Технологические расчёты оборудования 4 страница

– мощность, затрачиваемая на движение поршня, кВт (учитывается

- коэффициент полезного действия (

- мощность на преодоление отделения отформованной котлеты, равная:

Вт.

Здесь - предельное напряжение сдвига ( Па);

- расстояние от оси вращения стола до центра формовочного цилиндра (конструктивно м).

Мощность на преодоление сопротивления вращению лопасти:

, Вт, где

- частота вращения лопасти (конструктивно об/мин);

– внутренний радиус бункера ( м);

– коэффициент проворачивания продукта относительно лопасти (

- коэффициент трения фарша о стенки и днище бункера,

- липкость фарша (3 Па);

- площадь днища бункера, соприкасающаяся с фаршем, равная:

м²;

- площадь боковой поверхности бункера, соприкасающаяся с фаршем, равная:

м².

Следовательно, мощность на преодоление сопротивления вращению лопасти:

Вт.

В итоге мощность электродвигателя:

кВт.

5.10. Машина для изготовления пельменей

Производство пельменей и вареников с различными начинками (мясным и рыбным фаршем, картофелем, капустой и др.) в основном осуществляется путём получения фаршевых колбасок с последующим штампованием изделия. Фаршевая колбаска (тестовая трубка) получается путём одновременного выдавливания через специальную насадку теста (наружная часть) и фарша.

Принципиальное устройство самых распространённых варенично-пельменных и пельменных машин (например, машины типа ВПМ и НПА) одинаково [1, 2].

5.10.1. Описание схемы и конструкции

Машина типа ВПМ состоит из двух основных частей: загрузочной секции и транспортёра с штампующим барабаном (рис. 5.11).

Рис.5.11. Кинематическая схема варенично-пельменной машины:

1 - электродвигатель; 2 - цепная передача; 3 - муфта включения; 4 - звёздочка; 5 - электродвигатель; 6 – вариатор скорости; 7 – червячная передача; 8 - цепная передача; 9 -приводной барабан; 10 - опорный барабан; 11 - бункер; 12 - щётка; 13 - транспортёрная лента; 14 - натяжной барабан; 15 - червячный редуктор; 16 - шнек для фарша; 17 - шнек для теста; 18 - цепная передача; 19 - штампующий барабан

Рис.5.12. Формующая насадка для получения тестовой трубки с фаршем

В верхней части загрузочной секции размещены два бункера: для теста и для фарша. В тестовом бункере смонтирован шнек 17, а в фаршевом бункере - шнек 16 для нагнетания соответственно теста и фарша к формирующей насадке (рис. 5.12). Шнеки приводятся во вращение звёздочками 4 и цепной передачей 2, которая в свою очередь получает вращательное движение от электродвигателя 1 с червячным редуктором 15. Приводные валы шнеков оснащены кулачковыми муфтами 3. Транспортёр с бесконечной прорезиновой лентой 13 имеет три барабана: приводной 9, опорный 10 и натяжной 14. Над опорным барабаном установлен штампующий барабан 19, который с помощью рычага с эсцентриком может подниматься или опускаться на движущуюся ленту транспортёра. Рядом с штампующим барабаном на раме транспортёра установлен бункер 11 для муки, внутри которого вращается волосяная щётка 12. Щётка приводится во вращение цепной передачей 18 от привода транспортёра. В днище бункера вставлена плетёная сетка, закрываемая заслонкой. Через сетку во время работы машины просыпается мука на движущуюся тестовую трубку. Когда не производится штамповка изделий, сетка бункера перекрывается заслонкой.

Транспортёр приводится в движение электродвигателем 5, бесступенчатым вариатором скорости 6, а также червячной 7 и цепной 8 передачами. Бесступенчатый редуктор-вариатор обеспечивает синхронность движения ленты транспортёра и тестовой трубки с фаршем.

Формующая насадка (рис. 5.12) выполнена так, что сплюснутая трубка фаршепровода входит в овальное отверстие тестопровода, при этом между ними остаётся овальная щель шириной около 3 мм. Таким образом тесто, обтекая фаршепровод, формуется в трубку овального сечения. которая тут же заполняется фаршем. Дальше тестовая трубка с фаршем ложится на подкладные листы и движется вместе с ними на ленте транспортёра к вращающемуся штамповочному барабану. Перемещаясь под мукопосыпателем, трубка посыпается мукой и после отштамповки пельменей (или вареников) подкладные листы с изделиями снимаются с ленты транспортёра.

5.10.2 Расчёт машины

Исходные данные:

Производительность Q, кг/ч………………………………………………..55

Количество штамповочных гнёзд Z, шт…………………………………...32

Диаметр штамповочного барабана D_ф, м………………………………….0, 2

Сырьё…………………………………………………….тесто и мясной фарш

Определить: штучную производительность машины Q_шт, частоту вращения приводного барабана конвейера n_б, расход фарша и теста (Q_ф и Q_т), мощность электродвигателей N.

Методика расчёта

1. Штучная производительность машины:

Q_шт = · 3600, шт/ч, где

L – длина окружности штамповочного барабана, м;

V_o – окружная скорость штамповочного барабана равная:

V_o = π ·D_ф·n_ш, м/с

Здесь n_ш – частота вращения штампующего барабана вычисляемая по формуле:

n_ш = = = 0, 04 об/с

(q = 0, 012 кг – масса одного пельменя)

Следовательно, окружная скорость штамповочного барабана:

V_o = π ·D_ф·n_ш = 3, 14·0, 2·0, 04 = 0, 025 м/с,

а штучная производительность машины равна:

Q_шт = ·3600 = = 4586 шт/ч

2. Частота вращения приводного барабана конвейера:

n_б = , об/мин,

где D_б - диаметр приводного барабана (D_б = 0, 08 м – конструктивно);

V_к – скорость движения конвейерной ленты равная:

V_к = n_ш·π ·D_ф = 0, 04·3, 14·0, 2 = 0, 025 м/с

Следовательно, частота вращения приводного барабана:

n_б = = = 5, 97 об/мин

3. Расход теста и фарша выявляется из их соотношения в готовой

продукции. В случае соотношения равным 1: 1

Q_т = Q_ф = = = 27, 5 кг/ч

4. Мощность электродвигателей машины:

N = , кВт,

где N₁ – мощность, затрачиваемая на привод шнека для перемещения теста,

N₁ = = = 0, 085 кВт

(Р_т = 100·10⁵ Н/м² – давление нагнетания для теста, ρ _т = 900 кг/м³ – плотность теста);

N₂ – мощность, затрачиваемая на привод шнека для перемещения фарша:

N₂ = = = 0, 062 кВт

(Р_ф = 80·10⁵ Н/м² – давление нагнетания для фарша,

ρ _ф = 1000 кг/м³ – плотность фарша);

N₃ – мощность, затрачиваемая на привод транспортёра, учитывается за счёт уменьшения коэффициента полезного действия, кВТ;

η – коэффициент полезного действия (η = 0, 65)

В итоге, общая мощность двигателей машины:

N = = = 0, 23 кВт.