2.4. Проектування машин і механізмів для подрібнення м'яса

При проектуванні машини треба виконати огляд літератури за даним видом устаткування, звернувши особливу увагу на конструктивні особливості, кінематичні схеми, техніко-економічні показники, особливості роботи і експлуатації різних моделей вітчизняних та закордонних зразків.

При виконанні теоретичного розділу проекту слід попередньо вивчити теорію різання продукту, навести ескізи ножів, схеми швидкостей різання, з яких зробити висновок про перспективні способи різання. В розділі навести також основні теоретичні залежності, що описують роботу м'ясорубки.

2.4.1. Розрахунок ножових решіток м'ясорубки

Методика розрахунку геометричних параметрів робочих органів м`ясорубки (ножових решіток, ножів, шнека) така.

Для заданої теоретичної продуктивності Q прийняти діаметр ножових решіток D_рн, використовуючи найбільш доцільні співвідношення продуктивності та діаметра решіток: (при Q =25...50 кг/год - D_рн, =55...60 мм; при Q =50...150 кг/год - D_рн, =60...70 мм; при Q = 150...250 кг/год - D_рн, =70...80 мм; при Q =250...500 кг/год - D_рн, =80..,105 мм).

Виходячи з технологічних міркувань (вид продукту, ступінь його подрібнення), прийняти раціональні діаметри отворів ножових решіток d_о1, d_o2, взявши до уваги:

• для найбільш тонкого подрібнення продуктів використовують ножові решітки з діаметром отворів до 3 мм.

• максимальний діаметр отворів ножових решіток для одержання фаршевих виробів із м'яса, риби можна приймати не більше за 9 мм.

Вибираючи кількість ножових решіток (як правило, не більше двох) і діаметри їхніх отворів слід виходити з особливостей технологічного використання машини, зазначених у завданні;

• як завжди, для тонкого подрібнення використовують дві ножові решітки з діаметрами отворів 3,0 і 5,0 мм, 3,2 і 4,5 мм, 3,0 і 4,5 мм;

• для середнього ступеня подрібнення використовують дві ножові решітки з діаметрами отворів 4,5 і 6,0 мм, 5,0 і 9,0 мм. Для грубого подрібнення використовують одну ножову решітку з діаметром отворів 9,0 мм;

• для фаршевих виробів із м'яса яловичини, які містять підвищену кількість грубої з'єднувальної тканини, а також для паштетної маси, рекомендується тонке подрібнення (дві ножові решітки з діаметрами отворів 3,О... 5,0 мм);

• грубе подрібнення (одна ножова решітка з діаметрами отворів 6,0...9,0 мм) можна використовувати для подрібнення риби, шпику, високоякісного м'яса яловичини, свинини, баранини, які мають підвищені соковитість і ніжність;

• за інших випадків, зумовлених особливостями сировини, технології її переробки, припустимої якості одержаної продукції, можна використовувати середнє подрібнення (дві ножові решітки з діаметрами отворів 4,5...9,0 км).

Максимальний діаметр розміщення отворів у ножових решітках розрахувати залежно від їхнього діаметра dрн, за формулою

(7.1)

де D_max - максимальний діаметр розміщення отворів у ножових решітках, мм.

Мінімальний діаметр розміщення отворів у ножових решітках D_min обчислити залежно від їхнього діаметра D_pн за формулою

де D_пш - діаметр пальця шнека, мм (визначається за міцністними розрахунками; орієнтовано можна прийняти діаметр пальця шнека для м`ясорубок з D_рн=55...80 мм – D_пш = 10...15 мм; для м'ясорубок з D_рн = 80...105 мм - D_пш =15...20 мм).

Діаметр центрального отвору в ножевій решітці залежить від конструкції обертального ножа. Якщо в його конструкції передбачено виступ на центральному кільці, який нанизується на палець шнека, то діаметр центрального отвору решітки повинен відповідати діаметру виступу ножа. У цьому випадку діаметр центрального отвору решітки можна орієнтовано розрахувати за формулою

де D_цо - діаметр центрального отвору в ножовій решітці, мм.

Якщо ножова решітка виконана без виступу його кільця, то діаметр центрального отвору решітки слід прийняти рівним діаметру пальця шнека (D_цо=D_пш).

Розраховуючи отвори ножових решіток, слід враховувати раціональні значення коефіцієнта використання площі ножових решіток К_вр, який показує відношення площ усіх отворів у решітці F_о до її загальної площі F_р.

(7.2)

де

Зважаючи також на конструктивні особливості ножових решіток (в основному, умови їхньої міцності та твердості), слід орієнтуватися на значення К_вр = 0,25...0,35 для решіток з діаметром отворів d_o ⁼ З...5 мм або К_вр= 0,35...0,45 для решіток з діаметром отворів d_о = 5...9 мм ( для більших значень d_о слід пропорційно збільшити значення К_вр).

Обираючи К_вр, слід віддати перевагу його більшим значенням, оскільки збільшення К_вр збільшує питому продуктивність м'ясорубок (згідно з ГОСТ 7411-79, для ножових решіток К_вр ≥0,25).

Кількість отворів у ножовій решітці розраховують за формулою

(7.3)

де Z_о - кількість отворів у ножовій решітці, шт.

Розрахункове значення Z_о уточнити після ескізного розміщення отворів у зоні ножової решітки, що обмежена максимальним D_max і D_min діаметрами розміщення отворів, за визначеним порядком. Найбільш можливим є порядок розміщення отворів за трикутною схемою, коли сусідні отвори розміщено у вершинах рівнобедреного трикутника. Одержане після розміщення отворів значення Z_o уточнити в бік більшого або меншого, залежно від обраного значення К_вр (якщо в розрахунках обрано максимальне значення K_вр, то Z_o округлити у бік менших значень, і навпаки, за мінімальних значень K_вр кількість отворів прийняти більшою за розрахункове значення).

Після уточнення Z_o значення K_вр (уточнене за формулою 7.3) не повинне виходити за раціональні межі його значень, наведених раніше.

Товщину ножових решіток прийняти, виходячи із їхнього діаметра, кількості отворів та умов міцності та жорсткості (відсутність згинів під час роботи). Для решіток діаметром D_рн= 55...80 mm приймати товщину _р= 4...6 мм; для D_рн = 80...105 mm _р = 6...8 mm.

До структури робочих органів м'ясорубок, як правило, входить підрізна решітка (нерухомий підрізний ніж) для попереднього подрібнення продукту, що має три отвори, утворені зовнішнім, внутрішнім кільцями та трьома перетинками, що з`єднують їх. Перетинки розміщені під кутом 120°, вони мають односторонню заточку леза під кутом  = 40...50°. Ріжучий край леза перетинок розміщено під гострим кутом до радіуса решітки (для спрощення розрахунків прийняти кут  = 45° у точці, що знаходиться посередині ріжучого краю леза ). Геометричні параметри підрізної решітки визначити з урахуванням геометричних параметрів ножових решіток. Тобто, зовнішній діаметр підрізної решітки повинен відповідати зовнішньому діаметрові ножових решіток D_1пр= D_рн, а діаметр центрального отвору підрізної решітки - діаметрові центрального отвору ножової решітки D_ц.пр =D_цо.

Внутрішній діаметр зовнішнього кільця підрізної решітки розрахувати за формулою

(7.4)

Зовнішній діаметр внутрішнього кільця підрізної решітки можна розрахувати за формулою

(7.5)

Ширину перетинок розрахувати залежно від кута між ріжучим краєм перетинок і радіусом підрізної решітки за формулою

(7.6)