Технологические расчёты оборудования 2 страница

Рис. 5.4. Пуасонный овощерезательный механизм:

1 - гайка; 2 - ножевая решётка; 3 - рабочая камера; 4 - стойки; 5 - шток; 6 - приводной вал; 7 - корпус редуктора; 8 - рамка-кулиса; 9 - ролики; 10 - червяк; 11 - штифты; 12 - ползун; 13 - пуасоны; 14 - червячное колесо; 15 - крышка; 16 - коленчатый вал; 17 - пробка; 18 - заслонка; 19 - загрузочное окно

При вращении коленчатого вала его шейка совершает движение по окружности, а связанная с ней рамка-кулиса совершает возвратно-поступательное движение, при этом за один оборот коленчатого вала ползун совершает один двойной ход.

Пуансонный овощерезательный механизм работает следующим образом. В загрузочное окно подают по одному клубню или корнеплоду.

Когда ползун находится в верхнем положении, клубень скатывается на ножевую решетку, и при движении ползуна вниз пуансонами он продавливается через ячейки ножевой решетки, при этом пуансоны входят в ножевую решетку на полную ее глубину и полностью удаляют нарезанный продукт в приемную емкость.

5.4.2. Расчет механизма

Исходные данные:

Производительность Q, кг/ч……………………………………….120

Диаметр ножевой рамки D, м……………………………………...0, 08

Высота хода пуансона h, м…………………………………………0, 08

Размеры поперечного сечения брусочков а× в, мм……………….10× 15

Средний диаметр корнеплодов d, м……………………………….0, 06

Продукт……………………………………………………………...Свекла

Определить: число двойных ходов пуансона n, мощность электродвигателя N_эд, уточнить производительность Q.

Методика расчета

1. Число двойных ходов:

n = , мин^-1,

где V₀ – средняя скорость продвижения продукта через рамку, м/с.

Средняя скорость равна:

V₀ = , м/с,

где F₀ – площадь ножевой рамки, м;

- плотность свеклы ();

Площадь ножевой рамки соответственно равна:

F₀ = .

Следовательно, средняя скорость продвижения продукта через рамку

V₀ = м/с.

В итоге число двойных ходов пуансона:

n = мин^-1.

Принимаем n=20 мин^-1.

2. Уточнение производительности, которая равна:

Q= , кг/ч,

где - средняя скорость продвижения продукта через рамку при принятом числе двойных ходов, м/с.

V′ ₀ = = 0, 027 м/с.

Производительность:

Q= =0, 005 0, 027 1040 0, 28 3600=141, 5 кг/ч.

3. Мощность электродвигателя:

N = , кВт,

где - усилие резания свеклы, Н;

- сила трения продукта о ножи, Н;

η - коэффициент полезного действия (η =0, 8).

Усилие резания определяется из формулы:

, Н,

- удельное усилие ( =750 Н/м);

- коэффициент использования лезвий ( =0, 7);

- общая длина лезвий ножевой решетки, которая равна:

Тогда усилие резания:

=750 0, 712 0, 7=373, 8 Н.

Сила трения продукта о ножи равна:

, Н,

где - толщина ножей ( =0, 001 м);

E – модуль упругости продукта (Е=4 10⁶ Па);

– коэффициент трения продукта о ножи ( =0, 25);

- площадь соприкосновения продукта с боковыми гранями ножей, которая равна:

м², где

– высота ножей ( =0, 17 м).

В итоге сила трения:

Мощность электродвигателя пуасонного резательного механизма:

N =

5.5. Овощерезательная машина типа МРО

Дисковые овощерезки предназначены для нарезки овощей и фруктов ломтиками, брусочками, соломкой и стружкой. Рабочим органом овощерезок является опорный диск с комплектом ножей на нем, под которыми имеется окно для прохода отрезаемых частиц продукта.

Резание выполняется за счет прижатия продуктов к вращающемуся опорному диску настолько, чтобы обеспечивалась неподвижность клубней при осуществлении процесса. К опорному диску овощи прижимаются за счет их заклинивания наклонными поверхностями загрузочных устройств или с помощью толкателей.

Принцип работы машин типа МРО одинаков для различных их конструкций. Наиболее известной является универсальная овощерезательная машина МРО50-200 [1, 3].

5.5.1. Описание конструкции

Машина МРО50-200 (рис. 5.5) предназначена для нарезки сырых овощей ломтиками, брусочками, соломкой, а также для шинкования капусты.

