Производство гофракартона

Производство  гофрированного картона.

 
 
Московский Государственный  Университет Прикладной Биотехнологии 
 
Кафедра технологии упаковки и переработки ВМС 
 
Курсовой проект на тему: 
 
«Производство гофрированного картона» 
 
 
Москва 2009г. 
 
Содержание: 
 
1. Введение…………………………………………………………………3 
 
2. Литературный обзор……………………………………………………5 
 
2.1. Картон гофрированный (ГОСТ 7376-89)………………………….5 
 
2.2. Бумага для гофрирования…………………………………………..7 
 
2.3. Картон для плоских слоев гофрированного картона (ГОСТ 7420-89)……………………………………………..………………………...….8 
 
2.4. Линия для производства гофрированного картона рабочей шириной 1250 мм…………………………………………..……………………9 
 
2.4.1. Установки для размотки рулонов………………………...…….12 
 
2.4.2. Подогреватели………………………………………………...…..13 
 
2.4.3. Прессы гофрирующие……………………………………………16 
 
2.4.4. Станки склеивающие……………………………………..………18 
 
2.4.5. Столы сушильные………………………………………………...21 
 
2.4.6. Рилевочно-резательные станки………………………….…….22 
 
2.4.7. Поперечно-резательные станки………………………………..24 
 
2.4.8. Транспортеры-листоукладчики……………………………...….26 
 
3. Технологическая часть……………………………………………….28 
 
3.1. Расчёт основных материальных потоков………………….……28 
 
3.2. Расчёт вспомогательных потоков………………………..………29 
 
3.3. Расчёты…………………………………………….…………………30 
 
4. Список используемой литературы…………………………..……..32 
 
1. Введение. 
 
Применение гофрированной бумаги для упаковки впервые было определено американцем, Альбертом Джонсоном, который искал подходящий материал для упаковки стеклянных колб и бутылок. Первый патент был зарегистрирован 19 декабря 1871г. В 1881 г в США была выпущена первая машина с механическим приводом для изготовления двухслойного гофрокартона и сматывания его в рулоны.  
 
Для переработки листов гофрированного картона в заготовки ящиков первоначально использовались картонажные и переплетные машины, ширина полотна гофрированного картона составляла первоначально 660 мм, увеличившись впоследствии до 850-1000 мм, а для изготовления картонных ящиков большей рабочей ширины не требовалось. Это были рилевочно-резательные машины, рубильные машины и др. Для вырезки прорезей использовались дисковые пилы.  
 
Наряду с этим происходило и совершенствование гофрировальных машин, приведшее к созданию гофрировального агрегата, включающего все процессы от размотки рулонов картона и бумаги до получения трех-, пяти- и семислойного гофрированного картона в листах и двухслойного в рулонах. Одновременно увеличивалась и рабочая скорость гофрирования. Если в 1895 г максимальная скорость гофрирования составляла 3 м/мин, то в 1910 г она составила 10, в 1920 г 20-25, в 1930 г достигла 100 м/мин.  
 
Повышение скорости гофроагрегата свыше 60 м/мин долго тормозилось тем, что для поперечной отрезки листов гофрированного картона в состав агрегатов была включена резательная машина гильотинного типа, что вызывало постоянную задержку полотна гофрированного картона при отрезании каждого выходящего листа. Совершенствование этого узла агрегата привело в 1940 г к выпуску непрерывнодействующей поперечно-резательной машины, являющейся прототипом современных машин.  
 
Несмотря на значительные изменения, современная гофротара не сильно отличается от первых ее образцов. Именно благодаря несложной конструкции гофрокартон остается наиболее выгодным современным упаковочным материалом, из которого можно создавать тару любой конфигурации, прочности и отделки. Более того, гофрированный картон является одним из самых экологически чистых упаковочных материалов. 
 
Гофрокартон отличается своей универсальностью. Этот материал востребован во многих сферах промышленности, так как именно его выбирают для упаковки своей продукции производители продуктов питания, ликероводочной продукции, бытовой и оргтехники, канцелярских товаров и так далее. Таким образом, гофрированный картон занимает огромную нишу на рынке упаковочных материалов.  
 
В наше время производство гофрированного картона стало непрерывным процессом. Скорость современных гофрировальных агрегатов достигает 200 м/мин. Использование новых технологий в машиностроении позволило открыть новую нишу на рынке оборудования для производства и переработки гофрированного картона. А именно: выпуск высокопроизводительного, относительно недорогого и не большого по габаритным размерам оборудования ориентированного на малый и средний бизнес.  
 
