小型飲料瓶瓶標(biāo)剝離機(jī)的研制開(kāi)發(fā)

張述功，郭文松，趙　飛

（1.瑪納斯縣祥和農(nóng)機(jī)有限責(zé)任公司，新疆瑪納斯　832200；2.塔里木大學(xué)機(jī)械電氣化工程學(xué)院)

小型飲料瓶瓶標(biāo)剝離機(jī)的研制開(kāi)發(fā)

張述功1，郭文松2，趙飛2

（1.瑪納斯縣祥和農(nóng)機(jī)有限責(zé)任公司，新疆瑪納斯832200；2.塔里木大學(xué)機(jī)械電氣化工程學(xué)院)

摘要：為了實(shí)現(xiàn)飲料瓶的造粒再回收，必須要先將飲料瓶的標(biāo)紙剝離，目前飲料瓶瓶標(biāo)的剝離還主要是以手工剝標(biāo)為主，手工剝標(biāo)不僅消耗大量的勞動(dòng)力、而且對(duì)人身體危害很大。文中介紹了一種新型、高性能的飲料瓶瓶標(biāo)剝離機(jī)。該機(jī)利用滾刀棍和刷輥與圓弧刀的配合作用完成瓶標(biāo)的剝離，在出口處利用風(fēng)力的作用將剝離后的標(biāo)紙和飲料瓶分開(kāi)，試驗(yàn)表明：該剝標(biāo)機(jī)生產(chǎn)效率為100 kg/h，剝標(biāo)干凈率為98%。

關(guān)鍵詞：飲料瓶；標(biāo)紙；剝離機(jī)

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，環(huán)境與資源問(wèn)題已經(jīng)成為了制約經(jīng)濟(jì)發(fā)展的瓶頸，所以發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)、走可持續(xù)、資源再利用是我國(guó)工業(yè)化產(chǎn)業(yè)升級(jí)的必經(jīng)之路，飲料瓶是一種質(zhì)量輕、常溫狀態(tài)下無(wú)毒、耐摔等特性，因而廣泛用于飲料行業(yè)，我國(guó)是世界上飲料瓶最大的提供國(guó)與消費(fèi)國(guó)，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，我國(guó)每年生產(chǎn)500多萬(wàn)t的飲料瓶，廢舊飲料瓶具有巨大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，據(jù)有關(guān)專家測(cè)算，回收5萬(wàn)t舊可樂(lè)瓶、礦泉水瓶等聚酯瓶，相當(dāng)于年減少30萬(wàn)t石油消耗[1-3]。飲料瓶為了回收造粒，就必須要先將飲料瓶上的瓶標(biāo)剝離，目前我國(guó)大部分地區(qū)的剝標(biāo)依舊采用人工剝標(biāo)方式，工作量大，效率低，且對(duì)人身體傷害較大[4-7]。為此我們研制了一種快速、易操作、易維修、剝標(biāo)效率高的脫標(biāo)機(jī)來(lái)代替人工剝標(biāo)。

1　飲料瓶瓶標(biāo)剝離機(jī)的結(jié)構(gòu)與工作原理

1.1結(jié)構(gòu)組成

根據(jù)我國(guó)飲料瓶大部分容量約600 ml，長(zhǎng)約為25 cm、瓶體直徑約為6 cm以及大量瓶體都是圓柱形，少數(shù)瓶體是類似于矩形的特點(diǎn)，針對(duì)這樣的瓶子結(jié)構(gòu)，本文設(shè)計(jì)了飲料瓶瓶標(biāo)剝離機(jī)[8],其結(jié)構(gòu)如圖1所示。

1.2工作原理

物料從入料口進(jìn)入，通過(guò)滾軸刀卷入軌道，三個(gè)滾軸輥與圓弧刀配合剝離標(biāo)紙，經(jīng)過(guò)三個(gè)滾軸輥的轉(zhuǎn)動(dòng)，可使瓶標(biāo)大都從瓶體上剝離下來(lái)，只有少數(shù)碎標(biāo)粘在瓶體上，再通過(guò)刷輥與圓弧刀配合，便可將碎標(biāo)徹底的從瓶體上刷離下來(lái)，由于機(jī)體本身有一定的傾斜角，所以不會(huì)像其他剝標(biāo)機(jī)那樣容易堵塞，利用瓶體與瓶標(biāo)的質(zhì)量不同的特性，當(dāng)物料到達(dá)出料口之前，風(fēng)機(jī)便可將瓶體與瓶標(biāo)分離開(kāi)來(lái)，瓶標(biāo)從出標(biāo)口出來(lái)后，用布袋將瓶標(biāo)收集起來(lái)以避免環(huán)境污染；瓶體則從出料口出來(lái)，整個(gè)剝標(biāo)過(guò)程操作簡(jiǎn)單，一人便可操作。

2　主要部件設(shè)計(jì)

2.1滾刀輥

滾刀輥在整個(gè)系統(tǒng)中是比較關(guān)鍵的部件，剝標(biāo)機(jī)的滾軸如圖2所示。滾筒表面上焊有輥刀，通過(guò)滾刀輥的旋轉(zhuǎn)，滾刀可以將瓶標(biāo)切開(kāi)。滾筒直徑為30 cm，長(zhǎng)50 cm，滾刀材料選擇45#鋼。刀體采用20CrMnTi制成，20CrMnTi具有良好的耐磨性、強(qiáng)度和韌度。

