Оборудование и оснастка упаковочного производства

Допущено
Министерством  образования
Республики  Беларусь
в качестве учебного пособия
для студентов учреждений
высшего образования по специальности
«Упаковочное производство
(по направлениям)»

Минск
«Вышэйшая школа»
2015

Оборудование
и оснастка

упаковочного
производства

В.Г. Шипинский

УДК 621.798(075.8)
ББК 30.61я73
 Ш63

Р ецен з ен ты :  кафедра «Организация упаковочного производства» (заведующий кафедрой 
доктор технических наук, профессор В.В. Кузьмич) Белорусского национального технического университета; заведующий отделом № 1 «Композиционные материалы и рециклинг полимеров» государственного научного учреждения «Институт механики металлополимерных систем им. В.А. Белого» 
Национальной академии наук Беларуси доктор технических наук, профессор В.М. Шаповалов

Все права на данное издание защищены. Воспроизведение всей книги или любой ее части не может 
быть осуществлено без разрешения изда те льства.

ISBN 978-985-06-2513-7 
© Шипинский В.Г., 2015
 
© Оформление. УП «Издательство 
 
 
“Вы шэйшая школа”», 2015

ПРЕДИСЛОВИЕ

Упаковывание продукции – сложная задача, эффективное решение которой 
тесно связано с созданием и производством современных упаковочных материалов, функционально совершенной упаковки и средств пакетирования грузов, 
разнообразного технологического оборудования, а также с производством самой продукции. 
Сложность технологического оснащения и комплексной автоматизации тароупаковочного производства обусловливается огромным ассортиментом производимой продукции, видов упаковки и средств пакетирования грузов, их типоразмеров и конструктивного исполнения. Данными факторами определяется 
и большая номенклатура разнообразных видов применяемых тароупаковочных 
машин, уровень универсальности, степень автоматизации, производительность 
и стоимость которых, как правило, взаимосвязаны с широтой номенклатуры 
и объемами выпуска упаковываемой продукции. Это высокопроизводительное 
и кинематически сложное оборудование должно также хорошо встраиваться в 
качестве заключительного звена в действующие автоматизированные комплексы и линии по производству самой продукции и работать с ними в едином технологическом ритме, обеспечивая эффективное и качественное выполнение 
всех операций упаковочного процесса. 
Создавать и эксплуатировать сложные технические системы могут только 
профессионалы, обладающие специальными инженерными знаниями. Для подготовки таких специалистов необходима учебная и другая специальная техническая литература, которая бы несла в себе систематизированные и глубокие знания по всем аспектам этой отрасли. Если традиционное технологическое оборудование широко представлено и достаточно подробно рассмотрено в имеющейся технической и учебной литературе, то фонд технической литературы по 
специализированным технологиям и средствам оснащения упаковочного производства в настоящее время только создается и формируется. Данное учебное 
пособие направлено на решение этой проблемы, так как в нем рассматриваются 
процессы производства наиболее распространенных видов современной упаковки и другие сопутствующие технологии, характеризующиеся широким применением именно специализированных средств технологического оснащения. 
Эта книга является логическим продолжением широко используемого техническими вузами, конструкторскими организациями и промышленными предприятиями учебного пособия «Оборудование для производства тары и упаковки» 
(В.Г. Шипинский. Минск: Новое знание; М.: ИНФРА-М, 2012). Представленный в ней объемный материал основывается на многих источниках информации, включающих соответствующую техническую литературу, монографии, изобретения, научно-технические публикации, технологические процессы, а также 
конструкторскую и эксплуатационную документацию на конкретные современные специализированные машины и устройства упаковочного производства. 
В каждом разделе учебного пособия средства технологического оснащения рассматриваются, как правило, в логической последовательности, определяемой их 
использованием в соответствующем производственном процессе. Представлены 
наиболее характерные конструктивные исполнения технологических машин 
и соответствующей оснастки с подробным описанием их устройства и принципа 

действия, необходимыми графическими иллюстрациями, техническими характеристиками и методиками проектировочных расчетов. 
Автор выражает искреннюю благодарность доктору технических наук 
В.М. Шаповалову, доктору технических наук, профессору В.В. Кузьмичу, а также 
коллективу кафедры «Организация упаковочного производства» Белорусского 
национального технического университета за рецензирование, ценные советы и 
помощь в улучшении рукописи.
Все отзывы, замечания и предложения по данной книге просим направлять в 
адрес издательства, где они будут с благодарностью приняты, внимательно рассмотрены и учтены при переиздании.
Автор 