В настоящее время производители различных групп товаров предпочитают сами налаживать производство гофрированного картона и тары из него, для дальнейшего использования её в своих собственных нуждах. Открытие такого производства позволяет избежать существенных затрат.на приобретение и доставку готовой тары из гофрированного картона. Существенно повышается гибкость использования различной гофротары в процессе упаковки выпускаемой продукции, независимо от поставщиков. [1] 
2. Литературный обзор. 
 
2.1. Картон гофрированный (ГОСТ 7376-89).  
 
Гофрированный картон – тарный картон, состоящий из чередующихся, склеенных между собой плоских и гофрированных слоёв. Предназначен для изготовления коробок и ящиков. 
 
Настоящий стандарт распространяется на гофрированный картон, предназначенный для изготовления ящиков и вспомогательных упаковочных средств. Стандарт не распространяется на специально обработанный гофрированный картон.  
 
Основные параметры и размеры:  
 
В зависимости от числа слоев гофрированный картон должен быть изготовлен следующих типов:  
 
Д - двухслойный, состоящий из одного плоского и одного гофрированного слоев;  
 
Т - трехслойный, состоящий из двух плоских и одного гофрированного слоя;  
 
П - пятислойный, состоящий из трех плоских (двух наружных и одного внутреннего) и двух гофрированных слоев.  
 
Гофрированный картон изготовляется различных классов и марок.  
 
Гофрированный картон должен быть изготовлен с гофрами А, С, В.  
 
Допускается изготовление гофрированного картона с гофром Е типов, Т первого класса и П. Картон должен быть изготовлен: типа Д - в рулонах или листах; типов Т и П - в листах.  
 
Размеры рулонов или листов устанавливают по согласованию с потребителем. В рулоне допускается не более трех обрывов.  
 
Допускаемые отклонения по размеру в миллиметрах  
 
не должны превышать:  
 
±100 - по диаметру рулона;  
 
±20 - по длине листа;  
 
±5 - по ширине листа или рулона.  
 
Косина листа не должна превышать 10 мм на 1 м длины.  
 
Технические требования:  
 
Гофрированный картон должен изготовляться в соответствии с требованиями настоящего стандарта, но технологическим регламентам, утвержденным в установленном порядке.  
 
Характеристики: 
 
Картон должен изготовляться с обрезными кромками. По требованию потребителя картон изготовляют без обреза кромок. Необрезанные кромки при определении площади картона не учитываются.  
 
Слои гофрированного картона должны быть склеены между собой по вершинам гофров. Допускаются расклеенные участки площадью не более 20 см - каждый. Сумма площадей расклеенных участков должна быть не более 50 см2 на 1 м2 гофрированного картона. Допускается расслаивание картона по кромке листа на величину не более 10 мм от края кромки.  
 
На поверхности гофрированного картона не допускаются задиры площадью более 80 см2; складки и морщины длиной более 50 мм; вмятины и пятна размером более 15 мм в наибольшем измерении; разрывы и разрезы кромки листа более 10 мм.  
 
Допускается изготовление гофрированного картона с короблением листа в направлении вдоль гофров не более 20 мм на 1 м листа картона.  
 
Требования к сырью и материалам:  
 
Для изотовлеиия гофрированного картона должны применяться:  
 
картон по ГОСТ 7420 - для плоских слоев; бумага по ГОСТ 7377 - для гофрированных слоев. 
 
Для склеивания слоев гофрированного картона должны применяться:  
 
- клей из растворимого силиката натрия по ГОСТ 13079,  
 
- клей из картофельного крахмала по ГОСТ 7699 или другие клеи.[1] 
2.2. Бумага для гофрирования.  
 
Настоящий стандарт распространяется на бумагу, предназначенную для изготовления гофрированного слоя гофрированного картона. Стандарт полностью соответствует СТ СЭВ 1684-79.  
 
Основные параметры и размеры:  
 
- Бумага для гофрирования должна изготовляться марок: Б-1 высшей и первой категорий качества, Б-2 и Б-3 - первой категории качества.  
 
- Бумага должна изготовляться в рулонах. Размеры рулонов указаны в табл. 1 и устанавливаются по согласованию с потребителем.  
 
