Дискові овочерізки

Лабораторна робота

ДОСЛІДЖЕННЯ ТЕХНІКО-ЕКОНОМІЧНИХ ПОКАЗНИКІВ ДИСКОВИХ ОВОЧЕРІЗАЛЬНИХ МАШИН

Мета роботи - Дослідити робочі параметри, вивчити конструкцію та принцип дії дискових овочерізок. Дія досягнення основної мети роботи необхідно:

1. Вивчити конструктивну будову овочерізки типу МЗ 10-160;

2. Визначити спосіб нарізки овочів, (рубка, нарізання) залежно від форми ріжучого робочого інструмента, його розташування на опорному диску овочерізки;

3. Вивчити правила експлуатації овочерізальних машин та механізмів;

4. Розрахувати теоретичну продуктивність овочерізки для нарізання картоплі на шматочки різної товщини;

5. Скласти кінематичну схему механізму;

6. Розрахувати залежність продуктивності від товщини відрізуваного продукту.

1 Характеристика процесу різання та машин для його реалізації

Дискові овочерізки

Дискові овочерізки призначені для нарізки овочів та фруктів шматочками, брусочками, соломкою стружкою. Камера являє собою литий корпус з розвантажувальним лотком. 3 відкритого торцевого боку до корпуса шарнірно закріплено завантажувальний бункер. У корпусі розташовано привідний вал, що приводиться до руху від приводу кухонної машини.

Кріплення механізму до приводу здійснюється за допомогою хвостовика та гвинтів-баранчиків. На вільному кінці приводного валу встановлюються робочі органи - опорний диск та ріжучий інструмент. Опорний диск має вікна, що відповідають формі ножів, та маточину з різьбою, на яку нагвинчено регулювальну гайку, що призначена для зміни товщини нарізаних шматочків. Обертання опорного диску передається від вала за допомогою шпонки.

Ріжучими інструментами механізму є тертковий ніж з отворами, що мають відігнуті загострені з одного боку краї, та прямолінійний ніж, закріплений на ножовій колодці. Тертковий ніж призначено для нарізання овочів соломкою. Встановлюється він у потай з робочою поверхнею опорного диска. При цьому тертьовий ніж упирається у виступ приводного валу, а опорний диск зміщується за допомогою регулювальної гайки до співпадіння з поверхнею тертьового ножа.

Прямолінійні ножі призначені для нарізки овочів шматочками. Ножова колодка монтується до хвостика приводного вала і впирається у виступ, щознаходиться на ньому. Товщину нарізки шматків можна зміняти за допомогою регулювальної гайки. З нагвинчуванням гайки на різьбовий виступ опорного диска останній пересувається повздовж осі приводного вала так, що відстань між робочою поверхнею опорного диска І ножами збільшується.

Для здійснення процесу різання необхідне відносне переміщення робочого інструменту і продукту.

У загальному випадку швидкість переміщення, що називають швидкістю різання (V_р), скерована під певним кутом φ до ріжучого краю леза і її можна розкласти у двох напрямках: повз нормалі до ріжучого краю V _nі повздовж її V_τ у даному випадку швидкість може бути спрямована за одним з цих напрямків (рис. 4.1, а, б, в).

Якщо швидкісіь спрямована повздовж ріжучого краю, то процес різання не відбуватиметься.Залежно від напрямку відносного переміщення робочого інструменту та продукту різання прийнято поділяти на рубляче та ковзке.

Під час рублячого різання ріжучий інструмент пересувається відносно продукту перпендикулярно ріжучого краю леза (рис. 4.1, б).Під час ковзаного різання — під гострим кутом до ріжучого краю леза (рис. 4.1, а).

Рисунок 4.1 - Схема відносного переміщення ножа і продукту: а - під кутом до ріжучого краю; б — нормаль до ріжучого краю; в - повздовж ріжучого краю

Під час рублячого різання лезо ножа деформує продукт, порушує його поверхневий шар, у якому виникають місцеві контактні напруги стиску, що мають максимальне значення в зоні контакту з гострим краєм леза ножа. У міру збільшення сили дії ножа на продукт збільшується деформація продукту і збільшуються контактні напруги. Як тільки контактні напруги досягають максимальної межі, проходить руйнування продукту під гострим краєм ножа.