Машина состоит из привода, сменных рабочих органов и съемного загрузочного устройства.Привод включает в себя электродвигатель 12, смонтированный на плите, имеющий устройство для натяжения ремней клиноременной передачи 13, и вертикальный приводной вал 1, установленный в подшипниковом узле 3. На верхней части вала 1 закреплена втулка 9 с двумя торцевыми шипами, передающими крутящий момент рабочим органам. На втулке 9 закреплен трехлопастной сбрасыватель 11, предназначенный для удаления из машины нарезанного продукта через разгрузочное окно 2. На верхний торец приводного вала монтируются сменные опорные диски 6 с ножами, которые крепятся на валу специальным винтом 8. Опорный диск с ножами размещен в цилиндрической рабочей камере, расположенной в верхней части литого корпуса машины. Сверху в расточку рабочей камеры устанавливается съемное загрузочное устройство 7, в литом корпусе которого имеется два круглое 17 и одно серповидное 16 отверстия, в которые вставляются соответствующей формы толкатели. В серповидном отверстии продукт прижимается к опорному диску с помощью кронштейна 15. Серповидное отверстие в загрузочном устройстве предназначено для подачи к ножам предварительно разрезанных на части кочанов капусты.

Машина работает следующим образом. После включения машины закладывают вручную овощи в одно из отверстий загрузочного устройства и прижимают толкателем к вращающемуся опорному диску.

Рис. 5.5. Универсальная овощерезательная машина МРО50-200:

1 - приводной вал; 2 - разгрузочное устройство; 3 - подшипник; 4 - крышка подшипника; 5 - корпус; 6 - опорный диск; 7 - загрузочное устройство; 8 - винт; 9 - втулка; 10 - гайка; 11 - сбрасыватель; 12 - электродвигатель; 13 - клиноременная передача; 14 - фланец; 15 - кронштейн; 16 - серповидное отверстие; 17 - круглое отверстие

Ножи, закрепленные на опорном диске, отрезают от продукта слой за слоем в виде ломтиков, колец, брусочков, соломки (в зависимости от сменного рабочего органа). Отрезанные частицы продукта проходят в отверстия опорного диска, расположенные под ножами, захватываются вращающимся сбрасывателем и подаются в разгрузочное окно.

5.5.2. Расчет овощерезки

Исходные данные:

Производительность Q, кг/ч…………………………………………………..200

Расстояние от оси вращения до начала и конца лезвий ножей r_min, м…….0, 014

r_max………0, 094

Толщина нарезаемых ломтиков h, м………………………………………..0, 002

Продукт…………………………………………………………………морковь.

Определить: частоту вращения ножевого диска n и мощность электродвигателя N_эд.

Методика расчета.

1. Частота вращения ножевого диска:

n = , об/мин,

- средняя скорость продвижения продукта, м/с;

- число ножей ( =2).

Средняя скорость продвижения продукта:

V₀ = , м/с,

- насыпная масса моркови ( =780 кг/м³).

- коэффициент использования площади опорного диска ( =0, 2);

- рабочая площадь опорного диска (для машин с заклинивающим устройством), равная:

= ².

Следовательно, средняя скорость равна:

V₀ = = м/с,

а частота вращения ножевого диска:

n = = об/мин.

Окончательно выбираем частоту вращения ножевого диска с учетом зависимости:

n = 371, 4 об/мин,

где g – ускорение свободного падения (g=9, 81 м/с²).

С обеспечением запаса производительности частота вращения опорного диска выбрана:

n=260 об/мин.

2. Мощность электродвигателя овощерезки рассчитывается по формуле:

N = , кВт,

- угловая скорость опорного диска, равная:

рад/с;

- коэффициент полезного действия ( =0, 85);

- момент сопротивления вращению рабочего органа, равный:

, Н , где

- результатирующее усилие противостоящее вращению опорного

диска, Н;

- средний радиус, к которому прикладывается усилие,

, м.

Результирующее усилие выражается в виде:

, H,

- усилие на разрезание продукта, Н;

- усилие на отгибание ломтика от ножа, Н;

- усилие прижатия продукта, Н;

- коэффициент трения продукта о рабочие органы (

Поочередно рассчитываем все усилия

=800(0, 094-0, 014) 0, 7=44, 8 H,

- удельное усилие резания моркови ( =800 Н/м);

- коэффициент использования лезвия ножа ( =0, 7).

=48, 8 Н;

= H.

где - угол заклинивания продукта ( = );

- коэффициент (

- вес продукта в камере машины ( =12 Н).

Результирующее усилие равно:

Момент сопротивления вращению рабочего органа:

В итоге мощность электродвигателя:

N = =

5.6. Протирочная машина типа МП

Лопастные протирочные машины применяются для получения пюреобразных продуктов из вареных овощей, крупяных, мясных, рыбных изделий и творога. Суть принципа протирания заключается в том, что загружаемый в машину продукт раздавливается на плоском сите вращающейся лопастью и одновременно продавливается через отверстия сита, кромки которого дополнительно разрезают протираемый продукт.

Принципиально рабочие органы протирочных машин типа МП устроены одинаково, и их комплект состоит из вращающейся лопасти (лопастного ротора) и неподвижного сита (решетки). Широкое применение на предприятиях общественного питания получила протирочная машина МП-800 [1, 3].

5.6.1. Описание конструкции

Протирочная машина МП-800 (рис. 5.6) способна дополнительно протирать косточковые плоды и имеет приспособление для очистки сита от отходов.