Технические требования:  
 
- Бумага должна изготовляться в соответствии с требованиями настоящего стандарта по технологическому регламенту, утвержденному в установленном порядке.  
 
- По показателям качества бумага первого сорта должна соответствовать нормам.  
 
- По требованию потребителя бумага должна изготовляться с впитываемостыо более 70 г.  
 
- В бумаге не допускаются складки, морщины, задиры и разрывы.  
 
- В бумаге допускаются перечисленные внутрирулонные дефекты, которые не могут быть обнаружены в процессе ее изготовления, если показатель этих дефектов, определенный по ГОСТ 13525.5-68, не превышает 2%.  
 
- Бумага переводится во второй сорт при наличии следующих отклонений от норм:  
 
· снижении или увеличении влажности на 1%;  
 
· снижении сопротивления плоскостному сжатию и сопротивления торцовому сжатию не более чём на 10% для бумаги марки Б-3 массой 1 м2 140 и 160 г.  
 
- Бумага должна изготовляться цвета натурального волокна.  
 
- Намотка бумаги должна быть плотной, равномерной по всей ширине рулона. Торцы рулона должны быть ровными.  
 
- Число обрывов в одном рулоне не должно превышать трех.  
 
Концы полотна бумаги по всей ширине рулона должны быть прочно склеены клеем по ГОСТ 13078-81 или клеевой лентой по ГОСТ 18251-72.[1] 
2.3. Картон для плоских слоев гофрированного картона (ГОСТ 7420-89). 
 
Настоящий стандарт распространяется на картон, предназначенный для изготовления плоских слоев гофрированного картона.  
 
Технические требования:  
 
- Картон для плоских слоев гофрированного картона (далее картон) должен изготовляться в соответствии с требованиями настоящего стандарта по технологической документации, утвержденной в установленном порядке.  
 
- В зависимости от показателей качества картон должен изготовляться следующих марок: КВС, К-0, К-1, К-2, К-3, К-4.  
 
- Картон должен изготовляться в рулонах. Размеры рулонов картона должны соответствовать нормам, указанным в табл. 1. Ширина и диаметр рулона должны устанавливаться по согласованию с потребителем.  
 
- Картон переводят во второй сорт при наличии следующих отклонений от норм:  
 
· снижении нормы показателя разрушающего усилия при сжатии кольца для всех марок на 10%;  
 
· снижении нижнего предела влажности на 1% для всех марок;  
 
· увеличении верхнего предела влажности на 1% для марок КВС, К-0, К-1;  
 
· снижении нормы показателя сопротивления иродавливанию для картона марки К-1 массой 150 г на 10%;  
 
· увеличении предельных отклонений массы 1 м2 по ширине рулона более 5%.[1] 
2.4. Линия для производства гофрированного картона рабочей шириной 1250 мм. 
 
Предназначена для производства листов двухслойного, трехслойного и пятислойного гофрированного картона по ГОСТ7376-89. 
 
Описание: линия состоит из расположенного в технологической последовательности основного оборудования, образующего две гофрировальные и клеильно–сушильно–резательную секции. Для укладки листов 3-х и 5-ти слойного гофрированного картона в состав линии входит транспортер-листоукладчик. Для резки и укладки листов 2-х слойного гофрированного картона в состав линии включено отдельное отборочное устройство. 
 
Гофрировальная секция включает в себя следующие узлы:  
 
-установку для размотки рулонов (2 шт.) 
 
-гофрирующий пресс (1 шт.) 
 
-мост накопительный (1 шт.) 
 
Клеильно–сушильно–резательная секция включает в себя следующие узлы:  
 
-установку для размотки рулонов (1 шт.) 
 
-станок склеивающий (1 шт.) 
 
-стол сушильный (1 шт.) 
 
-станок рилевочно-резательный (1 шт.) 
 
-станок попечно-резательный (1 шт.) 
 
-транспортер-листоукладчик (1 шт.) 
 
Для обеспечения работы линии в ее состав включено также следующие вспомогательное оборудование:  
 
-паропровод; 
 
-воздухопровод; 
 
-система циркуляции клея; 
 
-электропривод и автоматика; 
 
-система удаления обрези; 
 
-комплект запасных частей. 
 