ВВЕДЕНИЕ

В настоящее время динамично развивающаяся упаковочная отрасль промышленного производства является одним из важнейших звеньев мировой производственной инфраструктуры, связывающей воедино многие сферы производства, торговли и потребления. 
В структуре производственных процессов операции упаковывания продукции и формирования из нее укрупненных грузовых единиц выполняются, как 
правило, на завершающих стадиях и в обобщенном виде включают в себя такие 
этапы, как: 
 • изготовление тары и других упаковочных средств; 
 • подготовка тары, укупорочных средств и других элементов упаковки к 
упаковыванию; 
 • подготовка к упаковыванию изготовленной продукции (изделий); 
 • дозирование и фасование (укладка) продукции (изделий) в тару; 
 • укупоривание тары, маркировка и оформление упаковочных единиц; 
 • группирование упаковочных единиц и укладка в транспортную тару; 
 • укупоривание транспортной тары и маркировка транспортных единиц; 
 • подготовка средств пакетирования; 
 • формирование из транспортных единиц с помощью средств пакетирования укрупненных грузовых единиц; 
 • складирование укрупненных грузовых единиц и отгрузка товара 
потребителям. 
Каждый из приведенных этапов состоит обычно из нескольких последовательных операций, которые выполняются на технологическом оборудовании, 
содержащем соответствующие исполнительные устройства и механизмы. При 
этом в упаковочной отрасли наряду с традиционным технологическим оборудованием, применяемым в машиностроении и других областях промышленного 
производства, созданы и эксплуатируются многочисленные специализированные орудия производства, используемые, как правило, только для изготовления 
определенных видов упаковки. 
На таком специализированном оборудовании реализуются производственные процессы упаковывания продукции в выдувную, литьевую, прессованную 
и пенопластовую тару, в тубы и металлические банки, оно широко применяется 
в производстве картонной, стеклянной и крупногабаритной пластмассовой 
тары, для транспортного пакетирования продукции, утилизации использованной упаковки и ее переработки во вторичное сырье. Характерной особенностью упаковочных машин является их сложное конструктивное исполнение, 
обусловленное наличием большого количества кинематически взаимосвязанных и быстро перемещающихся функциональных механизмов. Такие машины 
часто соединяются сквозной транспортирующей системой как между собой, 
так и с технологическим оборудованием по производству самой продукции, образуя работающие в едином технологическом ритме механизированные или автоматизированные комплексы и поточные линии. Конструктивное исполнение 
данных средств технологического оснащения определяется, прежде всего, технологическими процессами или операциями, для выполнения которых они 
предназначены. 

Средствами технологического оснащения принято называть совокупность 
орудий производства, необходимых для осуществления технологического процесса. Они включают в себя тех нологическое оборудование и оснастку. 
Технологическое оборудование – это средства оснащения, в которых для выполнения определенной части технологического процесса размещают материалы или изготовляемые объекты, средства воздействия на них (инструмент), а 
также приспособления и другую оснастку. 
К технологической оснастке относятся средства оснащения, дополняющие 
оборудование при выполнении определенной части технологического процесса. 
Это режущий и измерительный инструмент, штампы и литьевые формы, разнообразные приспособления и т.д. 
Приспособления подразделяются, в свою очередь, на связывающие со станком изготавливаемые объекты (заготовки, детали, изделия) и связывающие со 
станком обрабатывающий инструмент (фрезы, резцы, формы, штампы и т.д.). 
Наладкой называют процесс подготовки технологического оборудования 
и оснастки к выполнению соответствующей операции.

