ВВЕДЕНИЕ

Одной из основных задач, стоящей перед пищевой промышленостью и пищевым машиностроением, является создание высокоэффективного технологического оборудования, которое на основе использования прогрессивной технологии значительно повышает производительность труда, сокращает негативное воздействие на окружающую среду и способствует экономии исходного сырья, топливно-энергетических и материальных ресурсов.

Научно-технический прогресс в агропромышленном комплексе- сложный динамический процесс. Он связан с формированием новых знаний и идей, технологическим освоением научных открытий, изобретений и результатов исследований и разработок, внедрением нововведений в виде прорывных, критически важных технологий, прогрессивной техники, новых видов сырья, полуфабрикатов, добавок, продуктов питания и непродовольственных товаров, выбором оптимальных форм организации производства и труда, а также с другими немаловажными видами научно-технической деятельности, состовляющими в совокупности инновационный процесс.

Основной технологической операцией, выполняемой на крупяном заводе, является шелушение — отделение пленок (наружных оболочек) зерна. Чтобы получить наибольшую эффективность шелушения, необходима вполне определенное воздействие рабочих органов машины на зерно, вызывающее в оболочках такую деформацию, при которой они отделяются от ядра при минимальном его повреждении и с наименьшей затратой энергии.

На отечественных крупяных заводах применяют пять основных видов шелушильных машин: вальцедековые станки, станки с резиновыми валками шелушильные постава, шелушильные кашицы с абразивными дисками и стальной поверхностью (ЗШН) и обоечные (бичевые) машины.

В зависимости от способа механического воздействия рабочего органа шелушильной машины на зерно и характера деформации оболочек современные конструкции можно разделить на три группы, в которых преобладают:

- сжатие и сдвиг, вызывающие скалывание и размыкание пленок (вальцедековый станок, станок с резиновыми валками, шелушильный постав);

- трение об абразивную и стальную поверхность, вызывающее при продолжительном воздействии соскабливание оболочек (шелушитель ЗШН и др.);

- удар, вызывающий раскалывание оболочек и сопутствующее ему фрикционное воздействие абразивной или металлической поверхности (обоечная и бичевая машины).

Достоинства шелушителей А1-ЗШН-3: простота конструкции, относительно малая металлоемкость.

Основной недостаток: низкая производительность (до 100 т/с). Современные технологические линии зерноперерабатывающих предприятий способны обеспечивать производительность свыше 300 т/с. Для обеспечения требуемых объемов обработанного зерна необходимо устанавливать несколько шелушителей, что требует увеличения производственных площадей, высоких первоначальных затрат; также повышаются затраты на энергоресурсы. Поэтому повышение производительность шелушителя без увеличения его габаритов является актуальной задачей зерноперерабатывающего производства.

Таким образом, цель данного курсового проекта – повысить производительность шелушильно-шлифовальной машины до 120т/сутки.

Для достижения поставленной цели необходимо выполнить следующие задачи:

-проанализировать существующие конструкции, выбрать аналог и прототип;

- предложить способы по совершенствованию, проанализировать варианты;

-выполнить необходимые расчеты (кинематические, силовые и энергетические);

-разработать КД;

-разработать требования к монтажу и эксплуатации.

1 Литературный обзор

В настоящее время существует несколько конструкций шелушителей. Далее будут рассмотрены наиболее распространенные шелушильно-шлифовальные машины на российских предприятиях зерноперерабатывающей отрасли.

1.1 Шелушильно-шлифовальная машина А1-ЗШН-3 (рис.1) предназначена для шелушения ржи и пшеницы при обойных помолах и ржаных сортовых помолах на мукомольных заводах, шлифования и полирования ячменя при выработке перловой крупы, шелушения ячменя на комбикормовых заводах.

Рис.1 Шелушильно-шлифовальная машина А1-ЗШН-3.

1,7-выпускной и приемный патрубки; 2-корпус; 3-вал ротора; 4-ситовой цилиндр; 5-корпус рабочей камеры; 6-абразивный круг; 8,12-подшипниковые опоры; 9-электродвигатель; 10-станина; 11-клиноременная передача.

Ситовой цилиндр 4 машины установлен в корпусе 5 рабочей камеры, вал 3 с абразивными кругами 6 вращается в двух подшипниковых опорах 8 и 12. В верхней части он пустотелый и имеет шесть рядов отверстий, по восемь отверстий в каждом ряду.

На машине установлены приемный 7 и выпускной 1 патрубки. Последний снабжен устройством для регулирования продолжительности обработки продукта. Отводящий трубопровод крепят к фланцу патрубка, установленного в зоне кольцевого канала (для вывода мучки) корпуса 2. Привод машины осуществляется от электродвигателя 9 через клиноременную передачу 11. Корпус 5 рабочей камеры присоединен к корпусу 2, который в свою очередь устанавливается на станине 10.

Зерно, подлежащее обработке, через приемный патрубок поступает в пространство между вращающимися абразивными кругами и неподвижным перфорированным цилиндром. Здесь благодаря интенсивному трению при продвижении зерна к выпускному патрубку происходит отделений оболочек, основная масса которых через отверстия перфорированного цилиндра и далее через кольцевую камеру удаляется из машины.