При выработке пятислойного гофрированного картона работает вся линия, кроме устройства для резки и укладки листов 2-х слойного гофрированного картона. Возможно одновременное изготовление листов 2-х слойного и 3-х слойного гофрокартона. При этом работает вся линия за исключением одной секции подогревателя (поз.7) и одной секции склеивающего станка (поз.8). 
 
По желанию Заказчика, вместо устройства для резки и укладки листов двухслойного гофрокартона в состав линии может быть включен намоточный станок для производства рулонов двухслойного гофрокартона. 
 
Линия для производства гофрированного картона рабочей шириной 1250 мм: 
 
 
 
1 - установка для размотки рулонов бумаги (картона); 2 - подогреватель картона; 3 - подогреватель бумаги; 4 - гофрирующий пресс; 5 - накопительный мост; 6 - устройство для резки и укладки листов 2-х слойного гофрокартона; 7 - тройной подогреватель; 8 - склеивающий станок; 9 - стол сушильный; 10 - рилевочно-резательный станок; 11 - система удаления обрези; 12 - поперечно-резательный станок; 13 - транспортер-листоукладчик.[2] 
 
Техническая характеристика:

 
 
2.4.1. Установки для размотки рулонов. 
 
Предназначены для размещения и размотки рулонов бумаги (картона). 
 
Установки для размотки рулонов выпускаются штангового, поворотного и рычажного типов. 
 
Установка для размотки рулонов штангового типа состоит из следующих основных узлов:  
 
-раскатов;  
 
-направляющих валиков;  
 
-опор для полотен бумаги и картона;  
 
-направляющих устройств; 
 
-переходных мостиков с перилами. 
 
В состав раската входят: стойки; опоры; штанга; откидные рычаги; направляющий валик; рычаги подъема штанги с рулоном при его замене; тормоз, обеспечивающий торможение рулона, разматываемого со стоек; тормоз, обеспечивающий торможение рулона, разматываемого с откидных рычагов. 
 
Установка для размотки рулонов осуществляет следующие технологические операции:  
 
-размотку рулонов бумаги и картона;  
 
-транспортирование рулонов бумаги и картона к последующим узлам линии;  
 
-непрерывность подачи полотен бумаги и картона при смене рулонов (смена разматываемого рулона осуществляется при достижении им диаметра 150-200 мм);  
 
-осевое перемещение рулонов бумаги и картона, которое обеспечивает установку кромок разматываемых рулонов в один размер по ширине, их совмещение;  
 
-торможение рулонов бумаги и картона при размотке. 
 
 
 
Рис. 1. Установка для размотки рулонов штангового типа. 
 
1 - откидные рычаги; 2 - стойка; 3 - переходный мостик; 4 - направляющий валик.[2] 
 
Техническая характеристика установки для размотки рулонов штангового типа:

 
 
 
2.4.2. Подогреватели. 
 
Предназначены для подготовки полотна картона, бумаги при производстве гофрированного картона. Одинарные и двойные подогреватели предназначены для подогрева и сушки полотна картона перед подачей в гофрирующий пресс; двойные и тройные подогреватели - для подогрева и сушки полотен двухслойного картона, поступающих с моста накопительного, и полотна картона, поступающего с раската, перед подачей на склеивающий станок. Подогреватели - увлажнители предназначены для подогрева и, в случае необходимости, увлажнения полотна бумаги для гофрирования перед прессом гофрирующим. 
 
Подогреватель одинарный состоит из двух станин, подогревательного цилиндра, паровой головки, привода валиков, бумаговедущего валика и пружинного валика. 
 
Подогреватели двойной и тройной представляют собой поэтажное расположение соответственно двух или трех одинарных подогревателей. 
 
Подогреватели - увлажнители кроме перечисленных сборочных единиц, входящих в подогреватели, имеют в своем составе увлажнитель. 
 
Подогреватели существуют приводные и неприводные. Приводные подогреватели, кроме перечисленных выше узлов, имеют в своем составе электродвигатель постоянного тока, цепную передачу, передающую вращение на цапфы подогревательного цилиндра. У неприводных подогревателей подогревательный цилиндр приводится во вращение движущимся полотном бумаги. 
 
Подогревательный цилиндр представляет собой сварной стальной цилиндр с эллиптическими днищами и цапфами. Цилиндр динамически уравновешен и вращается в подшипниках. 
 