1. ПРОИЗВОДСТВО ВЫДУВНОЙ 
ПЛАСТМАССОВОЙ ТАРЫ 

Способ изготовления выдувной пластмассовой тары заключается в том, что 
из полимерного термопластичного материала вначале формуется полая заготовка, которая затем в разогретом виде помещается в специальную форму и там 
сжатым воздухом раздувается в объемное изделие требуемой конфигурации. 
Этим способом изготовляют как потребительскую пластмассовую тару (например, бутылки, флаконы, банки, тубы, колбы, ампулы), так и крупногабаритную 
транспортную тару (например, канистры, фляги, бутыли, баллоны, барабаны, 
бочки и баки вместимостью до 5 м3 и более). Широкое применение такой тары 
предопределено возможностью изготовления ее практически из всех термопластичных материалов, приемлемой производительностью используемого технологического оборудования, а также не вызывающей затруднений комплексной механизацией и автоматизацией производственных процессов. Характерные достоинства выдувной тары заключаются в ее разнообразных эстетичных формах 
и цветовых тонах, включая высокопрозрачные изделия, в высокой формоустойчивости при большой вместимости и минимальной массе тары, в возможностях 
ее многократного использования и герметичного закрывания всеми видами укупорочных средств, в удобстве сбора и переработки использованной упаковки 
во вторичное сырье. Сегодня по объемам производства выдувная тара занимает 
 третье место после пленочной и термоформованной упаковки. 

1.1. Способы и технология изготовления

Способ изготовления. Для изготовления выдувной пластмассовой тары применяется несколько способов.
Экструзия с раздувом – способ, сущность которого заключается в том, что 
полимерная пластицированная трубчатая заготовка 1 (рис. 1.1, а) из головки 2 
экструдера поступает в разомкнутую раздувную форму 3 и при этом своим нижним концом находит на соосно расположенный ниппель 4. Затем форма 3 смыкается (рис. 1.1, б), сдавливая и перерезая верхний конец заготовки и формуя на 
ниппеле 4 горловину тары. Далее производится раздув тары 5 подаваемым через 
ниппель 4 внутрь заготовки сжатым воздухом, а после охлаждения ее  ниппель 4 

Рис. 1.1. Схема экструзии с раздувом

а
б
в

4

3
3

6
2
1

2

3

5

4

3

6
2

7
5

3

4

3

Pи
Pa

6

с оединяется с атмосферой, форма 3 раскрывается (рис. 1.1, в) и готовая тара 5 
удаляется из нее. Затем ножом 6 от головки 2 отрезается передавленный остывший конец 7 заготовки, и цикл повторяется. 
Этим универсальным способом, хорошо поддающимся автоматизации, 
можно изготовлять емкости вместимостью от 0,01 дм3 до 5 м3 и более. Недостатки: наличие на изделии соединительного шва и облоя в месте сдавливания и перерезания верхнего конца трубчатой заготовки; невозможность получения на 
изделии калиброванной горловины (с высокоточными размерами). 
Инжекция с раздувом – способ, суть которого состоит в том, что через сопло 
1 (рис. 1.2, а) литьевой машины расплав полимера подается в разъемную прессформу 2, где на оправке 3 отливается трубчатая заготовка 4. Далее после охлаждения заготовки до пластичного состояния форма 2 раскрывается и оправка 3 
вместе с заготовкой 4 перемещается в смыкающуюся раздувную форму 5 
(рис. 1.2, б). Здесь сжатым воздухом, подаваемым через отверстия в оправке 3, 
заготовка раздувается в тару 6, а после охлаждения и снятия избыточного давления изготовленная тара (рис. 1.2, в) удаляется из раскрывающейся формы. 

Этим способом изготовляют тару вместимостью от 0,01 до 0,5 дм3, она получается с калиброванной горловиной и равнотолщинным корпусом, не содержащим соединительного шва и облоя. 
Раздув из литых трубчатых заготовок (преформ) – способ, при котором изготовленная литьем под давлением калиброванная трубчатая заготовка 1 
(рис. 1.3, а) вначале надевается на оправку 2 и разогревается нагревателями 3 до 
пластичного состояния, а затем на этой же оправке перемещается в смыкающу
а
б
в