Машина состоит из литого алюминиевого корпуса 1, в котором смонтированы роликоподшипники 2 вертикального вала 3, получающего вращение от электродвигателя 4 через клиноременную передачу и шкив 22. Затяжка подшипников 2 регулируется разрезным резьбовым кольцом 5, которое стопорится винтом 6. Подшипники уплотнены резиновыми манжетами 7. На валу 3 могут устанавливаться сменные роторы 8 или 9, предназначенные для протирания различных продуктов. Сменные сита (или терочный диск) 10 неподвижно установлены в корпусе 1.

Для регулирования зазора между неподвижным ситом и вращающимся ротором последний опирается на промежуточный стакан 11, который выставляется по высоте с помощью гайки 12 и фиксируется винтом 13. На этом же стакане (ниже сита) на двух шипах расположен сбрасыватель 14, служащий для выбрасывания протертого продукта из корпуса в выходной лоток 15, выполненный в виде крышки, шарнирно соединенной с корпусом. Загрузочный бункер 16 устанавливается на корпусе и крепится к нему откидным винтом.

Рис.5.6. Протирочная машина МП-800:

1 - корпус; 2 - роликоподшипник; 3 - рабочий вал; 4 - электродвигатель; 5 - регулировочное кольцо; 6 - винт; 7, 20 - манжеты; 8, 9 - сменные роторы; 10 - сменное сито; 11 - промежуточный стакан; 12 - гайка; 13 - винт; 14 - сбрасыватель; 15 - разгрузочный лоток; 16 - загрузочный бункер; 17 - крышка; 18 - ось; 19 -рукоятка; 21 - пластинка; 22 - шкив; 23 - жалюзи; 24 - разгрузочный лоток; 25 -подставка; 26 - крючок; 27 - опора подставки; 28 - основание станины; 29 - плита двигателя; 30 - натяжной винт

Верхняя коническая часть бункера служит приемной воронкой для загрузки сырья, нижняя цилиндрическая – рабочей камерой, в которой помещается вращающийся ротор. На цилиндрической стенке бункера имеется люк для выброса отходов, для случая, когда лопасти вращаются в противоположном направлении, выталкивая из камеры косточки и другое в разгрузочный лоток 24. Во время протирки продукта люк закрыт крышкой 17, подвешенной на оси 18 и зажат эксцентриковым зажимом с рукояткой 19.

Подставка 25 под емкость для протертого продукта может устанавливаться в двух положениях в зависимости от высоты емкости. В нижнем положении подставка укладывается на основание станины 28, при этом опору 27 укладывают под подставку 25. Электродвигатель 4 укреплен на плите 29, передвигаемой в пазах для натяжения ремней, которое осуществляется винтом 30. Шарнирно подвешенная пластинка 21 закрывает головку натяжного винта.

5.6.2. Расчет протирочной машины

Исходные данные:

Производительность Q, кг/ч…………………………………..800

Диаметр отверстий сита d₀, м…………………………………0, 003

Частота вращения лопастей n, об/мин………………………..450

Наружный диаметр сита D_H, м………………………………..0, 212

Внутренний диаметр сита D_в, м……………………………….0, 1

Продукт……………………………………………………….вареный картофель

Определить: суммарную площадь одновременно работающих отверстий F₀, общее количество отверстий сита z_с, мощность электродвигателя машины N_эд.

Методика расчета

1. Суммарная площадь отверстий определяется по формуле:

F₀ = , м²,

где - плотность вареного картофеля ( =1040 кг/м³);

– коэффициент использования площади, =0, 7;

- средняя скорость продвижения продукта через сито, которая равна:

, м/с,

- угловая скорость вращения лопасти, рад/с;

- средний радиус лопасти равный:

, м;

- угол наклона лопасти, град. ( = ).

Следовательно, суммарная площадь отверстий:

F₀ = = м²

2. Общее количество отверстий сита

z_c = , шт.,

– площадь сита, м²;

- площадь на сите, перекрываемая лопастью, м²;

- число отверстий под лопастями, которое равно:

шт.

Площадь на сите, перекрываемая лопастью:

м²,

где - ширина лопасти ( 0, 05 м);

- понижающий коэффициент.

Площадь сита равна:

F_c = м².

Следовательно, общее число отверстий на сите:

z_c = = шт.

Принимаем z_c=200 шт.

3. Мощность электродвигателя машины:

N = , кВт,

где - коэффициент полезного действия ( =0, 85);

N₁ – мощность, затрачиваемая на измельчение продукта;

– мощность, затрачиваемая на продавливание продукта через сито

Вт.

Здесь - удельное сопротивление картофеля при продавливании

(;

z – число лопастей (z=2);

– коэффициент использования площади отверстий ( =0, 6).

Мощность, затрачиваемая на измельчение продукта кромками отверстий сита:

, Вт,

- удельное сопротивление картофеля при измельчении (резании), Н/м;

- коэффициент использования общей длины кромок отверстий

(

- коэффициент проскальзывания продукта (

- окружная скорость по среднему радиусу лопасти, равная:

м/с;

- общая длина кромок всех отверстий, равная