2.2刷輥

當(dāng)飲料瓶通過(guò)三個(gè)滾刀輥到達(dá)刷輥時(shí)，大部分標(biāo)紙已經(jīng)剝離干凈，刷輥的作用就是將剩余碎標(biāo)剝離干凈，刷輥如圖3所示。刷輥滾筒的直徑設(shè)計(jì)為28 cm，長(zhǎng)為50 cm，鋼絲的長(zhǎng)度設(shè)為3 cm。其結(jié)構(gòu)與滾刀輥大致相同。刷輥與滾刀輥配合成為脫標(biāo)機(jī)刀的主動(dòng)機(jī)構(gòu)，由于瓶體經(jīng)滾刀輥已經(jīng)擠壓剝標(biāo)變形，所以瓶體的尺寸會(huì)稍微變小一些，因此刷輥直徑稍大于滾刀輥直徑。刷輥安裝在滾刀輥的后面，通過(guò)鋼刷便可將碎標(biāo)刷掉，避免了人工二次處理，大大節(jié)省了人力。

圖2　滾刀輥的三維模型

圖3　刷輥的三維模型

圖4　圓弧座刀體的設(shè)計(jì)

2.3剝刀與圓弧座的設(shè)計(jì)

剝刀對(duì)飲料瓶脫標(biāo)的干凈與否起著至關(guān)重要的作用。該機(jī)剝刀采用鋸齒型剝刀，其結(jié)構(gòu)如圖4所示。采用此種結(jié)構(gòu)增加了刀與瓶體的接觸時(shí)間，可使剝標(biāo)更加干凈。刀體材料采用合金鋼20CrMnTi，其特點(diǎn)是力學(xué)性能的強(qiáng)度極限和屈服極限都比較好。鋸齒長(zhǎng)度設(shè)計(jì)為5 mm，寬度依據(jù)滾刀輥或者圓弧座的不同而不同，避免鋸齒過(guò)長(zhǎng)容易打斷，齒距依照安裝在滾刀輥及圓弧刀上的方向不同而改變。將刀體焊接在滾刀輥和圓弧座上，刀體沿軸向分布，如圖1所示，每個(gè)滾刀輥上排列6組刀，當(dāng)滾刀輥和刷輥旋轉(zhuǎn)時(shí)，即可與圓弧刀配合進(jìn)行剝標(biāo)，圓弧座的弧度大小以及過(guò)度時(shí)的角度及其關(guān)鍵，滾刀輥的直徑為30 cm，圓弧座排列5組，其弧度要與滾刀輥及刷輥相適應(yīng)，尤其是每個(gè)圓弧座，其角度設(shè)置非常關(guān)鍵，否則可能造成瓶體阻塞。

3　主要特點(diǎn)及試驗(yàn)情況

該機(jī)帶有滾刀輥和刷輥和圓弧刀，大大的增加了瓶體與刀的接觸面積，并且可以利用刷輥將碎標(biāo)徹底刷離干凈，不像其他脫標(biāo)機(jī)那樣，瓶體已經(jīng)擠壓變形而標(biāo)紙沒(méi)有徹底剝離，只能通過(guò)人力進(jìn)行二次剝標(biāo)。該機(jī)具有一定的傾斜角度，當(dāng)瓶體進(jìn)入入料口時(shí)，可以比較容易的進(jìn)入滾刀輥進(jìn)行剝標(biāo)，不易堵塞，大大的提高了剝標(biāo)效率，而且機(jī)械部件不易受損。當(dāng)瓶子與標(biāo)到達(dá)出料口之前，會(huì)經(jīng)過(guò)風(fēng)機(jī)的風(fēng)口，通過(guò)風(fēng)機(jī)將瓶體和瓶標(biāo)分開(kāi)，瓶標(biāo)從上出標(biāo)口或側(cè)出標(biāo)口吹出，可用布袋收集。

2014年10月在新疆昌吉州瑪納斯縣祥和農(nóng)機(jī)有限公司對(duì)該機(jī)進(jìn)行了試驗(yàn)，試驗(yàn)對(duì)象：，長(zhǎng)約為25 cm、瓶體直徑約為6 cm、容積為600 ml的飲料瓶，試驗(yàn)數(shù)量2000個(gè)。試驗(yàn)結(jié)果表明：該剝標(biāo)機(jī)生產(chǎn)效率為100 kg/h，瓶標(biāo)剝凈率為98%，主要適用于常用的容量約為600 ml的小型飲料瓶，能夠完成飲料瓶剝標(biāo)作業(yè)。

參考文獻(xiàn)：

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[7]趙飛，郭文松，段海龍.飲料瓶自動(dòng)瓶標(biāo)剝離機(jī)的研究現(xiàn)狀分析[J].中國(guó)科技投資，2013（A32）:416～417.

[8]郭文松,趙飛.一種飲料瓶瓶標(biāo)自動(dòng)剝離機(jī)[P].中國(guó)專利，ZL201320852654.8，2013-12-23.

收稿日期：2014-12-18

文章編號(hào)：1007-7782（2015）01-0008-02

中圖分類號(hào)：TS206.5

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

doi:10.13620/j.cnki.issn1007-7782.2015.01.003