Паровая головка - устройство, соединяющее трубу для подачи пара и отвода конденсата с приводной цапфой подогревательного цилиндра. Паровая головка имеет сферические уплотнения, устанавливаемые между вращающимися и неподвижными частями паровой головки. 
 
Бумаговедущий валик служит для обеспечения более полного охвата поверхности подогревательного цилиндра полотном и закреплен неподвижно в нижней части станин. 
 
Пружинный валик служит для обеспечения постоянного натяжения по всей ширине полотна и опирается на пружины, закрепленные в обоймы с рычагами. Рычаги крепятся к зубчатым обоймам привода. Привод валиков состоит из электродвигателя переменного тока, редуктора и открытых зубчатых передач. 
 
Увлажнитель состоит из сварного корпуса, разделенного перегородками. Пар в корпус подается через коллектор и вваренные в него отводы. 
 
Принцип работы подогревателей заключается в нагревании подаваемого полотна при огибании им поверхности подогревательного цилиндра. Степень нагрева полотна зависит от угла охвата полотном поверхности подогревательного цилиндра. Максимальный угол охвата поверхности подогревательного цилиндра - 290 °. 
 
 
 
Рис. 2. Подогреватель одинарный. 
 
1 - валик пружинный; 2 - подогревательный цилиндр; 3 - станины; 4 - валик бумаговедущий. 
 
 
 
Рис. 3. Подогреватель-увлажнитель. 
 
1 - валик пружинный; 2 - подогревательный цилиндр; 3 - станины; 4 - валик бумаговедущий; 5 – увлажнитель.[2] 
 
Техническая характеристика подогревателей рабочей шириной 1250 мм:

 
 
2.4.3. Прессы гофрирующие. 
 
Предназначены для получения двухслойного гофрированного картона. 
 
Гофропресс осуществляет два технологических процесса: 
 
-гофрирование бумаги; 
 
-приклеивание ее к картону. 
 
Склейка производится силикатным или крахмальным клеем. Прессы изготавливаются с установкой гребней и с вакуумным прижимом полотна. 
 
Пресс гофрирующий состоит из: установки станин, установки валов, установки клеильной, установки подогревателя, увлажнителя, установки шабера, различной пневмогидроаппаратуры, механизмов регулировок и контроля, и, в зависимости от типа пресса, вакуумной установки. 
 
Установка подогревателя служит для предварительного подогрева полотна картона перед склейкой. Подача пара в корпус подогревателя и отвод конденсата осуществляется с помощью унифицированной паровой головки. 
 
Увлажнитель предназначен для увлажнения бумаги перед подачей ее на рифленые валы. В корпус увлажнителя подается пар, который через краны выходит в карманы увлажнителя и оседает на поверхности бумаги. 
 
Установка валов состоит из двух рифленых валов и одного гладкого. В корпуса рифленых валов и гладкого вала подается пар для их подогрева. 
 
Клеильная установка состоит из клеенаносящего, выравнивающего и шаберного валов, смонтированных на одной каретке. Клеенаносящий вал частично утоплен в ванну с клеем и обеспечивает постоянное нанесение клея, а выравнивающий вал снимает излишки клея. 
 
Вакуумная система служит для удержания гофрированной бумаги на нижнем рифленом валу гофропресса. Установка шабера предназначена для очистки поверхности гладкого прижимного вала. 
 
Гидропривод пресса предназначен для прижима и отвода гофрирующих валов пресса и перемещения клеенаносящего устройства. В гофропрессах рабочей шириной 1250 мм (Vраб. до 50 м/мин.) прижим и отвод валов и клеенаносящего устройства осуществляется пневмоприводом. 
 
Предварительно подогретая и увлажненная бумага подается для гофрирования между рифлеными валами, и затем на вершины гофр наносится клей. Гофрированный слой бумаги соединяется с плоским слоем подогретого картона и, при прохождении между нижним рифленым валом и гладким прижимным, слои склеиваются. Полученный двухслойный гофрокартон по наклонному транспортеру поступает на накопительный мост. 
 
 
 
Рис.4. Пресс гофрирующий рабочей шириной 1250 мм с кассетной установкой рифленых валов. 
 
1 – подогреватель; 2 - кассета с рифлеными валами; 3 - вал прижимной; 4 - клеильная установка; 5 – станины; 6 - грузоподъемное устройство для переноса кассеты со станины на тележку.[2] 
 
Техническая характеристика прессов гофрирующих рабочей шириной 1250 мм: