Технология упаковочного производства. Методические указания к выполнению и защите курсовой работы

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Восточно-Сибирский государственный технологический университет»

Методические указания к выполнению и защите курсовой работы по дисциплине «Технология упаковочного производства»

Методические указания к выполнению и защите курсовой работы по технологии упаковочного производства составили проф., д.т.н. Ханхасаев Г.Ф., асс. Сетова О.А., асс. Балтахинова Ю.Д., асс. Боронцоев А.А. Курсовая работа завершает изучение дисциплины «Технология упаковочного производства» и выполняется студентами специальности 072500 в восьмом семестре. Объем курса составляет всего- 150 часов, из них лекционных- 42 часа, лабораторных -28 часов, самостоятельной работы -66 часов, и курсовое проектирование -53 часа. В соответствии с учебным планом студенты в восьмом семестре сдают экзамен по данному предмету и выполняют курсовую работу. Данные методические указания к курсовой работе разработаны с учетом требований ЕСКД и стандартов технической документации. При составлении учитывались аналогичные разработки ведущих вузов страны (МГУПП, ИрГТУ). Рецензент: проф. Онхонова Л.О.

Ключевые слова: упаковка, полимер, технология, оборудование, утилизация

Составители: проф. Г.Ф.Ханхасаев, асс. О.А. Сетова , асс. Ю.Д.Балтахинова, асс. А.А.Боронцоев.

Подписано в печать 24.05.2005г. Формат 60х84 1/165 Усл.п.л. 2,56, уч.изд.л 2,0. Тираж 50 экз. Заказ № 120.______ Издательство ВСГТУ. г. Улан-Удэ. ул. Ключевская 40 в ©ВСГТУ, 2005

Улан-Удэ, 2005

2

I.

ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ КУРСОВОЙ РАБОТЫ

Целью курсовой работы по курсу «Технология упаковочного производства» является систематизация и закрепление теоретических знаний, ознакомление с существующими технологиями производства различных типов упаковки, развитие расчетно-графических навыков и умение технически грамотно выполнять чертежи и расчетнопояснительную записку. Задачами курсовой работы являются: - определение вида упаковки (тара из листовых и рулонных материалов, пленочная, выдувная, литьевая и т.д.). Подбор разнообразия видов, оценка преимуществ и недостатков выбранного материала. Дача характеристики выбранной таре и упаковке. - определение основных полимеров и сополимеров применяемых в производстве выбранного материала упаковки. - подбор соответствующей технологии для изготовления выбранного вида тары - описать технологическое оборудование. - поднятие вопроса об утилизации или вторичной переработки тары, как главного экологического аспекта в выборе материала. II. ТЕМАТИКА КУРСОВЫХ ПРОЕКТОВ Темы курсовых работ выбираются в соответствии с программой курса «Технология упаковочного производства». Темы курсовых работ утверждаются на кафедре, после чего студенту выдается задание. Тема курсовой работы может быть выбрана студентами самостоятельно по заявлению, если он глубоко изучил технологию производства нового вида упаковки и ясно представляет пути дальнейшего ее развития на рынке упаковочных материалов. Студентам предлагаются следующие темы курсовых работ к разделам: 3

I.Технология производства тары и упаковки из полимерных материалов: - технология производства тары и упаковки из пленочных материалов; - технология производства тары из газонаполненных материалов; - технология производства выдувной тары и упаковки; - технология производства тары и упаковки из листовых материалов; II. Технология производства тары и упаковки из бумажных материалов: - технология производства бумажной тары и упаковки; - технология производства картонной тары и упаковки; - технология производства гофротары; III. Технология производства тары из многослойных и комбинированных материалов: - технология производства тары из многослойных пленочных материалов (МПМ); - технология производства тары из комбинированных пленочных материалов (КПМ)- полимер + картон; - технология производства тары из КПМ – полимер + ткань; - технология производства тары из КПМ – полимер +бумага; - технология производства тары из КПМ – полимер + алюминиевая фольга IV. Технология производства тары и упаковки из стеклообразующих полимеров: - технология производства стеклянной тары; V. Технология производства тары и упаковки из металлов: - технология производства жестяной тары и упаковки. III. ОБЪЕМ И СОДЕРЖАНИЕ КУРСОВЫХ РАБОТ Курсовая работа состоит из графической части и расчетно-пояснительной записки. Графическая часть выполняется в соответствии с требованиями ГОСТ 2.109-68 на 3 - 4 листах формата (594-841мм) по ГОСТу 2. 301-68 и содержит: - общий вид и изометрическую проекцию тары – 1лист; 4

- технологическую схему производства тары (способы изготовления) – 1-2листа; - общий вид или изометрическую проекцию оборудования для производства тары - 1 лист; Конкретный объем выполнения графической части проекта уточняется в индивидуальном порядке с руководителем. 3.1 Оформление графической части Общий вид тары должен быть достаточно полным и содержать все необходимые проекции. Изометрическая проекция при необходимости должна иметь 1/ 4 разреза на виде. Все размеры должны соответствовать ГОСТу. На технологической схеме условно изображаются основные технологические операции и способы изготовления тары. Размеры на схемах не указываются. У каждой схемы должен быть перечень элементов, выполненный в виде таблицы (см.приложение 1, рис.1), которую располагают над основной надписью. Допускается выполнение перечня элементов на отдельных листах А4 (210х 297), которые затем вкладываются в приложения пояснительной записки. Общий вид оборудования может быть выполнен с изображением одного вида с необходимыми разрезами или с изображением его изометрической проекции. На чертеже указываются габаритные размеры. Перечень элементов в виде спецификации выносится в приложения пояснительной записки. 3.1.1. Основная надпись Чертежи и схемы курсовой работы имеют основную надпись или угловой штамп, выполненную по форме I в соответствии с ГОСТом 2.104-68 (см.приложение 1, рис 2.) В графах углового штампа указывают следующее: - графа 1 – наименование изделия («Общий вид», « Технологическая схема» и т.д.) - графа 2 – шифр курсовой работы Д (З) 191.12. XII.00.ВО (СБ) где Д - индекс дневной формы обучения; 5

З – индекс заочной формы обучения; 191 – индекс факультета и кафедры; 12 – индекс дисциплины на кафедре; XII – номер темы проекта; 00 – номер варианта проекта; ВО (СБ) – индекс общего вида или сборочного чертежа; - графа 3 – обозначение материала детали; - графа 4 – литеры (для курсовых работ чертежи обозначаются литерой «К», которая указывается на левой клетке); - графа 5 – масса изделия, кг; - графа 6 – масштаб по ГОСТу 2.109-73; - графа 7- порядковый номер листа; - графа 8 – общее количество листов (выполняется только на первом листе); - графа 9 – наименование института и номер группы; - графа 10 – фамилии лиц, подписывающих лист; - графа 11, 12 – подписи и дата. 3.1.2. Спецификация Спецификация выполняется по ГОСТу 2.108-68 и содержит перечень всех составных частей изделия. Ее составляют на отдельных листах формата А4 (210х297) для каждой сборочной единицы (см.приложение 2 рис. 3) и помещают в конце пояснительной записки. Основная надпись выполняется по форме 2. (см.приложение 2, рис.4). Если параметры элементов сборочной единицы не помещаются на одном листе, то его продолжают на втором листе, у которого основная надпись соответствует форме 3. (см.приложение 2, рис.5). 3.2. Пояснительная записка 3.2.1. Содержание пояснительной записки Пояснительная записка выполняется в объеме 20-30 страниц и включает титульный лист, содержание, основной текст, список используемой литературы и приложения. 6

Основной текст содержит следующие разделы: - введение - классификация тары и упаковки - основные полимеры и сополимеры, применяемые в производстве материалов - технология изготовления тары и упаковки - технологическое оборудование и оснастка для изготовления упаковки - утилизация (вторичная переработка) - вывод - список использованной литературы Текст пояснительной записки может сопровождаться чертежами, рисунками вырезками, вставками, макетами, образцами тары и упаковки, вынесенными в приложения или вставленными непосредственно в текст записки. Во введении необходимо указать значение упаковки, актуальности выбранного способа производства, связав с экологической безопасностью и совместимостью с продуктом. В разделе классификация тары и упаковки описывается разнообразие видов тары и упаковки, заполняется таб.1 Таб.1 Характеристика тары и упаковки Тара и упаковка

Бутылка цилиндриче ская

Габаритные размеры (длина*шир ина*высота) см (3-11)* (8-25)

Материал ы, толщина листа, мм

Вместимость, дм3

Упаковываемая продукция

ПЭВП, ПП, ПВХЖ, (0,5-1,5)