Різання рубленням використовується в тому разі, коли до поверхневого зрізу овочів засобом рубленого різання значна частина відрізаних частин порушується, соковиті продукти втрачають частину соку, а їх шматочки не мають товарного вигляду.

У порівнянні з рублячим різанням під час ковзного різання для розрізання продукту потрібні менші ущільнення та зусилля, оскільки продукт перерізується окремими мікрозубчиками, причому сумарно довжина мікрозубчиків, що одночасно беруть участь у розрізуванні продукту, завжди менше довжини ріжучого краю леза.

Тому під час ковзного різання величина контактних напруг, шо необхідні для розрізання продукту, а відповідно і необхідне зусилля, значно менше, ніж під час рублячого різання. Ковзке різання не потребує, щоб усі зубчики леза на повну глибину входили в продукт. Поверхню зрізу при цьому одержують більш гладкою та рівною, ніж під час рублячого різання. Ковзкє різання дає можливість отримувати більш якісну нарізку овочів.

Універсальну овочерізальну машину МРО 50-200 (рис. 4.2) призначено для нарізання сирих овочів ломтиками, брусочками, соломкою та шинкування капусти. Встановлюється машина на амортизаторах на робочому столі й заготівельному цеху. Складається з приводної частини, змінних робочих органів та змінного завантажувального пристрою 7. У склад приводної частини входять литий алюмінієвий корпус 5, електродвигун 12, закріплений на плиті, що має пази для натяжіння ременів клинопасової передачі 14, та вертикальний приводний вал 1, встановлений на конічних роликових підшипниках 3.

Рисунок 4.2- Універсальна овочерізальна машина МРО 50-200: 1- вал приводний, 2 - пристрій розвантажувальний, 3- роликові підшипники кочення, 4- гвинт, 5- корпус, 6 - диск опорний, 7 - пристрій завантажувальний, 8- гвинт, 9 - втулка, 10- гайка, 11- трьохлопатевий скидач, 12 -електродвигун, 13- гайка, 14- передача клинопасова

Натяг в підшипниках регулюється за допомогою гайки 13. Підшипники закриті кришками. На верхній половині валу на шпонці встановлено втулку 9 з двома виступами, що передають обертання робочим органам. Положення втулкивідносно циліндричної частини корпусу, в якій розташовані робочі органи, регулюються гайкою 10 та фіксуються гвинтом 4. На втулці 9 за допомогою лівої різьби закріплено трьохлопатевий скидач 11, призначений для просування нарізаного продукту до розвантажуватьного пристрою 2. На верхній кінець приводного валу насаджено опорний диск 6 з ножами, що закріплено на валу за допомогою спеціального гвинта 8, який має в нижній частині два пази для зчеплення с втулкою 9.

Опорний диск з ножами розташовано в циліндричній розточеній частині литого корпусу машини. Зверху на цю частину корпусу встановлюється зйомний завантажувальний пристрій 7, що закріплюється за допомогою зачепа та фіксатора. Для забезпечення безпечної роботи в машині передбачено блокувальний вимикач, що розриває ланцюг живлення електродвигуна зі знятим завантажувальним пристроєм.

Завантажувальний пристрій 7 має литий корпус з двома круглими та одним серпоподібним отворами, в котрі вставляються відповідної форми штовхачі. У серпоподібному отворі продукт притискається до опорного диску кронштейном, що є важелем другого роду. Серпоподібний штовхач шарнірно закріплено на кронштейні, що в свою чергу шарнірно закріплено на корпусі завантажувального пристрою. З поворотом кронштейна навколо вісі серпоподібний штовхач у завантажувальному пристрої призначено для поданнядо ножів розрізаних на частини качанів капусти, круглі отвори для овочів інших видів (картоплі, моркви, буряка, цибулі, редису, ріпи та ін.).

Нарізання продуктів на овочерізці виконують наступним чином. Увімкнувши машину, закладають овочі вручну в один з отворів завантажувального пристрою та приставляють штовхачами до опорного диску, що обертається. Ножі, що обертаються разом з опорним диском, відрізають від плодів послідовно шар за шаром у вигляді ломтиків, кілець, напівкілець, брусочків, соломки. У момент відрізання продукт утримується від переміщення стінкою завантажувального отвору та штовхачем, Відрізані частинки продукту проходять крізь отвори опорного диску, розташовані під ножами, захоплюються скидачем, що обертається, та подаються у розвантажувальний лоток.

