4.2 Расчёт мощности электродвигателя волчка

Теоретическая мощность электродвигателя мясорубки определяется по формуле:

N=(N₁+N₂+N₃)/1000∙η, кВт, (4.5)

где N₁ – мощность необходимая для разрезания продукта в режущем механизме, Вт.

N₁=F_р∙(К_п.р.+2К_р1+К_р2)∙(n/60)∙a∙Z_н, (4.6)

где F_р – площадь ножевой решётки (площадь подрезной решётки будет равна площади ножевой решётки) определяется:

F_р=F_п.р.=(π∙d_р²)/4, м², (4.7)

F_р=(3,14∙0,081²)/4=0,0052м².

К_п.р. – коэффициент использования площади подрезной решётки;

К_п.р.=F_{0 п.р.}/ F_п.р., (4.8)

где F_п.р. - площадь подрезной решётки, м²;

F_{0 п.р.} – суммарная площадь отверстий подрезной решётки, м²,

F_{0 п.р.}=π∙(r²_max – r²_min) – 3∙b∙l, (4.9)

где r_max, r_min – наружный и внутренний радиусы отверстий в подрезной решётке, м;

b – ширина перемычки подрезной решётки, м;

l – длина лезвия подрезной решётки, м.

F_{0 п.р.}=3,14∙(0,034² – 0,015²) – 3∙0,013∙0,018=0,0024м²,

К_п.р.=0,0024/0,0052=0,46.

К_р1 – коэффициент использования площади решёток с крупными отверстиями;

К_р1=F₀₁/F_р, (4.10)

К_р1=0,0019/0,0052=0,36.

К_р2 - коэффициент использования площади решёток с мелкими отверстиями;

К_р2 =F₀₂/ F_р, (4.11)

где F₀₂ – суммарная площадь отверстий второй ножевой решётки, м²,

F₀₂=((π∙d₂²)/4)∙Z₂, (4.12)

F₀₂=((3,14∙(0,005²))/4)∙90=0,0018м²,

К_р2=0,0018/0,0052=0,35.

а – удельный расход энергии на перерезание продукта,

а=2,5∙10³:3,5∙10³Дж/м;

Z_н – количество перьев у одного ножа, шт.;

n – число оборотов шнека, мин^-1.

N₁=0,0052∙(0,46+2∙0,36+0,35)∙(250/60)∙3,5∙10³∙4=464,1Вт.

N₂ – мощность необходимая на преодоление трения в режущем механизме, Вт,

N₂=((π∙n)/60)∙P_з∙(r_{н max} – r_{н min})∙f∙ψ, (4.13)

где P_з – усилие затяжки режущего механизма, Н.

P_з=P∙b_н∙Z_н∙(r_{н max} – r_{н min}), (4.14)

где P – усреднённое удельное давление в поверхности стыка ножей и решёток, P=2∙10⁶:3∙10⁶;

b_н – ширина площади контакта лезвия ножа и решётки, м;

r_{н max}, r_{н min} – наружный и внутренний радиус вращающегося ножа, м.

P_з=3∙10⁶∙0,003∙4∙(0,036 – 0,015)=756Н.

f – коэффициент трения скольжения ножа о решётку в присутствии измельчённого продукта, f=0,1;

ψ – количество плоскостей резания, шт.

N₂=((3,14∙250)/60)∙756∙(0,036 – 0,015)∙0,1∙4=83,1Вт.

N₃ – мощность необходимая на преодоление трения шнека о продукт и на продвижение продукта от загрузочного устройства до режущего инструмента, Вт,

N₃=((π²∙n)/90)∙P₀∙(r_н³ – r_в³)∙m₁∙К_в∙(tg(β_ср+ρ’)/cos β_ср), (4.14)

где P₀ – давление за последним витком шнека, P₀=2,3∙10⁵:5∙10⁵Па;

m₁ – число витков шнека, шт;

r_н, r_в – наружный и внутренний радиус шнека, м;

β_ср – средний угол полъёма витка шнека, градус;

β_ср=arctg(t₁/(π∙d_1ср)), (4.15)

где t₁ – шаг первого витка шнека, м;

d_1ср – средний диаметр первого витка шнека,м.

β_ср=arctg(0,06/(3,14∙0,051))=20,3°.

ρ’ – угол трения продукта о сталь, градус.

ρ’=arctg f₁, (4.16)

где f₁ – коэффициент трения продукта о сталь, f₁=0,3:0,5.

ρ’=arctg 0,3=16,7°.

N₃=(((3,14)²∙250)/90)∙5∙10⁵∙(0,034³ –0,017³)∙4∙0,4*

*(tg(20,3+16,7)/cos20,3)=597,7Вт.

η – КПД электродвигателя, η=0,8.

N=(464,1+83,1+597,7)/1000∙0,8=1,43кВт.