0,05-2,0

Химикаты, средства защиты растений, различная жидкая продукция

… В разделе основные полимеры и сополимеры определяются свойства и ограничения, которыми обладает материал для того или иного вида продукции, и выбираются полимеры для изготовления тары (таблицы 2 и 3): 7

Таб.3 Основные полимеры и сополимеры, применяемые в производстве различных упаковок Упаковка

Используемый полимерный материал

Выдувная

ПЭ, ПП, ПС, СЭВ, СЭП, ПВХ, ПВДХ, …,

…

Таб.2 Общая характеристика полимеров для изготовления упаковки … Поли-мер

ПВХ-Ж

Характерные свойства

Ограничения

Рекомендуе-мые по применению и способам переработки

Хорошая механическая прочность. Работает без нагрузки до 600 С (листовой). ..

Низкая морозостойкость, при температуре -150 С становится хрупким. … .

Используется для изготовления коробок со съемной крышкой; … .

…

Для правильного выбора соответствующего полимерного материала необходимо знать физические и механические характеристики полимеров (Таб.4). Таб.4 Физические и механические характеристики полимеров Полимер

Плотность, г\см3

ПЭНП

0,9170,930

Разруш. Напряжение при растяжении (при изгибе), Мпа 12-15

Относительное удлинение, %

Модуль упругости при растяжени и (при изгибе), Мпа

Ударная вязкость с надрезом, кДж/м

Твердость по Бринеллю, Мпа

Водопоглощение за 1 сут. %, не более

500-600

120-260

Не разрушается

18-20

Незначитель ное

… 8

Таб.7

Технологические режимы переработки подбирают на основе теплофизических характеристик материалов (Таб.5).

Стойкость полимеров к поражению микроорганизмами

Таб.5 Теплофизические свойства полимеров Поли мер

Температура размягчения, 0 С

ПП

Теплостойкость по Вика (по Мартенсу)*, 0 С 105-110

Морозостойкость, 0 С, не менее

160

Температура хрупкости (стеклования)**, 0 С 5-15

ПВХ

(50-80)

120-180

(78-105)

40

Полимер ПЭНП ПП АП

Стойкость о + -

… 15

Примечание: + стоек; - не стоек; о – ограниченно стоек.

…

* Теплостойкость: обозначение без скобок – по Вика; в скобках – по Мартенсу. ** Температура: хрупкости – без скобок; стеклования – в скобках. В таблицы 6 и 7 заносятся данные о химической стойкости и биостойкости. Таб.6 Стойкость полимеров к действию химических реактивов Реактив

ПЭ

ПП

ПС

ПВХ

ПВДХ

АБС

Кислота серная

Х

Х (10)

Х (50)

О(80)

У(98)

О (10)

соляная

…

…

Данные о воспламеняемости и проницаемости (Таб.8,9) являются определяющими при решении вопросов о возможности упаковывания продукции различных видов и ее сохранности в процессе транспортировки и реализации. Таб.8 Температура воспламенения и самовоспламенения полимеров Полимер ПЭНП

Температура, оС

Воспламенения 400

Самовоспламенения 417

…

о

Таб.9

Проницаемость полимеров при 20 С

азотная Полимер

Фосфор-ная уксусная лимонная …

ПЭНП

О – отличная; Х – хорошая; У – удовлетворительная; Н – неудовлетворительная; в скобках указана концентрация химического реактива (в %). 9

Коэффициент газопроницаемости, х109 см2/(с Па) по по по по азоту кислор водоро оксиду оду ду углерода 1,05 2,60 5,70 12,20

Коэффициент влагопроница-емости, х1010 г/(см ч Па)

0,2-0,4

…

В разделе технология изготовления тары и упаковки при переработке полимерных материалов в тару все технологические операции можно разделить на четыре группы: -подготовительные операции – полимерному материалу в 10

виде полупродукта придают необходимые свойства или форму для дальнейшей переработки; -операции формования- полимерный материал под воздействием температуры и механических усилий переходит в пластическое состояние и приобретает необходимую форму; -вспомогательные операции- фиксируют состояние, приобретенное изделием, и его окончательную форму; -дополнительные операции – готовому изделию придают специфические свойства или изменяют его размеры. В таблицу 10 заносятся технологические операции и методы переработки пластмасс. Таб.10 Методы переработки и технологические операции Технологически е операции и методы переработки

Характеристики операций

Применяемое оборудование

Подготовительные операции смесей Смешение

Подготовка смесей (композиций) на основе полимеров, равномерное распределение ингредиентов смеси

Лопастные, вихревые, валковые смесители, клеемешалки, реакторы с мешалками

Формование Прессование

Придание полимеру воздействием температуры и давления определенной формы в зависимости от конфигурации прессформы

В таблице 11 необходимо перечислить основные методы переработки различных полимеров. Таб.11 Методы переработки различных полимеров Полимер

Экструзия

Экструзия с раздувом

Кландрование

Литье под давлением

Прессование

полив

Термоформование

ПЭ

+

+

-

+

-

-

х

ПП

…

ПВА

Примечание: + основная технология; х применяемая технология; - не применяемая технология. В таблице 12 опишите способы изготовления тары с их преимуществами и недостатками. Таб.12 Способы производства тары Способ изготовления Прессование

Плунжерные гидравлические прессы

… Вспомогательные операции Охлаждение

Воздействие воздуха, воды, др.охлаждающих агентов или охлажденных поверхностей на сформованное изделие

…

Охлаждающие устройства, системы охлаждения форм

Описание способа Материал, помещенный в нагретую матрицу прессформы, подвергается давлению пуансона, уплотняется и принимает конфигурацию изделия

Преимущества способа Простота, возможность переработки термопласто ви реактопласт ов; высокие стабильност ь и точность размеров

Недостатки способа

Изготавливаемая тара

Невысокая производительность; большая толщина стенок изделий; …

Потребительск ая упаковка 0,1-1000м3, транспортная тара и групповая полимерная упаковка Имеющие точные внешние размеры, … .

…

… Дополнительные операции Сварка

Неразъемное соединение деталей или элементов изделий сваркой

11

Установка для ТВЧ сварки, термоконтактной, термоимпульсной, ультразвуковой и др. видов сварки

Качество производимой тары зависит от правильного выбора технологических параметров. Основные дефекты, возникающие при изготовлении упаковок и рекомендации по их устранению приведите в таблицу 13: 12

Таб.13 Факторы, влияющие на качество упаковки, отклонения от технологического процесса и способы устранения Дефекты Пленка смещается относительно оси формования

Причина возникновения

Способ устранения

Неотцентрирован рулон с пленкой

Регулятором сместить в сторону, …

… В разделе технологическое оборудование и оснастка описывается оборудование для изготовления упаковки, приводятся схемы линий и автоматов. Оборудование, используемое в производстве упаковки, классифицируют следующим образом: - для получения упаковочных материалов (пленок, листов, рулонных и профильных материалов и т.д.); - для изготовления отдельных элементов упаковки (бутылок, банок, ящиков, пакетов и т.д.); - для упаковочно - фасовочных операций (автоматы для упаковки в пленку, термоусадочные автоматы, формуюше – упаковочные машины ит.д.); - для вспомогательных стадий и операций процесса производства тары (контроль качества, переработка отходов и т.д.). Оборудование выбирают исходя из перерабатываемого материала, производительности, параметров изготавливаемой тары и упаковки, энергопотребления, массы, габаритных размеров. Технологическую оснастку, применяемую в производстве тары и упаковки, разделяют на прессовую, выдувную, литьевую, оснастку для ротационного формования, изготовления специальной потребительской тары, а также для получения упаковки из газонаполненных материалов, листовых и пленочных материалов. В каждой группе можно выделить формы – выдувные, инжекционные и др.; вспомогательные устройства – вырубные штампы, экструзионные головки, устройства для устранения облоя, нагрева заготовок, 13

извлечения отформованных изделий; сменный инструмент – мундштуки, сопла, наконечники, сварочные плиты и губки, клеммы, отрезные ножи. Особая роль принадлежит формам, так как они во многом определяют производительность оборудования, придают изделиям требуемую конфигурацию, размеры, текстуру, прочность (заполнить таблицу 14). Таб.14 Основные типы форм, используемых в производстве тары Форма Пресс – форма компессионная