4

3

1

5
2

6

5

3
Pи

5
6

3

Рис. 1.2. Схема инжекции с раздувом

Рис. 1.3. Схема раздува тары из преформ

а
б
в

2

3

1

5
3

2

4

2
Pи

4

5

юся раздувную форму 4 (рис. 1.3, б). Здесь сжатым воздухом, подаваемым через 
отверстия в оправке 2, преформа раздувается в тару 5, а после ее охлаждения 
и снятия избыточного давления Ри форма раскрывается и изготовленная тара на 
оправке 2 (рис. 1.3, в) удаляется из нее. Затем тара 5 снимается с оправки 2, 
и цикл повторяется. 
Этим способом изготовляют тару вместимостью от 0,1 до 5 дм3, она получается с калиброванной горловиной и равнотолщинным корпусом, не содержащим соединительного шва и облоя. Недостаток – необходимость повторного 
разогрева преформы.
Способ раздува тары из преформ с двухосной ориентацией включает следующие этапы. Преформа 1 (рис. 1.4, а) вначале аналогичным образом надевается 
на раздвижную оправку 2 и разогревается нагревателями 3 до пластичного состояния, а затем на этой же оправке перемещается в смыкающуюся раздувную 
форму 4 (рис. 1.4, б). Здесь преформа выдвигающимся штоком оправки 2 механически вытягивается в продольном направлении, а затем сжатым воздухом, 
подаваемым через отверстия в оправке, раздувается в тару 5, которая после охлаждения и снятия избыточного давления удаляется на оправке 2 из раскрывающейся формы. Затем тара 5 (рис. 1.4, в) снимается с оправки 2, и цикл 
повторяется. 

Этим способом изготовляют тару вместимостью от 0,1 до 2 дм3, она получается с калиброванной горловиной, более прочным и прозрачным корпусом, что 
обеспечивается двухосным растяжением материала, а также равнотолщинной, 
без соединительного шва и облоя. Недостатки: ограниченная номенклатура перерабатываемых термопластичных материалов; необходимость повторного разогрева преформы; более сложное конструктивное исполнение технологического оборудования.
При инжекционно-экструзионном раздуве изготовленную литьем под давлением калиброванную горловину 1 (рис. 1.5, а) тары помещают на ниппель 2 разомкнутой раздувной формы 3, а затем из головки 4 к ней экструдируют пластифицированную трубчатую заготовку 5, сваривающуюся нижним концом с горловиной 1. Далее форма 3 (рис. 1.5, б) смыкается и производится раздув тары 6 
подаваемым через ниппель 2 внутрь заготовки сжатым воздухом. После охлаждения тары 6 ниппель 2 соединяется с атмосферой, форма 3 раскрывается 

Рис. 1.4. Схема раздува тары из преформ с двухосной ориентацией

2
1

3

2

4

4

5

2

а
б
в

3

5

Pи

(рис. 1.5, в) и готовое изделие удаляется из нее. Затем на ниппель 2 помещается 
следующая горловина 1, ножом 7 от головки 4 экструдера отрезается передавленный остывший конец 8 заготовки, и цикл повторяется.
Этим способом изготовляют бутылки вместимостью до 1 дм3 и тубы, они 
получаются с калиброванной горловиной и равнотолщинным корпусом. Недостатки: наличие на изделии соединительных швов в области горловины и дна; 
более сложное конструктивное исполнение формы 3; низкая производительность процесса.
Погружное формование с раздувом – способ, при котором емкость 1 (рис. 1.6, а) 
заполняют расплавом 2 полимера, поступающим из сопла 3 экструдера или 
лить евой машины. Затем в расплав погружается оправка 4, на поверхности которой формуется пластичная заготовка 5 (рис. 1.6, б), отделяемая от излишков 
расплава при извлечении оправки ножом 6. Далее оправка 4 вместе с заготовкой 5 перемещается в смыкающуюся раздувную форму 7 (рис. 1.6, в). Здесь сжатым воздухом, подаваемым через отверстия в оправке 4, заготовка раздувается в 
тару 8, которая после охлаждения и снятия избыточного давления удаляется из 
раскрывающейся формы 7 (рис. 1.6, г). 
Этим способом изготовляют тару вместимостью от 0,01 до 0,5 дм3, она получается с некалиброванной горловиной и значительной разнотолщинностью сте
Рис. 1.6. Схема погружного формования с раздувом

Рис. 1.5. Схема инжекционно-экструзионного раздува тары

а
б
в

4

3
3

7

2
1
2

3

8
4

3

6

6

7
5

3

4

3

Pи
Pa

2

7

а
б
в

4
4

1
7
2
1

2

7

8

4

8

6
6

7

5

3

4

3

P

г

и