2 Методика розрахунку

1. Теоретична продуктивність дискових овочерізок визначається за формулою:

(4.1)

де Q –продуктивність машин, кг/год;

F₀ – робоча площа опорного диску, м;

υ ₀ – швидкість пересування продукту, м/с;

ρ – насипна маса продукту, кг/м;

φ – коефіцієнт використання робочої площини опорного диску.

Робоча площина опорного диску визначається за формулою

(4.2)

де r² _тах–відстань до кінця леза, м;

r² _тin– відстань до початку леза, м.

Швидкість пересування продукту через вікно опорного диску визначається за формулою:

(4.3)

де - товщина відрізаних шматків, м;

п - частота обертання ножового диску, хв^-1;

- кількість ножів на опорному диску.

Коефіцієнт використання робочої площі опорного диску можна визначити за співвідношенням:

(4.4)

де - площа, займана продуктом на опорному диску.

Для овочерізок з вертикальним розташуванням опорних дисків φ =0, 15...0, 2.

Для овочерізок з горизонтальним розташуванням опорних дисків φ =0, 3...0, 4.

2. Електродвигун приводу слід добирати, виходячи з потрібної потужносіі N₀ (кВт), що визначається формулою

(4.5)

де N₁, N₂– відповідно, потужність, яка необхідна для розрізання продукту ножами, розміщеними паралельно та перпендикулярно до площини опорного диска, Вт;

N₃ - потужність, яка необхідна для відгинання шару нарізаного продукту, Вт;

N₄, N₅ - відповідно, потужність, яка необхідна для подолання сил тертя продукту в опорній поверхні ножів, розміщених паралельно І перпендикулярно до площини опорного диска, Вт:

η -ККД передаточних механізмів.

(4.6)

(4.7)

(4.8)

(4.9)

(4.10)

(4.11)

(4.12)

(4.13)

де - середній коефіцієнт ковзання леза ( =2, 5...3, 0);

Z_р- кількість комплектів зубців гребінок, що ріжуть одночасно;

ψ - крок розподілення зубців гребінки, м (задається в завданні);

α, δ – ширина і товщина зубців гребінки, м (α =0, 003...0, 005м; δ =0, 0003...0, 0005 м).

(4.14)

3 Методика виконання роботи

1. Під час вивчення будови овочерізального механізму МЗ 10-160 виконують розбирання його у такій послідовності:

- звільнити відкритий гвинт і відкрити робочу камеру;

- зняти з робочого валу колодку з ножами;

- зняти з опорного валу опорний диск;

- витягнути з робочої камери робочий вал.

Під час розбирання механізму слід звернути увагу на закріплення опорного диску та колодки з ножами на робочому валу; на кріплення робочої камери до корпусу овочерізального механізму, корпуса механізму - до універсального приводу, при цьому необхідно накреслити ескіз механізму регулювання товщини нарізки та ескіз ріжучого Інструмента.

2. Прослідити зміни величини зазору між лезом ножа та площиною опорного диска, обертаючи регулювальну гайку за годинниковою стрілкою та в зворотному напрямку; виміряти межі регулювання товщини відрізуваного шару продукту.

3. Визначити дані, необхідні для розрахунку теоретичної продуктивності овочерізального механізму, для чого зробити вимірювання і визначити:

- відстань від осі обертання опорного диску до кінця леза ножів, які розташовані паралельно диску;

- відстань від осі обертання до початку леза ножів;

- кількість обертів робочого вала овочерізки;

- кількість ножів з лезами, паралельними площині опорного диску. Результати вимірів занести в таблицю спостережень.

Таблиця 1 - Таблиця спостережень

Контрольні запитання до теми заняття

1. Призначення та типи овочерізальних машин та механізмів.

2. Правила експлуатації дискових овочерізок МЗ 10-160.

3. Будова робочих органів дискових овочерізок, форми нарізки.

4. Правила техніки безпеки під час експлуатації дискових овочерізок.

5. Будова робочої камери овочерізки типу МС 10-160.

6. Вимоги техніки безпеки під час роботи на дискових овочерізках.