів при герметизації банки.

ВАТ «Кримпродмаш» виготовляє лінію для виробництва кінців Б4-СНОМ, яка комплектується ножицями, пресом для кінців, під- вивальною машиною, автоматом для накладання пасти і сушиль­ним автоматом, а також автоматичну лінію для виробництва кришок «ТВІСТ-ОФФ» діаметром 53, 58, 66 і 82 мм продуктивніс­тю 250 шт./хв з накладанням на внутрішнє кільце кришки компа­унда — шару спеціального харчового полімеру, який забезпечує герметичність контакту кришка — банка.

З’єднання кінців з корпусами банок. Кінці приєднуються до відбортованих корпусів за допомогою подвійного шва. Інстру­ментом для утворення шва є закатні ролики першої та другої опе­рацій з профільованими робочими канавками.

Закатування здійснюється на автоматі СЗД для привальцьову- вання денець.

Закатні ролики першої операції попередньо підгинають фла­нець корпусу (рис. 13.8). Після цього закатні ролики другої опера­ції остаточно привальцьовують денце і формують поперечний шов банки. Під час привальцьовування шва роликом другої операції збільшується ширина шва. Зазори в середині шва між жерстю денця і корпусу заповнюються ущільнювальною пастою. Закатний шов має міцно і герметично з’єднувати денце з корпусом банки.

Якість шва перевіряють на герметичність і за розмірами зов­нішніх і внутрішніх елементів шва.

Перевірка банок на герметичність. Збірні банки після приєднання денець надходять на ділянку перевірки герметичнос­ті швів. Герметичність банок перевіряють на спеціальних маши­нах — тестерах.

За принципом дії тестери поділяють на ручні, напівавтоматич­ні та автоматичні. Для перевірки герметичності банок у тестерах використовують вакуум, стиснене повітря і воду.

Найпоширенішим є спосіб перевірки на герметичність за допо­могою стисненого повітря. Цей спосіб полягає в тому, що банку затискують між двома фланцями. З відкритого боку банки фла­нець повинен мати гумову ущільнювальну прокладку, яка герме­тизує внутрішній об’єм банки, і штуцер, який з’єднує об’єм банки з системою стисненого повітря за допомогою гнучкого шланга. Після герметизації банки занурюють у воду і подають у середину банки стиснене повітря з надлишковим тиском 90 — 110 кПа (для банок місткістю до1000 см³ і діаметром до 100 мм).

Банку вважають негерметичною, якщо за час випробувань (10 с) у воді з’являються у вигляді струменя бульбашки повітря. Одно­часно визначають місце розгерметизації. Неавтоматичний повітря­но-водяний тестер має продуктивність 10 банок за хвилину і його використовують для вибіркової перевірки банок у напівавтоматичних та автоматичних лініях для виготовлення жер­стяних банок.

При виготовленні жерстяних банок на автоматичних жерстя­нобанкових лініях використовують автоматичні повітряні тестери безперервної дії. Вони призначені для перевірки герметичності металевих банок за допомогою пневмомеханічних або пневмоеле- ктричних бракувальних апаратів.

Механізми автомата змонтовано на металевій плиті. По краях плити змонтовано два однакових стояки з горизонтальним валом. На валу автомата встановлене колесо, що вертикально обертаєть­ся, із закріпленими на ньому по колу 36 випробними патронами. Патрони мають диски з гумовими шайбами і притискачами, розмі­щеними на кронштейнах напроти дисків і співвісно з ними. Фіксу- вальні диски з’єднані повітропроводом через дисковий золотник із системою стисненого повітря (надлишковий тиск Р2 до 0,1 МПа).

Після приєднання денець і відбортування по спуску (див. рис. 13.5) банки надходять до приймальної зірки автоматичного тестера відкритим боком до патронів з гумовими шайбами (флан­цями). Зірка суміщує банки з гумовими фланцями патронів. За допомогою важелів із роликами і нерухомої напрямної, розміще­ної паралельно поверхні робочого колеса з випробними патрона­ми, банки притискуються до гумових фланців у зоні завантажен­ня і звільняються в зоні вивантаження з тестера.

У момент притиснення банки її внутрішній об’єм герметизуєть­ся. При обертанні колеса герметизований об’єм банки через золот­ник і повітропровід з’єднується з системою стисненого повітря — ресивером. У середину банки надходить стиснене повітря (рис. 13.9). При подальшому обертанні колеса об’єм банки від’єднується від системи стисненого повітря. Через певний час обертання внут­рішній об’єм банки з’єднується через інший канал золотника з надмембранною камерою бракувального механізму.

У негерметичній банці наприкінці випробувань тиск повітря менший, ніж на початку. Тиск у камері під мембраною дорівнює

сталому тиску в системі стисненого повітря Р2. При зменшенні ти­ску в банці за період випробування на величину Ар через негер- метичність тиск над мембраною також зменшується на величину Ар1 і вона прогинається вгору. У цьому разі важільний механізм мембрани розсовує відвідний жолоб. У цей час диск притискача звільняє банку і вона падає на нижній жолоб, призначений для відведення негерметичних банок. Герметичні банки відводяться по верхньому жолобу в технологічний цех або на склад. Бракува­льний апарат реагує на кожну негерметичну банку.

Автоматичні тестери мають продуктивність від 100 (тип ХР-100) до 300 банок за хвилину (тип СИ1-БП).

Для виготовлення збірної жерстяної тари на підприємствах України використовують потоково-механізовані лінії СЛА-7 про­дуктивністю до 7200 банок за годину, лінії фірми «Крупп» продук­тивністю від 250 банок за хвилину прямокутного профілю до 400 банок за хвилину циліндричної форми.