С помощью клапанного устройства, размещенного в выпускном патрубке, регулируют не только количество выпускаемого из машины продукта, но и одновременно время его обработки, производительность машины и технологическую эффективность процесса шелушения, шлифования и полирования. Воздух засасывается через пустотелый вал и имеющиеся в нем отверстия, проходит через слой обрабатываемого продукта. Вместе с оболочками и легкими примесями через ситовой цилиндр он поступает в кольцевую камеру и далее в аспирационную систему.

Шелушильно-шлифовальные машины А1-ЗШН-3 выпускают в четырех исполнениях с абразивными кругами для различных размеров зерен (от 80 до 120).

Достоинства:

-простота обслуживания;

-относительно малая металлоемкость.

Недостатки:

-эффективность шелушения и шлифования в этих машинах достигается в результате интенсивного трения в значительном рабочем

-объеме, но в результате этого процесс шелушения-шлифования зерна по сравнению с другими машинами является более энергоемким; повышенная вибрация машины,которая происходит из-за неравномерного износа абразивных кругов.

1.2 Шелушильно-шлифовальная машина А1-АКЗ-02.04 (рис. 3) является модификацией машины А1-ЗШН-3 и выпускается объединением «Мельинвест». Шелушитель А1-АКЗ-02.04 отличается от базовой модели в основном меньшим количеством рабочих кругов (4 вместо 6), их меньшими размерами (диаметр 250 вместо 450) и, соответственно, меньшей производительностью. Чтобы выдержать рабочую окружную скорость абразивных дисков в пределах 19-20 м/с, число оборотов ротора 7 увеличено до 1460 в минуту.

Шелушитель А1-АКЗ-02.04, в отличие от А1-ЗШН-3, оборудован центробежным вентилятором 11,который смонтирован в нижней части основания 9 машины. Вентилятор способствует интенсивной аспирации машины и удалению мучки и других легких примесей. Шелушитель комплектуется магнитной колонкой 14, которая устанавливается на фланец приемного патрубка. Основные параметрышелушителя приведены в общей таблице характеристик шелушителей типа ЗШН (табл.1).

Рис.3-Шелушильно-шлифовальная машина А1-АКЗ-02.04.

а-функциональная схема; б-конструктивная схема;I-поступление продукта; II-магнитная защита; III-воздух; IV-циклон; V-дополнительный подсос воздуха; VI-отходы; VII-встроенный вентилятор; VIII-выход продукта; 1-рама; 2-электродвигатель; 3-приемный патрубок; 4-верхняя опора; 5-корпус; 6-ситовой цилиндр; 7-вал с абразивными кругами; 8-выпускной патрубок; 9-основание; 10-корпус вентилятора; 11-ротор вентилятора; 12-нижняя опора; 13-клиноременная передача; 14-магнитная колонка.

Достоинства:

-простота конструкции;

-относительно малые габариты;

-малая энергоемкость.

Недостатки:

-низкая производительность.

1.3 Машина шелушильно-шлифовальная МШХ выпускается Хорольским механическим заводом и по своим принципиальным конструктивным решениям не отличается от машин типа ЗШН. Основное отличие заключается в деталях конструктивного оформления и дизайна машины. В машинах ЗШН корпусные детали, основание и др. выполнены литыми, имеют большую массу, обеспечивают устойчивость машины и снижение вибрации. Машина МШХ в основном выполнена в виде сварных конструкций из листовых материалов. Ситовой цилиндр закрыт шкафным корпусом с откидными дверками. Сварными выполнены и все патрубки: приемный со смотровым окном, выпускной и патрубок для присоединения к аспирационному воздуховоду. Основание, на котором установлен приводной электродвигатель и шкаф с рабочим барабаном и ротором , выполнено также сварным из листовой стали.

Основные параметры шелушителя приведены в общей таблице характеристик шелушителей типа ЗШН (табл.1).

Таблица 1-Техническая характеристика шелушильно-шлифовальных машин типа ЗШН.

Показатели	А1-ЗШН-3	А1-АКЗ-02.04	МШХ
Производительность, т/ч:
-шелушение пшеницы и ржи при выработке муки	2,5-3,0	0,8-1,0	1,5-1,8
-шелушение и шлифование крупяных культур (пшеницы, ячменя, гороха, проса)	2,0-2,5	0,4-0,5	0,8-1,0
-шелушение ячменя на комбикормовых заводах	2,5-3,0	0,8-1,0	1,2-1,8
Технологические показатели:
-снижение зольности при выработке муки (пшеница, рожь),%	0,05-0,06	0,05-0,06	0,05-0,06
-увеличение битых зерен, %	до 2	до 2	До 2
-коэффициент шелушения (пшеница, ячмень, горох)	75-80	75-80	75-80
-частота вращения вала, об/мин	850	1460	1460
Абразивные круги:
-окружная скорость, м/с	20	19	19
-число, штук	6	4	-
-диаметр, мм	450	250	250
Диаметр ситового цилиндра, мм	475	260-270	-
Площадь ситового цилиндра, м2	0,9	0,25	-
Установленная мощность, кВт	22	7,5	11
Расход воздуха, м3/ч	940	800	800
Аэродинамическое сопротивление, Па	450	400	400
Габариты, мм:
-длина	2000	1400	1450
-ширина	1000	820	700
-высота	1965	1330	1450
Масса,кг	1700	530	450

В качестве прототипа выбирается шелушильно-шлифовальная машина А1-ЗШН-3 из-за её основного достоинства-простоты конструкции. Недостатком производственной шелушильной машины является её низкая производительность и отсутствие автоматического регулирования вывода продукта из машины.