Характеристика формы Для получения тары прямым прессованием

Получаемая тара Толстостенная, невысокой точности

…

3.2.2. Оформление записки Пояснительная записка (ПЗ) заполняется рукописью на листах формата А4 четким почерком с высотой букв не менее 2,5 мм или машинописным способом шрифтом №12. Текст ПЗ должен выполнятся чернилами или пастой одного цвета. Допускается использование 3-х цветов: черного, синего и фиолетового. На одной странице текста не допускается не более пяти исправлений. Общими требованиями к ПЗ являются: - четкость и логическая последовательность изложения материала; - краткость и четкость формулировок, исключающих возможность неоднократного толкования; - конкретность изложения результатов работы; - обосновательность рекомендаций и предложений. Каждый лист ПЗ должен иметь линии рамки, отнесенные от края листа с левой стороны на 20 мм, сверху, снизу и справа на 5 мм. Расстояние от рамки границ текста следует оставлять с левой стороны не менее 5 мм, в конце сток- не менее 3 мм. Расстояние от верхней или нижней строки текста до верхней или нижней рамки должно быть не менее 10 мм. Абзацы в 14

тексте начинают отступать на 15 – 17 мм. Текст основной части ПЗ делят на разделы (I), подразделы (I.I.) и пункты (I.I.I.). Каждый раздел начинают с новой страницы. Подраздел является продолжением текста. Заголовки разделов начинают симметрично тексту прописными буквами. Заголовки подразделов начинают с абзаца строчными буквами (кроме первой прописной). Перенос слов в заголовках не допускается. Точку в конце заголовка не ставят. Если заголовок состоит из двух предложений, их разделяют точкой. Расстояние между заголовком и текстом должен быть 2025 мм, а расстояние между разделами и подразделами – 15-17 мм. Подчеркивать заголовок не допускается. Нумерация страниц должна быть сквозной , начиная с титульного листа. При этом номер страницы на первых двух листах (титульный лис, задание) не проставляется. Номер страницы проставляют в соответствующей графе штампа. Разделы, подразделы, пункты, иллюстрации (схемы, рисунки, фотографии, графики), таблицы нумеруются арабскими цифрами. Разделы введение, содержание, заключение, список использованной литературы, аннотация не имеют порядковую нумерацию. Иллюстрации имеют наименование (помещают над иллюстрацией) и подрисуночный текст (располагают под рисунком). Каждая таблица должна иметь заголовок. Заголовок и слово «Таблица» начинают с прописной буквы. Заголовок не подчеркивают. При переносе таблицы на следующие страницы головку таблицы не повторяют, в этом случае нумеруют графы и повторяют их нумерацию на следующих страницах. Каждый лист записки имеет рамку с основной надписью. Для первого листа записки штамп выполняется по форме 2, для последующих листов по форме 3. в основную надпись (графа 2) заносят шифр. Список использованной литературы составляется в алфавитном порядке по фамилиям авторов. 15

4. ЗАЩИТА ПРОЕКТА К защите представляется курсовая работа, выполненная в полном объеме выданного студенту задания, предварительно просмотренная и подписанная консультантом-руководителем. Подписывается руководителем и студентом каждый лист графической части и пояснительная записка. Защита работ проходит по заранее составленному кафедрой графику. Продолжительность затраты 20-25 минут, изь которых 10-15 минут отводятся на сообщение студента, а остальные на опрос. Защита проекта проводится открыто в присутствии студентов и принимается комиссией из 2-х или 3-х членов кафедры при непосредственном участии руководителя проекта. Оценка защиты курсовых работ производится по четырехбальной системе (2, 3, 4, 5). В случае неудовлетворительной защиты студенту выдается новая тема работы и он допускается к защите в следующую экзаменационную сессию. Положительно защищенный проект должен быть сложен и подшит с пояснительной запиской. Работа складывается следующим образом: - следует оставить поле для подшивки чертежей (20 мм); - штамп должен находится с внешней стороны сложенного чертежа; - в сшитом состоянии листы должны свободно разворачиваться; Данные методические указания следует возвратить на кафедру.

16

Приложение 2.

Приложение 1.

Рис.1. Перечень элементов (для схем)

Рис. 2 Основная надпись для чертежей ( форма № 1)

17

Рис.3. Спецификация. Верхняя часть.

Рис.4. Основная надпись для текстовой части работы (форма № 2).

18

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Восточно-Сибирский государственный технологический университет»

Кафедра «Технология и дизайн упаковочного производства»

Рис.5. Основная надпись для графической и текстовой части проекта ( форма №3). ДОПУЩЕН К ЗАЩИТЕ Руководитель проекта ____________ Сетова О.А.

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ (Д.191.12. XII.00.ПЗ.) На тему:

Проект выполнил: Студент (ка) 191 гр. Иванов И.И.

19

Улан-Удэ 2005 г. 20