Интегральное усилие при закрытии контейнеров пластиковой упаковки с контурным замком.

         Удобство работы с пластиковой упаковки в логистических операциях, при обращении с ней или с упакованным продуктом, во многом зависит от эргономики замка контейнера. Суть требований по эргономике замка при закрытии контейнера сводится к обеспечению определенного уровня усилия , которое прилагает потребитель для фиксации крышки на дне контейнера. Следует отметить , что величина усилия фиксации крышки на дне контейнера на практике не является величиной постоянной. Это связано с тем, что процесс фиксации, может производится различными способами. По крайней мере, у каждого потребителя он свой. В то же время, для решения практических задач, направленных на стандартизацию процесса конструирования оснастки для упаковки и самой пластиковой упаковки требуется разработка методики, где способ фиксации крышки на дне контейнера выполняется единственным способом.

         Для разработки методики было изготовлено приспособление к универсальной разрывной машине Н 10 КТ фирмы HOUNSFIELD TINIUS OLSEN.  Оно представляет собой круглый диск с пазами для перемещения опорных призм. Пазы необходимы для установки призм на определенном расстоянии от центра диска,  для проведения испытаний контейнеров различных геометрических размеров. Длина опорных призм выбрана таким образом , чтобы оказывать давление на крышку контейнера на площади , аналогичной площади, занимаемой ладонями человека при ручном закрытии контейнера. При подготовке к испытанию опорные призмы устанавливают таким образом, чтобы давление оказывалось на линию сопряжения верхней и боковой поверхности крышки контейнера, на отрезках не менее 90 мм.

         Данная методика рассчитана на решение технических и эргономических задач. Эргономические требования, как правило, должны соответствовать представлениям клиента по усилию, которое необходимо приложить для закрытия контейнера. У каждого клиента на этот счет свое видение. Тем не менее, для решения данной задачи требуется не качественное, а цифровое значение данной характеристики. С помощью данной методики достаточно просто определяется усилие закрытия, а кроме того, с цифровым значением данной характеристики намного легче  осуществляется постановка задачи, направленной на изменение усилия закрытия контейнера (по требованию клиента).

         Технические задачи, которые способна решать данная методика заключаются в том , чтобы определить условия, при которых осуществляется закрытие контейнера без разрушения крышки контейнера. Такая постановка задачи связана со стремлением клиента снизить стоимость пластиковой упаковки за счет снижения ее веса или, другими словами, исходной толщины пленки для ее изготовления. Такой подход имеет свои границы, связанные, прежде всего, с соображениями об обращении с упакованным продуктом. Вполне возможна ситуация, при которой усилие закрытия контейнера, будет превосходить прочность крышки контейнера. Определить допустимые значения, связанные с прочностью крышки контейнера и значениями усилия закрытия контейнера (с учетом конструкции замка) можно только экспериментальным путем. Таким образом, с помощью данного метода, определяются оптимальные свойства конструкции (пластикового контейнера) для обеспечения эргономических и технических задач.

         Другой технической задачей, которая может быть решена с помощью данного метода, является отработка конструкции замка контейнера при использовании различных материалов, обладающих различными свойствами .

                                              Определение интегрального усилия при закрытии пластикового контейнера.

         Установка для определения интегрального закрытия пластикового контейнера изображена на  рис. 1.                        

                                          Рис. 1. Установка для определения интегрального закрытия пластикового контейнера 

         Суть проведения испытания заключается в следующем: контейнер в раскрытом виде устанавливается на нижней неподвижной плите. На крышку контейнера устанавливаются опорные призмы закрепленные на верхней подвижной плите. Опорные призмы устанавливаются на линии сопряжения верхней плоскости крышки и боковой поверхности таким образом, что перекрывают сегмент верхней плоскости крышки с длиной хорды 90 мм., как показано на рис. 2.

Рис. 2. Расположение опорных призм на поверхности крышки

          После подготовки контейнера производится замер усилия закрытия контейнера. Для этого запускается режим «сжатия» и верхняя плита с опорными призмами перемещается вниз с постоянной скоростью. Сжатие производится до характерного при закрытии контейнера щелчка, который оповещает об окончании испытаний. В процессе испытаний, в зависимости от усилия закрытия контейнера и прочности крышки, наблюдается деформация крышки, как показано на рис. 3.  

Рис. 3. Деформация крышки контейнера в процессе проведения испытаний. 

         Если конструкция замка и крышки контейнера выполнены правильно , то деформация крышки контейнера в процессе проведения испытаний носит обратимый характер. Это означает, что после закрытия контейнера и снятия нагрузки, на крышке контейнера не остается следов забоин или вмятин.

                                     Анализ результатов испытаний по определению интегрального усилия закрытия крышки контейнера.

                Данные полученные в результате испытаний регистрируются. В результате чего получаем график, изображенный на рис. 4.

                                   Рис. 4. График определения усилия закрытия пластикового контейнера при неравномерном закрытии.

         Из графика (Рис. 4)видно, что усилие закрытия контейнера составляет 75 Н или приблизительно 7,5 кг.

         При этом, деформация контейнера составляет 12 мм. Учитывая , что максимальная нагрузка соответствует половине высоты замковой части , т.е. 4 мм., то обратимая деформация крышки составляет 8 мм. В случае, если закрытие контейнера происходит неравномерно по всему замковому контуру, то на графике наблюдаются дополнительные пики. 

           Если закрытие крышки контейнера происходит равномерно, то на кривой графика присутствует лишь один пик, как это показано на рис. 5.

                                                       Рис. 5. График определения усилия закрытия пластикового контейнера при равномерном закрытии. 

                                                                                                                 Выводы.

1.      Разработана методика определения интегрального усилия закрытия пластикового контейнера.

2.      Значение интегрального усилия закрытия пластикового контейнера является индивидуальной характеристикой контейнера.

3.      Значение интегрального закрытия контейнера  должно быть внесено в спецификацию.

4.      Данный метод позволяет оптимизировать прочностные и эргономические свойства контейнера.